缸筒加工的镗削滚压工艺分析
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反动式筒形高压内缸加工工艺分析与探究反动式筒形高压内缸是内燃机中关键的部件之一,其加工工艺对于内燃机的性能和可靠性有着重要影响。
本文将对反动式筒形高压内缸的加工工艺进行分析与探究。
反动式筒形高压内缸的加工工艺主要包括以下几个步骤:铸造、粗加工、精加工和表面处理。
首先是铸造步骤。
铸造是将金属液体倒入模具中,经过凝固和冷却,形成筒形内缸的过程。
在铸造过程中,需要注意选择合适的铸造材料,以保证内缸的强度和耐磨性。
还需要控制铸造温度和冷却速度,以避免内缸出现气孔、疏松和变形等缺陷。
接下来是粗加工步骤。
粗加工主要包括切断、车削和磨削等工艺。
首先是切断,将铸造好的内缸从浇注系统中切割下来,并去除毛刺和余料。
然后进行车削,使用车床进行加工,将内缸的外径和长度加工到设计尺寸。
最后是磨削,通过磨床进行加工,进一步提高内缸的尺寸精度和表面质量。
第三个步骤是精加工。
精加工主要包括镗削和铰孔等工艺。
镗削是将内缸的内径加工到设计尺寸和精度的过程,通常使用镗床进行加工。
铰孔是在内缸上加工出与其他部件连接的孔,比如进气口和排气口。
精加工的目的是进一步提高内缸的尺寸精度,使其与其他部件配合良好。
最后是表面处理步骤。
表面处理是为了提高内缸的耐磨性和抗腐蚀性。
常见的表面处理方法有镀铬和涂层等。
镀铬是将铬层镀在内缸的内外表面上,以增加其硬度和耐磨性。
涂层是将特殊材料的涂层涂在内缸表面上,以提高其抗腐蚀性和耐磨性。
表面处理的选择应根据内燃机的具体工作环境和要求来确定。
反动式筒形高压内缸的加工工艺对于内燃机的性能和可靠性至关重要。
在加工过程中,需要注意选择合适的材料、控制加工工艺参数和保证加工精度,以确保内缸的质量和性能达到设计要求。
还需根据工作环境选择合适的表面处理方法,提高内缸的耐磨性和抗腐蚀性。
发动机气缸镗磨工艺分析摘要:气缸的磨损和损坏往往导致发动机的性能下降和功率减小,为此需要进行气缸镗磨操作。
本文从气缸镗磨的工艺、工具和操作要点三个方面进行分析,通过实验和实践验证了本文提出的气缸镗磨工艺的可行性和有效性。
气缸镗磨工艺的实际应用可极大地延长发动机的使用寿命和确保发动机的顺畅运转。
关键词:气缸、镗磨、工艺、工具、操作正文:一、引言发动机作为现代交通的核心,其性能与寿命直接关系到汽车的使用效果和生命周期。
汽车发动机以其稳定的性能和可靠的质量获得了消费者的广泛认可。
但是,随着使用时间的推移和对发动机的要求越来越高,发动机零部件的磨损和故障问题也开始逐步展现。
气缸作为发动机的核心部件之一,其磨损和损坏将直接影响发动机的性能和寿命。
针对气缸磨损和损坏的问题,行业内提出了各种处理方案。
其中,气缸镗磨作为一种有效的方法被广泛应用。
气缸镗磨可以彻底去除气缸内表面的磨损层,使气缸恢复至原本的规格和要求,从而达到延长发动机使用寿命、提升发动机性能和保证发动机顺畅运转的目的。
本文将从气缸镗磨的工艺、工具和操作要点三个方面对气缸镗磨的方法和实践进行深入探讨和分析。
二、气缸镗磨的工艺气缸镗磨的工艺是关键的一步,不同的工艺会产生不同的效果。
气缸镗磨可分为手动气缸镗磨和自动气缸镗磨,本文中主要介绍自动气缸镗磨的工艺。
1. 准备工作在进行气缸镗磨之前,需要进行准备工作:a. 拆卸气门机构、缸盖和活塞等零部件。
b. 对气缸进行检测和测量,检测气缸是否存在裂纹、变形等问题;测量气缸径和气缸度(气缸内套直径与气缸轴向高度之间的比率)。
c. 对气缸做好清洁和涂料保护。
2. 镗磨操作a. 将镗刀装入镗刀座,安放于镗机主轴上。
b. 调整切刃高度和切刃位置,使其与气缸内壁接触。
c. 启动镗机,平稳加速,控制镗头与气缸壁接触。
d. 通过旋转气缸和前后移动镗头,对气缸进行全面的加工和镗磨。
