立柱缸筒镗孔质量的改善措施

2014-07-30彭朝霞

山西焦煤科技 2014年10期

彭朝霞

(西山煤电(集团)公司机电修造园区，山西太原 030053)

支架是矿山机械中必不可少的一种设备。液压支架是以高压液体为动力，由若干液压元件(液压缸和阀件)与一些金属结构件按一定连接方式组合而成的一种煤矿井下采煤工作面支护设备，与采煤机、工作面刮板输送机配套使用，实现了采煤综合机械化，减轻了煤矿工人的劳动强度，改善了劳动条件，大幅度提高了煤炭产量。立柱是液压支架的重要动力元件，对支架起着上升和下降的作用，同时支撑着支架在地下的工作，如果立柱的性能达不到要求，就会影响支架的工作效率。因此，立柱的主件—缸筒的质量就尤为重要。镗孔作为缸筒的主要加工工序，其质量得到保证，缸筒的质量才能达到要求。

缸筒镗孔的加工过程是：工件倒30°角，一边与镗床车头、一边与授油器夹紧。镗头与镗杆连接，根据镗孔的大小，选择合适的镗头，夹紧后启动设备，镗头在镗杆的移动下在缸筒内部进行切削，从而完成内孔的加工。

1 缸筒的加工缺陷

立柱工作性能的关键是密封性，要保证立柱密封可靠、动作灵敏、使用寿命长，关键就是缸筒的光洁度和加工尺寸要达到要求。缸筒的粗糙度要求较高为0.4，光洁度基本接近镜面。要求加工表面必须光滑，不能有划痕、凸凹不平的现象。加工尺寸由镗头镗刀决定。本文主要从这两方面考虑，对200件缸筒的加工缺陷进行统计，结果见表1。

表1 缸筒的加工缺陷统计表

从表1可以看出，加工尺寸基本都在要求范围之内，但在光洁度方面存在较大的问题。缸筒之所以要求光洁度高，是因为缸筒内直接与密封件接触，立柱在上升和下降的过程中密封件在缸筒内壁反复运动，如果缸筒的光洁度达不到要求，会加大密封件的磨损，产生漏液、泄压的现象，影响支架的正常使用，缩短产品的使用寿命。因此，解决产品的粗糙度问题具有实际意义。

2 原因分析

从产品加工过程考虑，影响质量的因素有：人为因素和设备因素两方面。人为因素波动性大，会影响个别产品的质量。同时发现一般在加工3～5件工件后，镗头刀头会有不同程度的磨损。

设备方面主要是设备磨损及刀头材质选用不当造成加工缺陷。这些设备缺陷一经产生将会出现批量的产品质量问题，后果会更严重。影响镗孔加工质量的因素见表2。

3 制定对策

针对影响镗孔加工质量的因素进行分析，制定相应的对策。

1) 依据人为因素波动性大的特点，需要对其进行约束，避免偶然质量问题的发生。镗孔在材料性质、热处理硬度均匀，机加工时内圆找正的前提下，如果工艺制定合理、工件夹紧力大小合适，就可消除人为因素对产品质量的影响。

工艺制定主要是为了约束职工的行为，使操作更规范，并指导生产，同时也为经验不足者提供了技术保障，掌握操作流程。刀头磨损频繁，从人为因素上考虑是加工的不合理造成的。粗镗时吃刀量一般在3 mm以上，镗头在进入缸筒内壁的一瞬间，刀头突然受到很大的阻力，加工量较大，刀头由于承受不了突然的压力，就会出现打刀、刀刃磨损等现象，从而使得加工表面光洁度达不到要求，出现毛边、凸凹不平等加工缺陷。为了解决这一矛盾，可通过给缸筒内壁车引导孔，减轻刀头的受力。比如：粗镗d138 mm，精镗d1 400+0.16 mm，可以先车粗镗的引导孔d137 mm×15 mm，精镗的引导孔d139 mm×10 mm。有了引导孔，镗头刀头在与镗孔内壁接触时开始受力，但切削量不大，刀头受到的阻力会降低。这样切削面由小变大，给刀头一个反冲的机会，使得刀头能适应突然的受力，减少了刀头的损坏。用此方法后刀头的磨损情况明显改善，原来1个刀头可以加工3～5件工件，现在可以加工20件左右。提高了刀头的使用率，缩短了加工时间，节约了成本。

工件在夹紧时有个夹紧力，如果压力太大，工件夹的太紧，工件上会出现夹痕；太松工件晃动，不能找正中心，加工产品会出现尺寸偏差、椭圆度加大、粗糙度达不到要求等质量问题。因此，合理地选择夹紧力是工件加工的首要考虑因素。根据实践得知：压力值在1～2 MPa最理想。

因此，在工艺制定中要将引导孔的大小、工件的夹紧力大小都明确写在工艺加工卡中,指导职工操作，消除因人为因素造成的质量问题。

2) 设备因素是影响产品质量的关键因素。缸筒镗孔的工装包含：导向套和锥盘。镗杆穿过导向套，导向套支撑、固定镗杆，镗杆连接镗头。如果导向套磨损，它与镗杆之间的间隙会加大，导致镗杆不稳定性，从而影响镗头加工时的直线运动，造成质量问题。锥盘是与镗床车头和授油器分别固定的，与工件直接接触。如果锥盘的角度不是30°，它与工件不会是面接触，而是线接触。如果是线接触，工件不能很好地夹紧，影响加工质量。

导向套的公差要求在+0.3 ～0.35 mm，锥盘的角度为30°。使用6个月，需对导向套和锥盘进行检验，在要求范围之内可以使用，不达要求的，进行修复或报废，以保证产品质量。

刀头材质也是影响产品质量的因素之一，太软切削不畅，太硬容易打刀。根据长时间的实践，对27SiMn钢，调质硬度在HB240～280 HB的缸筒采用硬质合金钢YBC251成型刀头效果更好。改进后的缸筒镗孔质量统计见表3，缸筒镗孔质量缺陷统计见表4。