数控车缸筒一次装夹应用技术研究

数控车缸筒一次装夹应用技术研究

王宝宝，李陆，袁东，骆新营，刘建信

山西航天清华装备有限责任公司，山西，长治，046012

摘要 目前活塞杆式正反腔液压油缸中的缸筒，其外圆及内孔螺纹多数为经过数控车加工，其装夹技术直接影响缸筒加工的效率。本文以减少数控车缸筒加工过程装夹次数为目的进行研究，通过机床原有液压装置研究主轴、尾座内孔拉紧式三爪装夹方式，实现数控车缸筒一次装夹，提高产品加工效率及加工精度。

关键词 装夹 数控车 缸筒 加工效率

0引言

活塞杆式正反腔液压油缸使用需要有很好的密封性、伸缩性和指定的承载力，其中缸筒为大件加工，其外圆为固定尺寸的冷拔管或经过车削形成，内孔为深孔镗滚压或珩磨加工尺寸及粗糙度要求很高的精度孔，一端为数控车加工的外焊接坡口，一端为内螺纹，生产一件工件需要占用多台数控车，进行多次装夹才能完成一种缸筒加工。传统的装夹方式已不能满足当前批量化生产要求，为适应新形势，通过改进装夹方式，达到一次装夹成型，以提高批生产效率。

1传统装夹方式分析

以主轴、尾座均为液压卡盘的后置刀架的数控车，和经济型手段卡盘、尾座及经济型前置刀架数控车配合完成缸筒车工加工为例进行分析说明。   

为实现技术要求，每加工一件需要先后4次上车，即第一次偏端面保证接头距离，加工焊接坡口，第二次调头偏端面保证总长，第三次顶住两端精度孔修基准带，第四次架基准带内螺纹加工，加工一件缸筒需要用时0.5小时左右，费时费力，无法满足进度要求，而且多次装夹，同轴度等形公差不易保证，经常出现缸盖拧不进去或与缸筒烧死现象，加工精度低。

2主要研究内容

针对一系列质量、效率、设备、人员问题改进，研制缸筒一次性装夹成型技术。具体改进内容如下：

2.1选择合适高效的机床进行改制

由于缸筒内孔为精加工的高精度孔，也是后期加工的基准，所以考虑以内孔定位夹紧，选择主轴、尾座液压卡盘的后置刀架数控车进行改造，达到快速高效，现根据缸筒实际对车床主轴和尾座进行改制，拆卸了原有液压卡盘，加长了机床原有拉杆，与现开缝内爪相连，利用机床原有液压装置制作了主轴、尾座内孔式拉紧式三爪紧固工装（如图1），使其前后分别撑住缸筒内孔加工工件，达到基准统一。

图1                                     图2

2.2夹具的选择、制作和调试

由于一次装夹需要前后都要加工，故把与原机床液压系统相连的拉杆制作到足够长，给缸筒前后刀台和刀具进入切削加工留足够的间隙，而且拉杆的直径要小于刀具在缸筒内部切削运动的尺寸与缸筒内孔直径差（如图2），所以拉杆要有足够的刚性，拉杆及内爪要选用特殊材料，并进行热处理，按照不同缸径，设计计算制作而成不同的拉杆和内撑爪。

    用一定缸径的工件置于主轴和尾座三爪上，涨紧工件，用百分表把主轴撑爪和尾座撑爪的中心调节一致，使其同轴度在0.02mm以内，保证装夹缸筒加工时，口部车削的螺纹和内孔的同轴度。

    2.3刀具选择和定制

    工件装夹完成，选用直角内螺纹刀（如图3），其直角伸出长度应大于螺纹长度，而且刀面不能太宽，要小于拉杆和缸内孔间隙，能在间隙之间自由切削，螺纹刀后角要合适，太大刚性不好，太小容易抗刀，刀具选用刚性好的特殊材料制作，刀体与刀架连接部位要尽可能粗，以增加刀具整体刚性（如图4），刀体与刀架连接要垂直并且牢固可靠。

图3                            图4

根据缸筒实际对主轴和尾座进行改制，制作了尾座内孔式拉紧式三爪紧固工装，并根据不同缸径内孔大小调试三爪直径，保证主轴三爪和尾座三爪，两端时涨撑内孔，使用左右偏刀，分别偏两端保证油嘴距离和总长，再使用专用的内螺纹刀具，实现缸筒内螺纹加工，该方法只需一次装夹，无需翻货，上车等重复性步骤，保证了偏端面，去总长，车螺纹三个工步一次完成，省去了修基准带工序。

3应用成效

节省加工设备。用一部车便可替代原来四部车的加工任务，而且效率高，质量好，减少了中间搬运浪费。

提高生产效率。加工一件缸筒只需十几分钟，生产效率提高2倍以上，而且免去了加工过程的搬运，减少了修带刀具和刀片的使用。

保证加工质量。一次装夹，撑住基准内孔，保证了下道工序加工内螺纹和上道工序内孔的同轴度要求，后期基本没有因为同轴度原因，拧不进缸盖和装配后异响的现象，大大提高产品质量，降低了产品返修率。

4结束语

通过尾座内孔拉紧式三爪装夹方式，结合专用内螺纹刀具，实现数控车缸筒一次装夹加工成型，减少了多次装夹带来的浪费，提高了批生产效率，具有一定的推广价值。