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大直径缸筒镗削工艺技术改进

发布时间:2010/1/11

  随着煤炭市场的发展,机械化采煤程度的提高,液压支架设备的投入量增大,并且向着高工阻、高可靠性、高安全性方向发展,目前集团公司加工的立柱缸均为Φ250mm、Φ280mm和Φ320mm,并且朝着更大缸径方向发展。以往我集团公司立柱缸加工是用改造C650车床进行粗镗、半精镗、精镗,然后珩磨工艺加工,生产效率远远不能够满足支架生产和拓宽外部市场的需要。而且由于工件工序多,中间转运次数多,增加了运输成本,且在运输的过程中存在磕碰现象,影响产品质量的稳定性,急需对大直径缸筒工艺路线调整,采取集中生产,集中加工,采用高效、高精度的大直径缸筒深孔镗削设备提高产品质量。因此,需要对大直径缸筒加工工艺技术进行论证和探讨,促进公司管理和工艺技术创新。

1.工艺技术分析
  以Φ320mm立柱缸为例,如图1所示,立柱外缸原材料采用27SiMn热轧管,坯料采用Φ377mm×35mm管制造。由于缸体长度尺寸较长,既要保证加工后的缸体各部位壁厚均匀,又要考虑加工的工艺性,同时内孔有直线度及同轴度要求。因此,适宜在深孔镗床上加工,然后采取镗滚压工艺。(见图1)

                                  图1

2.加工工艺方案
  公司现有HCTX6511深孔镗床,装夹定位方式为两卡盘30°锥面。为充分利用现有大深孔镗设备,根据深孔镗设备的装夹定位方式,针对立柱外缸零件要求,从降低原材料消耗、考虑焊接接头、吊环对缸体的影响,减少工序之间的周转,以及加工工艺的先进性、可靠性、稳定性等因素:我们改变了以往的加工工艺路线,新拟定了加工工艺方案。
  为此我们更改缸筒细小的结构,在缸筒的底部和缸口增加工艺倒角,更改后图样结构如图2所示。整个产品的加工工艺路线为:下料一机加工,以外圆为基准粗车Φ320mm孔,留余量6mm一调质处理(考虑车削加工后对淬硬层的影响)一精车(Φ320+0.14)mm孔,外圆为基准,留精镗加工余量一以内孔为基准车工艺凸台一两平面总长972mm,两端面工艺夹角30°倒角一划线(确定接头位置、起吊环位置)一焊接接头和起吊环一深孔镗滚压一矫正工艺凸台一加工缸口一平缸口端面一钻接头孔一剔缸口毛刺一转下道工序。(见下页图2)

                               图2

3.实施要求
  (1)粗加工的控制 加工车间以外圆Φ377mm为基准粗车Φ320mm孔,留余量6mm。为提高生产效率,工件在大立车上进行粗镗,加工前找正,尽可能保证内、外圆同轴,使工件加工后壁厚均匀,消除壁厚差对立柱外缸强度的影响。由于缸简较长,粗加工存在接刀问题,调头粗加工时要保证接刀刀痕纵向方向成一条直线,接刀差应控制在0.5mm范围内。
  (2)中间热处理控制 立柱缸筒为保证其强度及硬度要求,进行调质处理。为防止缸筒弯曲,在台车炉中进行加热时,工件平行摆放,间隔>100mm,每炉装炉量两根。或采用井式炉加热,热处理水介质温度≤40℃ ,工件垂直入水,上下串动及左右摆动。
  (3)半精镗内孔的控制 以内孔为基准,加工缸筒两端工艺凸台,工艺凸台加工要宽度适宜80mm,深度以光圆为原则,不宜太深,保证缸筒的强度,以便后道镗滚工序顺利进行,增加小工艺倒角作为镗滚压工序的定位基准。
  (4)划线、焊接接头及起吊环为保证支架立柱缸尺寸,以及预防加工后焊接变形对缸筒形位公差的影响,接头及起吊装置的焊接要在精镗前进行,划线时考虑到在车削缸口结束时平端面,端面应留出5mm加工余量,焊接两接头的位置应与缸底的方向一致。
  (5)冷拔镗滚压 镗滚压以半精镗加工的工艺倒角为基准。实现该工艺方案必须从改变深孔镗夹紧盘人手,将原夹紧盘的定位止口车成30°倒角,与工件工艺倒角配合,同时夹紧盘的定位止口内孔尺寸加大,以适应Φ377mm立柱缸外圆加工需要,镗滚刀杆的进入以导向套引导,保证工艺基准与镗滚刀杆一致,产品表面粗糙度、直线度、圆度有效控制,产品质量较未改进前稳步提高。同时考虑夹紧旋转阻力不够问题,防止工件与夹紧盘相对转动,需增加辅助卡爪,辅助卡爪固定在卡盘及工件接头上,以增加旋转动力,见图3。该方案少量地增加了焊缝宽度,焊丝消耗略有增加,提高了缸底焊接强度,解决了工艺装夹问题,降低了工人的劳动强度,装夹起吊效率高,不需更换接盘,不改变机床结构,简单易行,操作稳定可靠。
  (6)缸口加工缸加工前修正工艺凸台,加工后标准导向套自检, 自检合格后平缸口端面,保证总长度,钻接头孑L并清除毛刺。缸口若是梯形螺纹或矩形螺纹,不足2mm厚度的要首尾剔除,保证在装配时不倾倒及拉伤密封圈。

                     图3
4.实施效果
  该工艺方法采纳了部分生产厂家的先进经验,取长补短,收到了良好的经济和社会效益,解决了我厂大深孔镗设备利用镗滚压工艺技术加工大直径、高精度缸筒的难题,新设备发挥了应该发挥的效益,同时保证了生产工期,提高了产品质量。

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