利用普通车床加工油缸.pdf

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利用普通车床加工油缸.pdf
液压油缸焊接中焊夹的改进.pdf
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大直径油缸内孔镗_滚复合加工工艺.pdf

9 c: p) x& B% ^) \0 t& [& o9 l% P, Q9 V油缸内孔滚压加工技术.pdf

凯思特

摘要：针对小批量生产油缸的小型企业，介绍了在不损伤机床结构的情况下，利用简易液压系统改制普
1 d! W; b. y0 l; u3 z, D% S0 D( L通车床，完成油缸拉镗和珩磨的方法。
关键词：油缸；拉镗；珩磨
+ R" E$ n$ i. {* S" I- ~中图分类号：TG506文献标识码：B文章编号：10
6 k( ~  \# G- t% J2—23
(20
" X$ `- [4 j8 ^6 J! ]1)04-0
41—02
& F9 u/ u% I  t" d1前言油缸是液压传动系统中不可缺少的主要部件之结构和材质的特点，我们决定在普通车床上，采用拉
4 n0 P: ~+ Y8 g一
，
如何加工油缸是很重要的一环，一般说，油缸除镗结合珩磨的工艺方法加工油缸。了内孔的几何形状要求较高外，还要求粗糙度在 首先，我们根据加工油缸的工艺对车床进行Ra0．4加1之内，并要求内孔进行珩磨加工。对于专业生改造。考虑到油缸的加工特点及我厂的设备条件，我产厂，要使用几台专用设备，严格执行生产工艺。但们在C630×3000普通车床上增加一套液压辅助是，对一些不具备专用设备，油缸加工批量不大的生进给系统，以满足加工油缸的必要条件。此部分为产厂来说，有没有其它更合适的加工方法来满足生独立单元，以油箱为基础，制成由电动机、叶片泵、压产需要呢?下面就将我厂利用普通车床加工油缸的力表、溢流阀为一体的液压站，并将其置于车床尾部方法介绍给大家(零件图见图1)。的外侧。液压元件选用1．5kW4极电机驱动18L／min
液片泵，压力油经过叶片泵、溢流阀、压力表、调速
' J' K$ m7 \$ O. x6 A$ `% d$ J2车床改造油缸采用普通灰铸铁材质(HT200)，油缸的内孔长径比L／o>13，加工油缸的内孔是难点。根据油缸
  Z( T5 _( D; a  j% h5结语 陷，故连接可靠，动态疲劳强度是点焊的4～5倍；
) L9 `9 a; y# E3 A, j(1)每台车厢节省电费2．41元，节能可达90％!(5)可重复连接，连接点间距均匀，外观质量好。 连接费用仅为点焊的 40％，经济效益可观；
2 |+ u: c8 ~- V' h6 S(编辑黄获)
(2)工作时无冲击，噪音低、无污染；
# S9 V4 a0 h; U7 b(3)一次可连接14～30个点，生产效率是点焊作者简介：琚琛(1974一)，男，工程师，合肥工业大学模具材料系模的 3倍； 具专业毕业。
# @' f$ b( p& ~" {! @6 W+ ?(4)因无焊接变形、焊点损伤和应力集中等缺 收稿日期：20
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" ?6 r7 n3 C% @/ z( @) e3 Y, O4 g/ G: W/ m战成，托砰 2001．4
阀、换向阀到进给油缸形成液压回路，使进给油缸往复运动，驱动刀具进给切削。经过改造后的车床，进给速度可以由调速阀8自由调节，满足了拉镗、珩磨油缸内孔的基本工艺要求。
先将车床溜板部分移至床头箱附近搁置，并去掉后尾座，将进给刀架 6置于车床导轨上，调试其压板间隙，使进给刀架在机床导轨上滑动自如，再将进给油缸 9用前后压板紧固在机床导轨的后半部分，并接通油路及各个控制阀，即可进行液压进给系统的调试(见图 2)。
在对设备的改造上，我们掌握一个原则，即原设备在改造后，其车床的基本结构不受任何影响。一些辅助设置控制元件都固定在进给油缸基座 11上，如二位四通阀、调速阀、行程控制开关。进给油缸采用压板固定结构，一不采用在机床导轨上钻孔固定法，二考虑到机床将来的多种用途及完整性。若要进行普通零件的切削，只需松开固定压板卸下进给油缸 9和进给刀架 6，将车床后尾座安上，即可恢复其原有的性能。3油缸的加工工艺过程
! j$ o: z* a- c6 O( m3 L1)将油缸铸件毛坯在车床上加工端面及外圆、
( {/ f% I) T+ k, u3 W+ Q止口，镗 49xl00Hm的工艺导向孔，并在零件毛坯外圆车出中心架支撑部位 72h7。
2)在刀杆 5的端部安装粗镗刀。
3)将已加工好工艺导向孔的油缸，以止口 60h6定位装卡在车床的专用法兰盘 1上，用压板2压紧，并用中心架支在油缸外圆 72h7处，同时，将粗镗刀及刀杆置于导向孔内，将刀杆 5的尾端与进给刀架 6用螺母固定。零件毛坯及粗镗刀杆调整合适后，即可开动车床及液压系统进行粗拉镗。
4)粗拉镗后，卸下粗镗刀，更换精镗刀进行加工。使其加工孔后留下余量02-
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; L1 Z5 F+ a3 P7 P; n调整刀具，． ．3mr2。
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* n4 R* b" }4 f7 q5 I精镗之后，更换浮动镗刀进行孔的精加工。用百分尺将浮动镗刀调至 49．92-
49．95mn2，即可进行对油缸孔加工。精镗后的表面粗糙度应小于 Ra1．6肿，以利于下一道工序的加工。
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拉镗工序进行之后，可以进行油缸珩磨。利用原刀杆 5的长杆，在长杆的一端安装珩磨头，调整珩磨头的尺寸，使之符合上工序已加工油缸孔尺寸，即可进行珩磨(珩磨头用磨条采用绿碳化硅，粒度 280#-
& w* `' m, ]; _" k( W! X1 mW40，硬度ZY2～ZY3)。当珩磨3-
0 g5 D4 h5 C1 U: E* g) j- c) i4次后，可停车，再次调整珩磨头进行珩磨，如此反复加工，直至油缸孔加工到图纸要求的尺寸。
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* e( Y8 ?" m2 }在油缸的加工过程中，我们采用煤油做冷却液。因为煤油粘性小，流动性好，在加工过程中容易渗透到细小的缝隙中去，以带走加工时产生的热量，同时煤油还可以洗涤珩磨头脱落的细小磨粒，冲刷掉金属切削粉末，提高珩磨的效率。为了方便装夹工件，我们采用车床本身的冷却泵从机床主轴尾部安装了冷却液进人管，让冷却液由机床的尾部进人● 到工件上，由工件右端排出，回到油池，循环使用。4在拉镗油缸时应注意的事项

