说难不难——细长油缸活塞杆的车床加工难点分析

说难不难

——细长油缸活塞杆的车床加工难点分析

上海迪士尼梦幻世界灯塔用主油缸，是目前国内最长的油缸。缸径φ340mm、杆径φ220mm、行程12800mm，总高度21米。本文简要叙述了活塞杆(Φ220*19980)加工工艺特点，提高活塞杆加工精度措施，以及实际加工时的工艺参数、工装、刀具的应用，确保活塞杆加工质量和预防措施。

零件概述

通常把L/D大于20就定位于细长活塞杆，此项目的比值大于90。为典型的细长活塞杆，此类零件在加工中切削力、重力、顶尖顶紧力和热变形的作用下，横向的细长活塞杆很容易产生弯曲、椭圆等现象。要提高细长活塞杆的加工精度，就需要控制加工工艺，合理选择刀具、切削参数和必要的辅助工装等。

细长轴变形控制

(1)毛坯直线度校直，活塞杆虽然回火后进行了校直处理，由于工件过长、应力的释放、中途吊装转运和自身重量的因素，活塞杆会产生一定的变形，到车床上校调中直线度会产生30-40mm左右弧形,本次采用氧气加乙炔对凸起的部位进行高温烘火，利用800多度的高温软化局部组织，靠活塞杆本身的自重或者重物锤压的方法对局部校直，在整枝校直期间采用了滚轮旋转法，5付滚轮摆放在调整好的垫铁上，在校调时，通过对凸起部位的烘火加旋转活塞杆来控制直线度，把毛坯20米的活塞杆直线度控制在10mm以内。

(2)车床上直线度的找正（排挡的车削），因为粗车时活塞杆的自重和旋转时的离心力等现象，所以不可能用常规的一夹一顶的方案，只能用中心架支撑，所以对排挡的要求较高，由于此活塞杆过长，需3个中心架支撑。本次采用自制的调整器工装方案处理，调整器的外圆架在车床的中心架上，通过调整器上6只M24的螺栓来调节活塞杆的中心，选用YT15-90°焊接偏车刀车削排挡位置。

(3)车削细长工件车削采用一夹一顶的形式，中间配中心架或者跟刀架车削，在通常的车削时是会产生热量致使工件轴向伸长（热变形），随着加工时的温度的升高，工件直径胀大，待工件冷却后则形成圆柱度和直线尺寸的误差，用顶尖车削时，热变形将使工件伸长，导致工件弯曲变形，加工后将产生圆柱度误差。由于45钢：在20——100℃时，线膨胀系数为：11.59×10-8(C-1)，加工时可能会出现的伸长δ=热膨胀系数×总长度*×温度变化；δ=11.59×10-8(C-1)×19980×100≈24mm。为了防止出现以上可能出现的现象，本次采用反向车削法，左端四爪卡盘卡爪上垫小铜块，减小加紧时的接触面积，避免夹紧时产生弯曲力距，配合中心架和跟刀架同时使用，增大切削液的浓度和流量，降低切削速度，切削量控制在3mm以内；尾座顶尖选用弹性顶尖，在活塞杆切削产生热膨胀时顶尖自动后退，可避免热膨胀引起的弯曲变形。