e. 实现镗磨精度控制,控制直径和度数误差,避免磨损过量导致的气缸径受损。
文章编号:1000-0925(2004)03-075-06250061发动机气缸孔压板镗珩加工工艺研究彭 浪1,曹 武2(1.常州东风汽车有限公司,常州213033;2.东风汽车股份有限公司)R esearch on Machining T echnics of Engine Block Bore with Simulate BoardPENG Lang 1,CHAO Wu 2(1.Changzhou Dongfeng Automotive C ompany ,Changzhou 213033,China ;2.Dongfeng Automotive C ompany )Abstract :Using simulate cylinder head in engine block machining to simulate the practical assembling state ,with technical bolts compaction technical board ,fastening a gasget on the cylinder block ,block bore finish machin 2ing (hone )has heen realized.This technics can revise transfiguration of block when a cylinder head is assembled on the block ,assure the round tolerance and prick tolerance of a bore ,and reduce the forepart inhomogeneous wear of a block bore effectively.摘要:作者在发动机气缸加工中采用压板镗珩工艺,模拟实际装配状态,用工艺缸盖螺栓将工艺压板(模拟缸盖)、工艺缸垫与气缸体压紧,然后对气缸孔进行精镗、珩磨等精加工,对气缸在实际装配时所产生的变形进行校正,从而保证发动机在装配缸盖后气缸孔的圆度和锥度,有效减少气缸孔的早期不均匀磨损。
浅析缸孔精镗工艺优化摘要:发动机缸孔的加工是缸体加工中的关键环节,精镗为其中的中心环节,其加工节拍长、加工内容多、加工质量要求严格。
本文以某发动机缸体生产线缸孔加工中精镗工艺为例,结合实际生产中遇到的问题,就缸孔精镗加工工艺的优化进行浅要的解析。
关键词:缸体,工艺,刀具,气动镗刀引言缸孔精镗,是珩磨前的最后一道加工工序,缸孔各项质量要求如直径、粗糙度、圆度、圆柱度、位置度、缸孔倒角等均有严格的要求。
在实际生产中,精镗刀具加工易发生较多问题,本文分析加工中刀具崩刀导致的缸孔加工质量问题,除从刀具方面优化外,更需要从工艺方面并结合刀具进行问题解决。
1 缸孔精镗加工设备加工中心采用德国EXCEL设备,设备型号XS321(B-AXIS,HSK63,FanucCNC系统)。
设备主轴图见图1.设备主要参数如下,X/Y/Z工作行程=630mm×630mm×710mm,X/Y/Z快速移动速度=66m/min×66 m/min×66 m/min,,X/Y/Z最小加速度=6 m/s*s×6 m/s*s×6 m/s*s,主轴转速=10000rpm,主轴功率>30kW(100%)/45kW(40%),采用Heindenhein的光栅尺,主轴内冷并内冷压力=5Mpa,轴定位精度<=8μm,轴重复定位精度<=4μm,主轴端面跳动跳动和径向跳动均<=2μm。
图1机床结构示意图2 气动镗刀结构分析:生产线使用的精加工镗刀为Ingersoll公司生产的气动镗刀,其主要构成部分为:a.调节刀具直径大小的调节螺母;b.固定半精加工、精加工刀片的刀夹;c.活塞、活塞杆、楔块及刀片组成的气动结构。