1)
) Z! j) q+ g& f! T, f* X8 m为保证加工过程进给速度平稳，切削均匀，一定保持液压系统的压力基本不变，液压系统压力应保持在 2MPa，这样就能使机床在加工油缸的过程中走刀均匀，粗糙度一致，精度稳定，尺寸变化不大，给下一步~nq-_Z作打好基础。

2)
, Z. M! ]+ G# x' L& v在拉镗过程中，应时刻注意进给速度，不能贪快，以免发生意外事故。
  g! i2 g/ ]% h. s0 P' m
3)
4 T+ S' N) E# p在拉镗过程中，冷却液一定要给足，慎防加工过程中铁屑排出不畅而发生意外事故。

4
)开始试镗时，先开动车床，使工件旋转，再启动液压系统，缓慢地调整调速阀使进给量控制在
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0．1～0．2mm／r左右，珩磨时可以适当提高进给速度，车床主轴转速 n=140r／mm；进给速度为8次／分。
! A+ D1 n  B0 Z7 ^" E9 N5)我们改制的加工油缸液压系统较为简单，使用了二位四通电磁阀及行程开关控制方式进行油路的切换，而且，珩磨时进给往复速度较快，有行程开关失控的可能，故操作者在加工时，不可大意，以免发生事故。
(编辑仲天)
作者简介：杜建宁(1953一)，男，工程师，主要从事机械设计制遣及工艺编制工作。收稿日期：20oO—lO一08
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凯思特

