液压螺母的数控加工

■鸡西煤矿机械有限公司 （黑龙江 158100） 何燕成■哈尔滨第一机械集团六分厂 （黑龙江 150056） 孙丽华■黑龙江省中能控制工程有限公司 （哈尔滨 150060） 何岩松■黑龙江省龙煤集团鸡西矿务局东海矿 （鸡西 158100） 何延平

液压螺母的数控加工

■鸡西煤矿机械有限公司 （黑龙江 158100） 何燕成
■哈尔滨第一机械集团六分厂 （黑龙江 150056） 孙丽华
■黑龙江省中能控制工程有限公司 （哈尔滨 150060） 何岩松
■黑龙江省龙煤集团鸡西矿务局东海矿 （鸡西 158100） 何延平

摘要：本文从液压螺母结构为出发点，对其关键件的工艺流程、加工方案、工艺装备等进行介绍，特别是智能加工方面的应用，通过改进工艺方法提高其制造精度，提高其机械性能，解决液压螺母容易出现漏油等质量问题，进一步降低成本。

液压螺母广泛应用于各种机械零部件的连接。液压螺母改变传统的坚固方式，该转矩锁紧为轴向拉伸锁紧。液压螺母容易出现漏油等质量问题，进而影响到机器设备的设计质量而给顾客与公司带来诸多不便和无法估量的经济损失。而外购的液压螺母的价格昂贵，如果采用外购，又会提高设备的制造成本。

液压螺母结构如图1所示。工作原理：首先用缸体内螺纹将螺栓手动锁紧，之后用液压泵将压力油打入缸体与塞体间腔体，借助于高压油泵的动力，缸体带动螺栓并将螺栓拉长，用贝母将缸体锁住，卸压后，利用螺栓自身弹性将螺纹锁紧，精确达到预定载荷，即使在振动等工况恶劣的条件下，部件也不会松动，并且液压螺母可以多个同时使用。因此在煤矿机械的应用具有十分重要作用。

液压螺母在使用中时有漏油、拆卸困难等问题，与其制造方法与精度有着密切关系。对液压螺母外购与自制件（随机抽取一件）进行检测对比，对比测量结果，从几何尺寸上来看，自制件比外购件要好；从表面粗糙度上以及零件硬度上看，外购件和自制件性能大致一样。总之，经过对比，找出了自制件不足之处，进而加以改进，以便使产品质量得到提高，满足用户的需要，从而降低制造成本。

图1　液压螺母工作原理

针对制造精度差的问题，下面就螺母主要零件缸体、塞体加工工艺进行改进。对液压螺母核心元件全部用数控机床加工，缸体采用专用刀具和设备，端面密封环带由原来的卧式车床CA6140、普通端面环沟车

刀易夹刀改为用CK6150数控编程和三特维克专用端面环沟车刀LF123H20-2525B-052BM，表面粗糙度提高一个级别，符合产品质量的要求。对表面粗糙度值为Ra=1.6μm和Ra=0.8μm的加工表面，在数控设备上都采用一定的最佳转数S500和进给量。另外液压螺母的工艺改进措施有：

（1）对加工缸体的钻胎进行了重新设计及加工，使之适合新结构尺寸。

（2）设计抛光工装（参照端面环沟车刀）LF123，使用电木材料，即可保护操作者，更能降低表面粗糙度值。

（3）在加工塞体的φ74f6及φ50H7尺寸时，严格保证尺寸及形位公差，保证表面粗糙度值达到设计要求。

1. 数控加工工艺分析

（1）缸体结构特点及加工难点。该零件材料为40Cr，其冷加工切削性能和磨削性能良好，属于薄壁盘类零件。它的特点是液压螺母的核心零件。加工难点在于密封环带深21mm，不论是各部尺寸φ74H7及φ50f6公差还是形位公差（同轴度φ0.015mm）要求的都非常严格（见图2）。

图2　缸体结构图

（2）工艺方案分析。该零件毛坯选用棒料，采用先粗后精的工艺方案，制定总体工艺流程：锯→ 粗车→ 热处理（调质）→精车→ 磨（左端面）→车（外圆、环沟）→ 划线→ 钻孔→ 钳（去刺）→ 车（滚花）→ 热处理（发黑）→ 车（抛光）→ 钳（攻螺纹）。

（3）工艺内容。①锯：多件一起，锯耗2。②粗车：内外圆均留2～2.5mm，切，环沟留2～2.5mm，各端台面均留1～1.5mm，环沟尖角处车成R，其余不车。设备：C620-1。③热处理：调质。④车：内孔、右端各部一刀下，环沟不车，左端面留0.1～0.2mm，大外圆车留1mm，其余全车好。设备：C620-3。⑤磨：左端面磨好。设备：M7130。⑥车：外圆车成φ84mm。设备：C620-3。⑦按右端面找正，误差≤0.03mm，车好环沟。设备：CK6150；刃具：三特维克。⑧划：尺寸7.5mm处φ3mm孔及十字垂直对胎线并引至φ83mm外圆上。⑨钻：所有孔。设备：Z525；⑩钳：套扣，去刺、清理。车：滚花。设备：C620-3。化：发黑。车：Ra=1.6μm面环带抛光至Ra=1.6～0.8μm之间。设备：CA6140。钳：重过扣M10×1-6H。

2. 数控加工程序总方案

精车选用的设备：大连机床厂。设备操作系统FANUC Series Oi Mate-TC。其性能指标：主轴最高转速3 000r/min。快速移动8 000mm/min，工作行程X轴280mm，Z轴1 935mm。环带加工程序如下：

O00001

M06T201；（设置刀具：内孔车刀）

M08: (切削液)

M03S500；（设置主轴转速）

G00Z20；(快速进给)

X73.01；

Z2；

G01Z-20.8F45；

G00Z20；(快速进给)

X74.02；

Z2；

G01Z-20.8F45；

G00Z20；(快速进给)

X0；

M05；（主轴停止）

M06T202；（设置刀具：外圆车刀）

M08: (切削液)

M03S500；（设置主轴转速）

G00Z20；(快速进给)

X50.88；

Z2；

G01Z-20.8F45；

G00Z20；(快速进给)

X49.98；

Z2；

G01Z-20.8F45；

G00Z20；(快速进给)

X0；

M05；（主轴停止）

M30；（程序结束）

%

收稿日期：（20141112）