动作过程:半精加工刀片固定不动,加工完毕后,压缩空气从主轴进入气缸驱动活塞运动,活塞继而通过活塞杆将轴向方向运动转换为楔块的径向运动,从而使精加工弹性刀夹弹出,进行精镗。
液压油缸内孔推镗的滚压工艺及设备张丽丽胡大龙张重州摘要:对液压油缸缸体内孔加工所采用的复合镗滚工艺、工艺装备设计及设备的选用进行了详尽的介绍,并对加工过程中的工艺经验数据加以推荐,对研究加工工艺与生产实践有一定的参考价值.关键词:缸体;推镗滚压工艺;镗滚压头设备中图分类号:TH 12 文献标识码: BRolling Technique and Equipment of Inner Bore Push Boring ofThe Oil VatZHANG Li-li, HU Da-long, ZHANG Chong-zhou (Zhengzhou Coalmining Machinery Plant,Zhengzhou 450007,China)Abstract:In this paper,the compound bore rolling technique of the inner bore of the oil vat body, design of the technological clamping appartus and selection of the equipment were introduced, and some practical process parameters were given.This paper can provide some reference for the study of manufacturing process.Key words:vat body; technology of the push boring rolling press; boring rolling press head equipment0 引言液压支架关键零件之一的缸体需要量很大,缸体的内孔加工又是该零件的关键工序,其内孔的加工方法有推镗珩磨和推镗滚压两种.近年来,推镗珩磨逐渐被推镗滚压所替代.我厂采用新型高效精密复合镗滚工艺,用Φ63,Φ125,Φ160及Φ230等缸筒镗滚压头代替珩磨工艺,经滚压后的内孔表面硬度、尺寸精度、位置精度,均能达到设计要求,粗糙度可达Ra0.4 mm,镗滚头的设计标准化、系列化已基本形成了模式.1 液压油缸的技术要求以Φ125油缸为例,缸体的技术要求见图1.缸体材料为27SiMn,调质硬度HB=230~270,属厚壁无缝钢管,其孔径与长度之比大于5.图1 Φ125油缸零件设计图2 镗滚头结构设计特点[1,2]滚压加工是通过滚柱对零件表面进行挤压,使零件材料产生塑性变形,从而降低零件表面的粗糙度并提高其强度.滚压加工属于无屑加工,所设计的推镗头和滚压头都与镗削加工复合在一起,因此称之为推镗滚压.镗滚压头将普通推镗头中的硬质合金导向条改为滚柱,将滑动摩擦变为滚动磨擦.这样除具有导向作用外,还有滚压作用.为了增加其滚压效果,可将滚柱设置前、后两排,每排6个滚柱,一次行程兼起两次行程的作用,可使油缸的塑性变形得到改善.滚压头的结构见图2,主要由刀盘1、滚压滚柱4、保持器5、平面上推轴承7、芯轴8、半圆卡环6等组成 .1.刀盘2.紧固螺钉3.机夹刀4.滚压滚柱5.保持器6.半圆环7.平面轴承8.芯轴图2 镗滚头结构示意图滚压时,动力通过床头主轴接盘转动带动零件,滚柱受零件孔壁摩擦力带动,沿其滚道的外圆滚动,迫使保持器等相对于滚道作旋转运动,被加工表面的原始波峰在滚柱的辗压作用下,晶粒沿滚柱运动方向位移,并被拉长使微观波谷填平.滚压结束后,当纵向进给伸进套筒接盘后,令主轴停转,刀盘卸下,然后卸下半圆卡环,滚柱退至过渡套,滚压头工作直径即自行减少,滚压头退出.