白范雄，李再华，申利风，张清辉 (湘潭大学机械工程学院，湖南湘潭 411105)
- h  ~; U  J' Y4 G! C1 Z8 W摘要：根据企业的液压油缸焊接中普遍出现的问题，我们经过研究改进，将原来的卧式焊夹改
为立式焊夹，再通过上水冷焊接，使焊接不仅达到图纸要求的垂直度和对称度，而且焊接效率也提高了5倍以上。液压试验完全达到要求。关键词：焊夹；液压油缸；焊接；水冷
中图分类号：TG441．7文献标识码：B文章编号：1672—545X(2006)01—0059—03
9 a; s( |$ s4 f: h1问题的提出2改进前的焊接工艺
" F5 S: \: k4 L7 @, c2 F* u某系列液压油缸是由三个圆筒件组成的长筒形2．1此焊接为长筒形零件焊接，为施工方便和提高焊接件(如图1)。材料都是Q235一B。焊后要求为：三效率，设计了一种卧式焊夹，如图2。 个零件的垂直度为0．05mm，对称度为0．05mm；焊2．2为了装模方便和保证焊前的尺寸精度，三个圆
3 j. f2 d  N- X' B; d# A3 c后用螺纹接头堵死项C的另一端，注入20号液压筒形零件的配合为过盈配合，用铣床压紧装配； 油，在1MPa压力下，各焊接部位不许有渗漏。2．3装模时靠项4的间隙配合和项2的顶力来固定项A，B，C三个零件；
" M9 L$ T6 p9 m2 b2．
4焊接时一人旋转项6，一人进行焊接施工；
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2．
! m- a7 K: G7 n3 j/ P5焊后成批进行去应力退火(200℃保温3h)。
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3改进前的焊接工艺分析
6 [" A/ a3 B: M8 X, _/ ~
围 1 零件示意围  
A．套杆  B．连接法兰  C．油缸
但在焊接中常会出现三个零件的垂直度超过  围 2卧式焊夹示意图  
( z2 K- h  R# G( g3 I2．OOmm，对称度超过2．OOmm的问题。产品质量严 1．支撑  2．顶针  3．平板  4．定位销  5．支脚  6．旋转装置
重不合格，经常出现报废现象。为此我们设计了立式

焊夹，并根据立式焊夹的特点从设计和工艺两方面进行了改进特别是采用了水冷焊接，这样，产品质量3．1本焊接工艺中采用了卧式焊夹，由于三个零件得到了稳定和提高了生产效率。焊后的总长接近500mm，在零件B完全靠摩擦力支
作者简介：白范雄：(1981一)，男，在读硕士研究生，现主要从事焊接材料和焊接工艺领域的研究李再华：(1975一)，男．工程师，在读硕士研究
。

生，现从事焊接材料和焊接工艺领域的研究．申利凤：(1980一)，女，在读硕士研究生’，现主要从事焊接材料和焊接工艺领域的研究张清辉：
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(1945-
! m9 R% O" {" R( i8 i: }, ^, P. X$ })，男，教授，主要从事焊接材料和焊接工艺领域的研究．收稿日期：2005—11-
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EquipmentM anufacturingTechnology No．1， 2006
撑的情况下，三个零件的轴心很难保证在一个平面上，垂直度很难达到要求。特别是在焊接过程中，由于零件在红热状态下塑性好，强度差，焊接后的变形使零件在重力的作用下很难达到图纸要求的
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- o& W/ J9 c3 x0 e9 T  n$ m! X: S05mm的垂直度。
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9 g9 `5 l! b/ I" q! g# w9 @& `. s3．
2焊前三个零件的装配是采用的过盈配合，这样在铣床上进行装配过程中就会产生外来应力，它会在焊接过程中和焊后释放，引起焊接变形。

