浅谈液压缸活塞杆窄环形槽加工方法

摘要：

本文通过对液压缸活塞杆窄环形槽加工方法的论述，总结了新型滚压加工方法以及使用该方法的优缺点。

关键词：

液压缸活塞 密封槽 窄环形槽 滚压轮

中图分类号：C35文献标识码： A

论文本体：

随着我国机械加工水平的进步，为适应时代步伐，实现企业降本增效的目的，我公司也在机械加工领域进行了深入的研究。本文主要针对液压缸活塞杆窄环形槽的加工方法进行研究，液压缸活塞杆窄环形槽加工属于机械加工领域的一项重要技术，适用于各种活塞杆件外圆密封槽的加工，该方法自制一种专用外圆窄环形槽滚压工具，经实际应用验证，此种加工方法，大幅度提高了液压缸活塞杆外圆窄环形槽的加工质量及生产率。

在液压缸活塞杆的加工过程中（如图1 活塞杆），为安装各种密封圈等密封元件，需要在各种活塞杆等轴类零件的外圆上加工一些光洁度要求很高的窄环形槽。因为这些窄环形槽的宽度都较窄，一般只有2mm～25mm的宽度，深度2-12mm，以及其他规格，另外这些轴类零件的材质较杂，由普通碳钢、合金钢材料通过各种热处理手段达到各种不同的硬度，许多窄环形槽的加工难以采用普通工具来实现，以往只能采用车刀车出，这样加工出来的窄环形槽光洁度不好，容易刮伤密封件，影响密封效果和密封圈的寿命，并且加工效率低，因此对于各种窄的窄环形槽的加工制造已成为国内液压制造行业的一项技术难点。

图1 活塞杆

为解决这个问题，我公司研究了一种加工方法，即自制一种专用外圆槽滚压工具，解决了现有技术中存在的加工制造的窄的窄环形槽光洁度不好，尺寸精度低，加工效率低的问题。该方法所采用的技术方案是：在车床上使用的外圆槽滚压工具（如图 2滚压工具），此工具包括：刀杆， 碟形弹簧， 销子，支架，小轴，铜套，滚压轮，预紧螺栓，传递杆。刀杆上设置有带公差的孔，孔的形位公差根据加工窄环形槽的精度确定，孔的前部装有滚轮支架，孔底部装有传递杆，滚轮支架与传递杆之间装有碟形弹簧，支架用一个销子与刀杆连接，在刀杆上的销孔是一个长孔，使支架可以在一定范围内活动，碟形弹簧起产生预压力和复位作用，在支架的另一端开有凹槽，滚压轮通过小轴固定在凹槽中，滚压轮和小轴之间镶有铜套，以便滚压轮转动，刀架右端装有预紧螺栓，便于调整和装配。

1. 刀杆，2. 碟形弹簧，3. 销子，4. 支架，

5. 小轴，6. 铜套，7. 滚压轮，8.M16螺栓，9.方杆

图2 滚压工具

滚压轮是该滚压工具的核心零件（如图3滚压轮），根据不同尺寸的槽宽、槽深设置成不同尺寸规格、尺寸精度的系列化滚压轮，以加工出不同尺寸、不同精度的窄环形槽；滚压轮表面硬度在HRC62~65之间，保证滚压轮的寿命及密封槽的加工质量；滚压轮的宽度比要加工的窄环形槽稍微窄一些，其伸出支架的高度要大于所加工的窄环形槽的深度，滚压轮的棱角设计成圆角，其半径值应等于窄环形槽底部圆角半径；传递杆与孔底平面有一定距离，用右端螺栓控制调整，刀杆右端螺栓主要用于装配、拆卸及预紧的调整。该加工方法的优势在于，可以在车床上滚压通过各种热处理手段达到各种不同的硬度的各种普通碳钢、合金钢材料的窄环形槽，该外圆槽滚压工具结构简单，重量较轻，滚压出的窄环形槽光洁度好，效率高，成本低，操作方便。

图3滚压轮

下面结合图2和具体实施方式对本方法进行详细说明，如图2所示，刀杆1的前部设置有带公差的孔，孔的内部装有碟形弹簧2，传递杆9，孔的前部装有支架4，支架4用一个销子3与刀杆1连接，在刀杆1上的销孔是一个长孔8，使支架4可以在一定范围内活动，碟形弹簧2起产生预压力和复位的作用，刀杆右端装有螺栓8，可以调整蝶形弹簧预紧力，在支架4的另一端开有凹槽，滚压轮7通过小轴5固定在凹槽中，滚压轮7和小轴5之间镶有铜套6，以便滚压轮能够转动。刀杆1的材料为普通碳钢，支架4的材料为碳钢45#，热处理硬度为HB217～255，小轴5和滚压轮7的材料为GCr15，小轴5的热处理硬度为HRC55～58，滚压轮7的热处理硬度为HRC62～65，铜套6的材料为ZQAl9-4，铜套6与滚压轮7的配合为过渡配合，铜套6与小轴5的配合为间隙0.03～0.05mm的间隙配合，装配时给各活动部位加注脂，以便滚压轮能够灵活转动。滚压轮7的外圆及圆角部要经过磨制，光洁度要求为Ra0.2，使用时，将该滚压工具夹持在车床的刀架上，车床主轴旋转带动工件，将该工具的滚压轮的外圆贴在粗加工后的轴类件窄环形槽底部，这时工件带动滚压轮7，使工件与滚压轮实现对滚，对滚过程中，通过调整预紧螺栓8逐渐加一些径向力，使滚压轮紧贴窄环形槽底部，使窄环形槽底部的一些凸凹不平部分被光洁度和硬度都很高的滚压轮逐渐压平，提高形槽底部的光洁度。刀杆1的前端开有长孔8，其目的是使支架4被固定的同时可以在一定范围内活动。支架4的前部开有槽子，用于安装滚压轮。滚压轮的宽度B比要加工的窄环形槽稍微窄一些，其伸出支架的高度H要大于所加工的窄环形槽的深度，滚压轮的角部设计圆角，其半径值R应等于窄环形槽底部圆角半径值。

本方法制造出的滚压工具结构简单，操作方便，制造成本低，在大小车床、普通数控车床上都能够使用；可以根据所要加工的窄环形槽尺寸更换不同规格滚压轮，操作方便；可以在车床上滚压各种普通碳钢、合金钢材料通过各种热处理手段达到各种不同的硬度的窄环形槽，提高了窄环形槽加工的质量和速度，为液压制造企业的产品加工提供了方便、实用、简单、可靠的外圆槽滚压工具，应用此种方法加工液压缸活塞密封槽，显著的提高了产品质量和生产效率。

总结：

经过实际应用，该方法有效解决了活塞杆窄环形槽加工中出现的粗糙度低，难加工的问题，该方法中使用的工具制作比较简单，成本较低，使用方便，适应性强，但对高精度的窄环形槽加工还需要制造高精度的滚压轮。使用该方法加工出的液压缸活塞精度高，光洁度高，效率高，安装时不会对密封圈造成划伤等损坏，这种方法及新工具还应在实际生产中不断的去完善。

参考文献：

《重型机械工艺手册》 吕亚臣 哈尔滨出版社

1997年出版

《典型零件机械加工生产实例》 陈宏钧 机械工业出版社

2006年出版

《实用金属切削加工工艺手册》陈家芳上海科学技术出版社 2006年出版