液压弹簧操动机构缸座的加工工艺研究

摘 要：文章针对液压弹簧机构中液压系统的控制元件-缸座的加工工艺难点，研究讨论了加工过程中的各个工序及工艺参数，达到了保证质量、降低成本、提高效率的加工目的。

关键词：液压机构；缸座；工艺研究

1 产品和零件简介

液压弹簧操动机构是利用液压油作为工作介质来传递动力的操动机构，它是高压开关的核心控制部件，它具有稳定性高、可靠性好及使用寿命长等特点。缸座是液压机构的关键控制元件之一，它与缸套、二级阀芯以及一级阀构成液压操动机构的主控阀。主控阀在工作时，二级阀芯在缸套中上下运动来实现对液压油路的切换，进而实现高压开关的关合作用。缸座的作用之一是与二级阀芯在分闸阀口部位形成密封，来实现液压机构分阀保压；其次，缸座内部装有一级阀，一级阀由线圈控制对机构进行分合动作的切换。缸座的重要性决定了它有着严格的外形尺寸及较高的形位公差要求，因此，它的加工难度较大，一次加工合格率较低。

2 工艺分析

2.1 缸座加工艺难点

（1）缸座中各类通孔、盲孔、台阶孔达30多处（如图1、2、3所示），其中最小孔为Φ2.5mm，缸座内各油路孔均为贯穿。零件在热处理过程中极易变形，变形后会导致各孔的同轴度和圆柱度均无法保证。（2）Φ26mm孔内粗糙度Ra为1.6？滋m，同轴度小于0.02mm；Φ10mm孔同轴度小于0.02mm；Φ18mm、Φ16mm和Φ14mm孔尺寸公差要求在0.018mm以内，同轴度小于0.02mm，淬火后直接加工切削量太大均较为困难。（3）30°倒角处为缸座上的分闸阀口，其同轴度为0.01mm，Φ26mm孔和Φ10mm孔的同轴度为0.02mm，Φ10mm不易车削，30°倒角不易铣削，因此，车铣两道工序对于保证同轴度难度较大。（4）Φ5.2mm孔与M8孔的同轴度小于0.02mm，且要求两侧孔对穿基准A轴心并同轴于基准B，如果两次装夹则不易实现。（5）零件中存在细长孔，利用机械加工手段难以实现。

2.2 局部淬火方案的确定

经过对零件的反复分析和研究，对缸座进行全部淬火处理会导致加工难度大极易变形，因此决定对缸座阀口部位采用局部淬硬处理，在淬硬前做半精加工，去除加工余量，淬硬后做精加工；其它部位调质处理，这样大部分工序可在调质后进行精加工，完全可以满足设计形位公差和尺寸公差要求。

调质处理时，先用电炉将粗加工毛坯件加热至850℃-860℃，保温80-100分钟，油冷。然后清洗除油，将工件再加热至630℃-660℃，保温110-130分钟，空冷，HRC28-32。

淬硬处理时，选择φ70-φ75淬火感应器，加热电流在545A-570A之间，对阀口部位加热5秒-8秒，温度在870℃-900℃，然后采用井式电炉，在150℃-160℃之间保温60-90分钟，后空冷至常温，HRC52-56。

2.3 机加工艺方案

在确定局部淬硬后，设计了机加工艺方案，其流程为：下料→粗车→调质处理→半精车→平磨→加工中心精加工1→电穿孔→淬火→加工中心精加工2→精车→钳→入库

（1）粗车时，端面A留加工余量0.3mm，在半精车时去除端面A余量时精车Φ55mm、Φ49.6mm、Φ41mm及高度52mm尺寸，这样可以充分保证端面A和B的垂直度在0.02mm以内。同时，加工Φ26mm和Φ10mm孔并留加工余量，为后续精加做准备。（2）数车加工时选用机夹合金刀，粗车主轴转数n=475转/分左右，进给F=0.2mm；精车时，主轴转数s=600转/分左右，F=0.08mm；槽刀进给F=0.02mm，其它参数不变。（3）精车前，应检查粗车后工件的表面质量，不应有竹节等缺陷。（4）精车后，180号油石粗研各外径，主轴转数S=1050转/分，再用800号油石精研各外径，主轴转数S=1500转/分。（5）鉴于缸座上台阶孔及贯穿孔较多，故选用五轴加工中心，缸座零件可在两次装夹下完成轴向孔、径向孔及钻铰攻丝的加工，很好地保证加工精度。加工时应首先加工图3中缸座中的各类底部孔，同时加C面，并以此作为工艺基准面，来加工缸座的上部各孔包括侧孔。（6）加工中心在加工Φ26mm孔和Φ10mm孔进，要先进行半精加工，待热处理后，车工以此孔作为基准，一次装夹，精车A端面余量，同时精车Φ26mm孔，并用Φ7mm内孔镗刀镗车Φ10mm孔及阀口30？倒角。（7）加工中心粗铣时选用合金铣刀，主轴正转转数S=3500转/分左右，进给F=800mm，吃刀量T=0.2mm左右；精铣时主轴正转转数S=2000转/分左右，进给F=600mm，吃刀量T=0.05mm左右。钻孔时，主轴正转转数S=1500转/分左右，进给F=50mm。在铣削Φ16mm和Φ14mm孔时，因孔较深易产生刀纹，可用铰刀进行铰削加工，主轴正转转数S=600转/分左右，进给F=60mm。（8）细长孔采用电加工方式，脉冲宽度30？滋s，脉冲停歇24？滋s，低压电流5A，高压电流1A，以精加工的内孔Φ26mm或外圆Φ55mm为基准。

3 注意事项

（1）保证基准统一。缸座在编制工艺路线时，要保证工艺其基准与设计基准的统一；其次在加工过程中要经过多道工序，尽量保证下道工序与上道工序的基准一致性。（2）预留加工余量合理。加工余量主要为后序热处理及精加工所需，留量应造宜，否则不能抵消热处理变形量和保证精加工效率。（3）粗加工、半精加工和精加工严格区分。粗加工、半精加工和精加工不能混为一体或交叉安排。否则会增加加工难度，提高加工成本。（4）减少工件装夹次数。工件加工过程中工序越少装夹次数越少，造成的人为误差越小，加工的精度越高。

参考文献

[1]陈保伦.液压操动机构的设计与应用[M].机械工业出版社.

[2]陈宏钧.实用机械加工艺[M].机械工业出版社.