3．
+ i# y6 I3 g  j3焊接过程采用一人焊接一人配合旋转的办法，即使不是采用对称焊接，也会引起焊后变形。
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3 [" ]' |! b7 q! h5 L* K/ W综上所述，此焊接工艺是不合理的。究其原因则是因为卧式焊夹而产生的问题，使焊接出来的部件垂直度和对称度都在2．00mm以上。
4改进后的焊接工艺分析
4．1设计方面
% W. v+ F% G: p. ?2 ?* M" ^a．去掉项3上的坡口，把项2的坡口改为6 O。，既方便施焊又减少焊接应力；
如果把项3上的坡口去掉而加大项 2上的坡口角度，根据焊夹设计方案就可以把焊条水平放置进行焊接改为焊条向下倾斜进行焊接，这样可给施工带来方便；焊接项2和项3时，相比而言，项3是薄弱零件，因为项3长度很长，可以看为薄壁零件，所以
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应减少在项3上的热输入量来减少焊接应力。
b．把项2与项1和项3的配合改为间隙配合，以此来减少外来应力和焊后的残余应力。并给在焊接时装模带来了方便。
如果项 1，2，3的配合为过盈配合，在进行装配时必然给上述零件带来外应力，并残留在装配件中，这些外加应力在焊接过程中会因为金属熔化降低了强度而进行释放，给焊缝带来了残余应力。
4．2工艺方面
a．更换焊条，将J 427改为J 422。便于焊后去渣，减少外来应力；原图纸要求使用的是J 427焊条。因 J422的脱渣性比J 427好，在焊条烘干的情况下，焊缝质量是完全可以达到设计要求的，这样可以减少去渣时敲击带来的应力。如果项B零件的尺寸足够长，CO气体保护焊枪能够作业，我们会选择热输入量小并且自动化程度较高的CO气体保护焊。
b．重新设计焊夹见图3，保证焊接质量；
+ W% k# \  h+ N由于卧式焊夹在焊接过程中会产生外来焊接应力，使零件焊后的垂直度和对称度达不到图纸要求，所以重新设计中的一个重要想法就是要尽量减少焊接过程中产生的应力。而立式焊夹所产生的应力是上下方向的力，没有左右方向的力，对垂直度和对称度都没有影响，可达到设计要求。
从图3可以看出，立式焊夹装脱模容易，并且装 模精度高。还可克服原来的卧式焊夹因在焊接过程 中要旋转而带来的机械设计难度大的问题。此焊夹设计简单，制作方便，成本较低。
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. h8 f; N2 u7 A6 J- n2 jc．用水冷焊接来提高工效，稳定焊后尺寸；
8 t  G; B# K0 DQ235一B钢属于低碳钢，淬硬性较差，用水冷进行焊接，使焊缝在水冷的快速冷却下来不及变形，稳定焊后尺寸来提高焊接生产效率，而这样产生的焊
: Q4 }* N1 u! d# H
- E/ ?0 ]* b# W& O7 j图3立式焊夹不霞图
1．底板 2．立柱 3．定位立柱 4．支撑 5．水冷装置 6．压头 7．螺帽
《装备制造技术》 2006年第1期

接应力可以采用去应力退火的方式进行消除。 d．从1、2点同时起焊，顺时针焊接至3、4点；
% F( I' b4 u$ s: G& J  s! Gd．焊后批量去应力退火。e．重复c、d工序到焊缝堆高达图纸要求；
目的是为了消除焊后残余应力，稳定焊后尺寸，f．搭焊项1和项2CY法同工序b)； 保证工件在产品运行当中不再发生尺寸变化。g．电焊项1和项2(方法同工序C，d，e，f)；
" K& k. f/ S+ @/ g# Hh．焊后移动水冷装置进行水冷焊缝工序，等冷5具体施焊过程如下(如图4所示)至100℃后卸下焊夹；
# }4 ~9 n3 S8 L& [7 I5 m& @i．进行零件批量去应力退火(200℃保温3h)。
  J" z8 S! f% d, P3 p, h! X
6结论
通过把卧式焊夹改为立式焊夹，并且根据立式焊夹的特点再加上水冷焊接，不仅使焊件的垂直度和对称度都达到了图纸要求，而且效率也提高了5倍以上，经液压试验完全达到要求，本课题攻关成功。说明了焊接质量的好坏不仅取决于焊接工艺，好的焊夹对焊接质量的提高也有着重要的作用。
, `. O8 W  E. b& ]" H$ d6 t# p( x参考文献：
[1]叶瑞文．焊接设计简明手册[M]．北京：机械工业出版社，1997．

  M& ^8 Y% B: Y[2]王政．焊接工装夹具及变位机械：性能，设计，选用 圈4焊接顺序示意图 [M]．北京：机械工业出版社，2001．
a．为了减少焊接应力及提高焊接效率，采用两[3]张汉谦．焊接热应温度场，残余应力，变形[M]．北京：位焊工对称焊接的形式； 机械工业出版社，1997．

b．搭焊项2和项3(按图4所示1，2，3，4的顺序[4]田锡唐．焊接结构[M]．北京：机械工业出版社，1981． 进行点焊，焊缝的长度为5mm)； [5]周振丰．焊接治金与金属焊接性[M]．北京：机械工业

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只有文字没有相关的图片啊

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5# 凯思特

好像有点不太通顺那，另外没有图啊

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下载楼主的文件就有图了

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这种油缸镗和滚压复合加工的技术好多企业都 在使用的。