滚柱的材料为GCr15,热处理淬火硬度HRC 62~66,尺寸Φ13×20,Ra<0.2,滚柱前端磨出R=2 mm的圆弧,尾部有30°×4的锥度.镗刀采用机夹刀具.不重磨涂层刀片,刀片材料选用YB 435,排屑方式采用杠销式,刀片、刀杆的耐用度很高,且刀片具有很高的尺寸精度,能够保证排出C形屑.3 推镗滚压加工机床[3]加工缸体内孔滚压时,缸径>Φ140时是在T 2120或T 2130镗床上进行的,而对于缸径<Φ125的油缸,因机床负荷大,输油器镗杆粗,不适合在镗床上加工,须将C 630车床改装成镗床.改装时,将尾座去掉改为镗杆座,拖板上面的方刀架、横向走刀溜板卸下,改成输油器.输油器具有冷却、导向、夹紧工件的作用.车床主轴卡盘装一套筒和带90°锥面的接盘,镗刀体镗杆孔中心线与车床主轴中心线等高,同轴度误差不大于0.02 mm,滚压头与刀杆中心同轴度误差不小于0.02 mm.加工装夹示意图见图3.缸体外圆的45°倒角作定位夹紧基准,通过床头接盘和输油器上的接盘顶住工件即可定位夹紧.切削冷却液从输油器的侧口输入,在内腔沿刀杆流向刀头,将切削热和切屑带走.加工时工件旋转,刀具作直线运动,这样有利于油缸壁厚均匀,能保证其直线性.1.床头箱2.套筒接盘3.镗滚头4.后接盘5.输油器6.镗杆导向套7.镗杆8.镗杆座图3 缸体加工工艺系统图4 工艺参数的选择(1) 用加长C630车床时,刚性要好,精度要高,主轴径向和轴向跳动误差应小于0.015 mm.(2) 前后排6个滚柱的几何尺寸和形位公差必须选配一致,误差应在0.002 mm以内,每排滚柱连接圆角R也必须一致,否则影响滚压质量.(3) 为使滚压头进入工件前有一个可靠的初始导向,输油器上的滚压导向套过盈导向,其过盈量为0.02 mm.这样在滚柱进入工件前,镗刀不易发生让刀现象,保证了内孔的尺寸精度和直线度.(4) 滚压时工件的过盈量按下式选取Δt=hp+he+Δ,式中:hp为压下量,滚压后孔径实际尺寸与滚压前镗刀对刀尺寸之差;he为弹性恢复量.在挤压力作用下,Δt高度内,一部分金属产生塑性变形hp,一部分产生弹性变形he;Δ为扩张量,与机床工艺系统刚度、切削用量(V,f)大小,工件的外形是否规则,弯曲度大小等有关.Δt为过盈量,滚压前滚子的对刀尺寸与镗刀对刀尺寸之差;过盈量一般选取0.12~0.15mm.(5) 利用对刀规,使对刀精度达到0.01 mm.(6) 滚压开始必须先通入冷却液,以防高温烧伤内孔表面.冷却液采用乳化液、机油或861通用切削液等,必须对切削液采取过滤和防尘措施.(7) 若镗滚前壁厚差大小于1.5 mm需粗镗,而当壁厚差小于1.5 mm 时,可直接镗滚.粗镗的目的是为了保持镗滚时余量较均匀,不致于因余量变化过大导致切削力变化过大而引起振动.文章编号:1007-6492(1999)01-0106-02作者简介:张丽丽(1961-),女,广东省潮阳县人,郑州煤矿机械厂高级工程师,主要从事金属加工工艺等技术工作.作者单位:郑州煤矿机械厂,河南郑州 450007参考文献[1]程通模.滚压和挤压光整加工[M].北京:机械工业出版社,1989.[2]金属机械加工工艺设计手册[M].上海:上海科学技术出版社,1987.[3]王先逵.机械制造工艺学[M].北京:清华大学出版社,1989.收稿日期:1998-06-18; 修订日期:1998-10-30。
超小直径缸筒的加工1 镗削加工方法液压缸筒的加工工序一般为粗镗———精镗———滚压切削技术网站,在镗孔阶段切削技术网站,必须达到较高的精度切削技术网站,圆度小于等于0.01mm、圆柱度小于等于0.05mm切削技术网站,并达到一定的表面粗糙度值Ra3.2~1.6µm切削技术网站,再经过滚压加工才能成为优质的液压油缸。
细长缸筒镗孔时刀杆的刚度是至关重要的切削技术网站,围绕这一关键问题切削技术网站,在加工Ø20×300横向移送油缸时切削技术网站,我们采取了3个方面的对策。
