[發明專利]一種薄壁缸筒擠壓填充穩態加工外圓方法

有效

• 申請號: 201510094851.1
• 申請日: 2015-03-03
• 公開（公告）號: CN104741627B
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 王威;上官洛奎;杜金波;樊文淵;高楊;趙崗平;李海燕;郭智;楊巍;程建成;艾敏;祁偉;張巖波;任鵬;仇小紅;羅春昱;牛小軍
• 申請（專利權）人: 長治清華機械廠;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: B23B1/00
• 分類號: B23B1/00
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙)14109
• 代理人: 冷錦超,吳立

技術領域

本發明一種薄壁缸筒擠壓填充穩態加工外圓方法，屬于機械加工領域中薄壁筒外圓加工技術。

背景技術

國內及國外對于薄壁缸筒加工的研究主要集中在以下方面：1、加工難點，主要是加工振動、裝夾變形；2、加工順序，主流方法為先加工內孔再加工外圓；3、內孔的加工精度、效率；4、加工順序安排和工藝參數摸索；5、夾緊變形模擬，夾具的設計及改進(可脹芯軸等)；6、切削變形模擬，刀具的設計及改進；7、薄壁缸筒原材料的機械處理及熱處理，如由熱軋變為冷拔，由調質變為退火、回火等；8、切削方式，如低溫冷風切削等。以上研究方向很多，但對于薄壁缸筒外圓的穩態加工(穩態加工即切削加工系統穩定的靜剛度及動剛度狀態。在此種狀態下對薄壁缸筒外圓切削加工，才能獲得良好、穩定的尺寸精度、形狀精度、位置精度及表面質量)基本沒有提及。

現有的薄壁缸筒外圓的精度加工主要是采用薄壁缸筒配內胎加工外圓技術。薄壁缸筒配內胎加工外圓技術的基本原理為：薄壁缸筒精加工內孔后，精確測量內孔尺寸，根據實測內孔尺寸制做可與薄壁缸筒內孔精確配合的內胎裝置(含芯軸及其附件，芯軸配制中心孔)，配合間隙根據薄壁缸筒內孔精度確定，一般為0.01mm～0.03mm。之后裝夾芯軸，對薄壁缸筒外圓進行精加工(精車、精磨等)。

由薄壁缸筒配內胎加工外圓技術的原理可知，其存在多項不足：

1)柔性不足

由于內胎裝置需根據薄壁缸筒的結構進行配做，因而只能做到“一缸一胎”，即一種油缸專配一種內胎裝置，內胎裝置無法實現通用。所以，該項技術的柔性不足。

2)專屬性強

由于內胎裝置的芯軸外圓尺寸需與薄壁缸筒內孔配制，并且實現精確配合(一般保證配合間隙0.01mm～0.03mm)，因而同種類型不同個體的薄壁油缸，會因為內孔公差的原因出現個體不同內徑相異，但在公差范圍之內，為保證內胎裝置芯軸外徑與薄壁缸筒內孔的配合間隙，則需根據不同內孔配制不同外徑的內胎裝置，即同種薄壁缸筒的內胎裝置很可能不同，導致內胎裝置互換性不強。所以，內胎裝置的專屬性很強。

3)精度加工適應性待提高

由于薄壁缸筒內孔與內胎裝置芯軸外圓存在配合間隙，因而形成了裝配誤差。此誤差在車削、磨削的精度加工中不會被消除，因而在保證薄壁缸筒內孔與外圓的同軸度、外圓的圓柱度等形位公差等方面，裝配誤差會起反作用，甚至導致薄壁缸筒外圓加工精度難以保證。所以，內胎裝置對于薄壁缸筒外圓精度加工的適應性待提高。

4)生產成本高

由于薄壁缸筒與內胎裝置基本為一一對應關系，因而對于多品種小批量的薄壁缸筒，需要加工多件內胎裝置以保證薄壁缸筒加工。內胎裝置加工耗費材料、時間、人力等多項成本，所以使得薄壁缸筒的生產成本增高、生產周期加長。

由上分析可知，薄壁缸筒配內胎加工外圓技術的眾多弊病限制了其廣泛應用。

發明內容

本發明克服現有技術存在的不足，解決了現有技術存在的問題，提供一種薄壁缸筒擠壓填充穩態加工外圓方法。以實現薄壁缸筒外圓的穩態、精度、柔性、低成本加工，繼而使該技術在薄壁缸筒外圓加工中大范圍應用。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種薄壁缸筒擠壓填充穩態加工外圓方法，按照以下步驟進行：

1)薄壁缸筒加工完內孔后，對內孔進行填充處理；由于薄壁缸筒的動剛度、靜剛度不足，在切削加工過程會發生振動，使得加工效果不良，通過在薄壁缸筒內孔中擠壓填充棉紗、氣囊、氣脹軸等填充物，可以顯著抑制薄壁缸筒的一階、二階振動頻率，提高其動剛度、靜剛度，從而有利于切削；

2)薄壁缸筒擠壓填充完畢后，吊裝至車床上，采用雙頂尖軸向裝夾處理，一端頂正缸筒缸頭內孔倒角，另一端頂正缸筒缸尾內孔倒角，用百分表測量薄壁缸筒外圓同軸度≤φ0.03mm；由于薄壁缸筒的徑向靜剛度不足，采用徑向裝夾會使缸筒裝夾部位外圓發生裝夾變形，切削后會出現失圓現象，薄壁缸筒的軸向靜剛度足夠，雙頂尖頂正薄壁缸筒兩端進行夾緊后，缸筒不會發生裝夾變形，且夾緊力足夠，從而有利于防止裝夾變形出現。

3)薄壁缸筒裝夾完畢后，采用車削的方法加工成形外圓；

4)薄壁缸筒切削完畢后，吊裝出車床，將填充物手工取出。

優選的是，步驟1)中采用棉紗填充，手工將棉紗填入薄壁缸筒內孔，用工裝油缸在一定的壓力下將棉紗壓實，在此過程中，不斷續填棉紗，直至薄壁缸筒內孔壓滿，薄壁缸筒內孔擠壓填充棉紗的壓強為0.1MPa～0.2MPa。