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孔径小而深排屑困难


  检测仪器的铝合金油缸如图1示。油缸内孔直径12mm,长111m,长径比9.25。内孔表面粗糙度Ra=(0.2~0.4)μm。受孔径和孔深的限制,常规的车削加工,由于刀杆细长,刚度和强度低而不能使用。采用钻孔-粗铰-精铰的加工方法,由于材料是铝合金,硬度低,易变形,易划伤,孔径小而深排屑困难,易形成刀瘤,加工后的内孔表面粗糙度不能稳定的达到Ra=(0.2~0.4)μm,尺寸精度也不稳定,成品率低,生产效率低,不适合批量生产。我们经过多次的试验和查阅资料,确定采用挤压加工的方法代替精铰工序。

  式中:m—变形系数;i—挤压过盈量;b—变形常量。孔粗铰后的直径djdj=d-k=12-0.05=11.95mm式中:d—工件名义直径mm。挤压器最大工作直径dgdg=dmax+i-k=12.043+0.065-0.05=12.058mm取dg=12.06mm。挤压器的设计我们根据相关参数,设计制造了如图2所示的挤压器。它由前导向杆,三个直径不等的工作环和后定位杆组成。前导向杆主要是在挤压时,先插入孔内定位,保证挤压器与孔同轴,避免将内孔挤偏斜。三个不等直径的工作环,是挤压器的主要工作部件,利用金属的弹性-塑性变形性质,对工件内孔表面施加挤压力,使之发生塑性变形,达到挤压加工的目的。三个工作环,分别承担了最大挤压过盈量的60%、30%和10%。后定位杆作后定位用,防止最后一个工作环在内孔挤压快结束时产生偏斜。

  我们选择T8工具钢做挤压器材料,在车制中,留0.4mm磨量。淬火处理HRC=62,注意淬火时,挤压器弯曲变形。最后磨削而成。

  我们在C620车床上加工油缸的外圆,车端面,钻11.7孔,乳化液润滑,手动进刀应均匀,并经常退出钻头,清除切屑,防止形成刀瘤,拉伤孔壁。

  铰孔。我们采用12手动可调铰刀铰孔,将孔径铰至11.95mm,表面粗糙度Ra=3.2μm。用煤油润滑,均匀进刀,避免划伤孔壁。

  挤压加工。将内孔清洗干净的工件放到压力机下,挤压器的前导向杆插入孔内,在后定位杆与压力机压头之间放入一颗钢珠,使挤压器受力均匀,用N36#机械油润滑。挤压时应一次完成,中途不准停机,避免人为造成内孔壁上出现沟槽。

  加工后的工件内孔,经检验,表面粗糙度完全达到图纸要求,尺寸精度也得到了保证。因此,利用金属的弹性-塑性变形性质,采用挤压加工的方法,批量加工铝合金油缸小直径精密深孔,是一种简单、可靠、经济的加工方法。它强化了内孔金属表面,提高了表面层的硬度和改善了机械性能。是一种较理想的小直径精密深孔加工方法。


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