图1科太克1.床头2.刀杆3.导向套4.工件5.夹具6.进给箱7.床身图2科太克1.前调整螺母2.滚子3.砂架4.推力轴承5.后调整螺母6.锁紧钉7.刀体8.压片9.螺钉图3科太克首先在毛坯上进行控制选取规格为Ø28×5、材料为45钢的热轧无缝钢管切削技术网站,使镗孔的加工余量在1~1.5mm左右。
在加工前对毛坯进行校直处理切削技术网站,使其直线度小于0.3mm切削技术网站,这样就把切削时的刀具负荷降至最低切削技术网站,使较细的刀杆也能有较大的刚度。
刚性镗刀(见图1)这种刀具能将粗镗和精镗两道工序一次完成。
它由刀头和刀杆两部分组成切削技术网站,刀头与刀杆采用可拆式切削技术网站,双圆柱定心切削技术网站,具有较高的重复定位精度。
刀片和两条长40mm的导向块采用硬质合金材料切削技术网站,并焊接在刀头上切削技术网站,刀杆为外径Ø18切削技术网站,内径Ø8的空心杆。
切削液从中空的刀杆里直接喷射至加工区域切削技术网站,冷却和润滑刀具并冲走切屑。
刀具的主要参数如下:前角g=5°~8°切削技术网站,后角b=5°~8°切削技术网站,主偏角k=40°切削技术网站,过渡刃主偏角k’=16°’刃倾角l=10°~15°切削技术网站,修光刃长3~4mm切削技术网站,刀尖应较支承刃超前1~2mm。
镗削工艺特点
镗削是一种重要的金属加工工艺,它是通过切削刀具将材料从孔内切削成所需形状的一个过程。
镗削工艺主要应用于汽车零件、航空航天等领域,具有以下特点:
一、镗削工艺具有高精度和高质量的特点。
镗削过程是在加工前先进行淬火退火等热处理,然后进行机械加工,保证了镗削加工出来的工件具有高质量和高精度的特点。
此外,镗削加工可以针对不同的材料进行加工,如钢、铜、铝合金等,镗削工艺能够保证材料的物理性质得以保留。
二、镗削技术可实现复杂形状的制造。
不同于传统的加工方法,如铸造、锻造等,镗削工艺能够实现精确的孔内加工,可以制造各种复杂形状的精密零件,能够满足各种机械设备对零件形状的需求。
这为工业生产带来了很大的便利。
三、镗削工艺可减少表面粗糙度,提高加工效率。
镗削加工是一种高速、高效的加工方法,能够使工件表面粗糙度得到减少,大大提高了加工效率。
同时,镗削工艺还可以提高加工质量,使工件外形更加规范。
四、镗削工艺可以通过自动化手段实现生产制造。
镗削机械可以通过数控自动化,实现自动化生产制造,不仅提高了生产效率,也可以避免因人误差带来的生产损失,保证了工件的质量。
其模块化的特点,也方便更换刀具附件等加工零部件,从而加快生产效率。
总之,镗削工艺在加工业中占据着重要的地位,其独特的优势可以适应不同领域的加工需求。
随着机械制造技术的发展,镗削工艺也将进一步发展,不断演化为更加先进和高效的加工方法,为工业自动化生产提供了更多的可能。
缸筒加工的镗削滚压工艺分析
缸筒作为油缸、矿用单体支柱、液压支架、炮管等产品的主要部件,其加工质量的好坏直接影响整个产品的寿命和可靠性。
缸筒加工要求高,其内表面粗糙度要求为Ra0.4~0.8µm,对同轴度、耐磨性要求严格。
缸筒的基本特征是深孔加工,其加工一直困扰加工人员。
采用滚压加工,由于表面层留有表面残余压应力,有助于表面微小裂纹的封闭,阻碍侵蚀作用的扩展。
从而提高表面抗腐蚀能力,并能延缓疲劳裂纹的产生或扩大,因而提高缸筒疲劳强度。
通过滚压成型,滚压表面形成一层冷作硬化层,减少了磨削副接触表面的弹性和塑性变形,从而提高了缸筒内壁的耐磨性,同时避免了因磨削引起的烧伤。
滚压后,表面粗糙度值的减小,可提高配合性质。
1 滚压刀具的设计
以我们设计的Ø160mm组合镗滚刀为例说明刀具设计及工艺。
如结构图所示,保护帽1用于保护芯轴头部对刀仪的基准位置。
支承垫4和支承钉6的作用是保护保持架(ZQSn6-6-3)免受滚柱轴向压力的压裂。
支承套11材料为GCr15,要求与芯轴15过盈配合,组装后配磨。
滚柱材料为GCr15或高速钢W18Cr4V,62~65HRC。
滚柱在镗滚刀中起滚压和导向作用。
采用滚柱滚压的原因是它较圆珠滚压工作接触面积大,能承受较大的滚压力,可选用较大的进给量,从而提高生产率。
对薄壁低刚性的工件,应选用直径较小而较长的滚柱,滚柱直径较小时可得较小的表面粗糙度值,这里我们选Ø13mm滚柱。
滚柱圆角半径r在一定范围内影响表面粗糙度,减小圆角半径,相应地增加了单位应力,能减小表面粗糙度值和提高表面冷硬度。
滚柱数量z 增多可减小滚压粗糙度值,但所需滚压力增大。
一般z取5~10,我们取6。
加大滚柱滚压后角a可减小表面粗糙度值,但a过大易形成过冷硬状态,破坏表面层,一般取a≤1°。
滚柱直径方向上高低不一会造成卡死、振动、拉伤加工表面,故直径方向上差值不大于0.03mm。
技术要求:
(1)装配后转动后齿环、保待架和滚柱面能自由滑动(2)退刀时,保证刃口向上,以免拉伤
1.保护帽
2.紧定螺钉
3.保持架
4.支承垫
5.滚柱
6.支承钉 7轴承 8.后齿环 9.前齿环
10.小套 11.支承套 12.螺栓 13.刀体 14.机夹刀块 15.芯轴
组合镗滚刀结构图
滚压完成,退刀时,勾动后齿环8,使前、后齿环成啮合状态,在保持架3与芯轴15之间插人退刀半环(其长度为滚柱长度基本尺寸),从而使得保持架带动滚柱沿支承套1:40的锥度后移,退入支承套槽中,使滚柱与缸筒脱离接触,实现退刀。
镗滚刀中滚柱、支承套、保持架为易损件,每副易损件约可滚压Ø90m×2150m油缸150根(以行程计算)。
2 滚压影响因素分析
1.工件材料滚压适用于50以下碳钢,碳含量愈低,孔扩张量愈小。
材料硬度越低,塑性越高,则滚压的表面质量越好。
滚压后硬度虽可达到400HB,但从280HB开始,滚压后效果显著下降,因此,滚压前工件材料硬度一般不低于140HB。
2.预加工一般采用车削或镗削。
工件的几何形状精度由预加工来保证,一般要求预加工Ra0.25~5µm,锉削滚压加工余量0.5mm左右。
3.滚压次数第一次滚压中塑性变形最显著、最充分,表面质量得到明显提高,随着滚压次数的增加,表面产生过大的压应力,会破坏第一次滚压所得到的表面质量,即破坏滚压冷硬层,造成脱皮现象故组合撞滚刀的滚压次数选一次。
4.切削用量进给量f越大,表面粗糙度值将增大;滚压速度v与表面质量关系不大。
滚压头过盈量一般取0.15mm左右(普通Ø60~200mm孔径油缸),滚压量0.02~0.04m。
以
Ø160mm孔加工为例,我们取v=30~40m/min,f=0.1~0.25mm/r。
5.冷却清洁我们采用HT-40机械油:煤油(GB258-64)=1:1,也可采用硫化油:柴油=1:1配方。
加工时压力油从滚压头后部冲向镗滚刀,经未加工表面从床头侧排到油槽中,这样避免了脱落的切屑刮伤已加工表面。
油箱的设计,主要问题是清洁、沉淀而不是冷却,因为切削油每20min循环一次,根本来不及沉淀,加大容量不是方法。
过滤问题主要通过选择合适的过滤器材和在工艺上来保证。
现场证明,过滤网孔隙太大,毛毡孔隙太小容易堵塞。
缸筒滚压加工常见问题及解决方法:尺寸超差:对刀不准,刀具或滚压头磨损;内表面有振动波纹:材料太硬,转速太高;明显刀纹:进给量大,切削深度过大;拉沟:刀刃断裂,切削液量小,切削液温度太高。
3 应用实例
镗削滚压工艺是一种高效高质量的工艺措施,现以Ø160mm健削滚压头(45钢无缝钢管)为例证明镗滚效果。
滚压后,孔表面粗糙度由幢滚前 Ra3.2~6.3µm减小为Ra0.4~0.8µm,孔的表面硬度提高约30%,缸筒内表面疲劳强度提高25%。
油缸使用寿命若只考虑缸筒影响,提高 2~3倍,镗削滚压工艺较磨削工艺效率提高3倍左右。
以上数据说明,该镗削滚压工艺是高效的,能大大提高缸筒的表面质量。