CN104308473A - 局部强化全纤维液压缸缸筒的加工方法 - Google Patents

局部强化全纤维液压缸缸筒的加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公布一种局部强化全纤维液压缸缸筒的加工方法。本发明内容是关于一种局部强化全纤维液压缸缸筒，主要目的是提高液压缸缸筒的使用质量，降低设计难度，提高材料利用率，节约加工及质量成本。本方案是直接利用缸筒主材进行局部镦粗，保持了金属纤维的在整个缸筒上的连续分布，实现了缸筒的局部强化，实现了局部强化区与筒体的强度平稳过渡分布，可优化缸筒载荷分布，有利于提高缸筒的质量可靠性。

Description

局部强化全纤维液压缸缸筒的加工方法
技术领域
本发明涉及液压缸技术领域，具体是一种局部强化全纤维液压缸缸筒的加工方法。
背景技术
液压缸缸筒一般由两部分组成，法兰（或护套）、筒体。为满足液压缸的强度要求，筒体一端要进行局部强化，加厚壁厚。
在液压缸缸筒传统设计有三种形式：第一种设计为整体锻造成型，由于需要整体加热后锻造，能耗较高、周期长；第二种设计为组焊成型，由于焊接质量不可控因素较多，加上焊材、对焊的两种母材不可能完全一致，导致液压缸缸筒组焊后不能满足设计要求的强度分布要求；第三种设计为大切削量的成型方式，会在焊接质量难以保证时采用，这种方案材料利用率极低，而且大切削量的成型会产生加工变形，只能在壁厚较大的缸筒上应用，否则加工报废几率较高。缸筒的一端，一般加工成螺纹形式，与压盖配合。在传统设计中，由于材料规格限制、螺纹危险截面计算等因素相互制约，设计师有时难以取舍。如果液压缸缸筒端部尺寸可以随心控制，则对设计师而言，可以不用顾虑材料成本，可采取更安全的设计方式。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种局部强化全纤维液压缸缸筒的加工方法。
本发明通过以下技术方案实现：一种局部强化全纤维液压缸缸筒的加工方法，所述缸筒一端有一段壁厚较厚的局部强化区，所述缸筒一端的局部强化区通过局部镦粗而来；
所述缸筒的加工步骤是：
1．选料：选择直筒型冷拔管为筒体，控制筒体壁厚差≤10％，筒体晶粒度≥6级，无魏氏体、带状晶等不良组织；
2．探伤：超声探伤；
3．下料：根据总变形量预留毛坯总长；
4．校直：控制端部直线度≤0.7mm/m；
5．局部强化区感应加热：筒体上端局部强化区进行局部加热至700-1200摄氏度，整体透热；
6．局部镦粗：筒体插入外模内，从筒体内孔上端穿入内模，筒体下端与外模下端齐平并固定不动，内模向下挤压筒体，最终筒体上端局部强化区在内模、外模的压力作用下成型，局部强化区处的壁厚增加；上述镦锻及转运时间为10-20S，总变形≤3，转运时间超过20S后需要重复步骤3，进行局部强化区感应加热；
7．打磨：去除加厚部位飞边及厚重氧化皮；
8．局部加热：加厚区及其热影响区局部加热至500-800摄氏度，去应力；
9．校直：控制全长直线度≤0.7mm/m；
10．检测：检测加厚区与筒体的同轴度；
11．粗车：以筒体内孔为基准，平端面，加工工艺倒角；
12．刮削：加工筒体内孔；
13．钳：以内孔为基准，加工加厚区螺纹孔或端面螺纹。
其进一步是：所述的外模内开有阶梯型通孔，外模下端小直径通孔与外模上端大直径通孔之间平滑过渡连接；所述的内模是阶梯状的圆柱体，内模下端是小直径圆柱体，内模上端是与所述外模上端大直径通孔配合的大直径圆柱体。
在步骤10和步骤11之间，根据实际需要，选择是否进行整体外圆抛丸。
本发明是直接利用缸筒主材进行局部镦粗，保持了金属纤维的在整个缸筒上的连续分布，实现了缸筒的局部强化，实现了局部强化区与筒体的强度平稳过渡分布，可优化缸筒载荷分布，有利于提高缸筒的质量可靠性。
本发明借助模具和压力机，在缸筒的端部施加足够的压力，利用模具控制尺寸，实现局部变形，使缸筒保持了金属纤维的在整个缸筒上的连续分布。缸筒端部受压变形后，实现了缸筒的局部强化，实现了局部强化区与筒体的强度平稳过渡分布，有利于提高缸筒的质量可靠性，有利于增加螺纹部位危险截面尺寸，可直接提高安全性。借助于后续合理的热处理工艺，去除残余应力，使组织和尺寸稳定，消除不良组织，提高整体过渡区的性能。
本发明应用冷拔管，可以缸筒提高端部的强度，可解决薄壁钢管焊接变形、焊穿、热影响区质量差、冲击大时焊缝开裂、焊接气孔等一系列问题，有利于液压缸的轻量化设计，有利于一次加工合格。
利用局部强化全纤维缸筒，实现缸筒端部尺寸的灵活设计，有利于保障产品设计的实现。
附图说明
图1是局部镦粗准备；
图2是局部镦粗开始实施；
图3是局部镦粗结束；
图4是缸筒局部强化区是向外加厚壁厚的结构示意图；
图5是缸筒局部强化区是同时向外和向内加厚壁厚的结构示意图；
图6是缸筒局部强化区是向内加厚壁厚的结构示意图。
具体实施方式
以下是本发明的一个具体实施例，现结合附图对本发明做进一步说明。
如图1至图3所示，一种局部强化全纤维液压缸缸筒的加工方法，缸筒一端有一段壁厚较厚的局部强化区，缸筒的局部强化区通过局部镦粗而来；
所述缸筒的具体加工步骤是：
1．选料：选择直筒型冷拔管为筒体1，控制筒体壁厚差≤10％，筒体晶粒度≥6级，无魏氏体、带状晶等不良组织；
2．探伤：超声探伤；
3．下料：根据总变形量预留毛坯总长；
4．校直：控制端部直线度≤0.7mm/m；
5．局部强化区感应加热：筒体1上端局部强化区进行局部加热至700-1200摄氏度，整体透热；
6．局部镦粗：筒体1插入外模2内，从筒体1内孔上端穿入内模3，筒体1下端与外模2下端齐平并固定不动，内模3向下挤压筒体，最终筒体1上端局部强化区在内模3、外模2的压力作用下成型，局部强化区处的壁厚增加；上述镦锻及转运时间为10-20S，总变形≤3，转运时间超过20S后需要重复步骤3，进行局部强化区感应加热；
7．打磨：去除加厚部位飞边及厚重氧化皮；
8．局部加热：加厚区及其热影响区局部加热至500-800摄氏度，去应力；
9．校直：控制全长直线度≤0.7mm/m；
10．检测：检测加厚区与筒体的同轴度；
11．抛丸：进行整体外圆抛丸
12．粗车：以筒体内孔为基准，平端面，加工工艺倒角；
13．刮削：加工筒体内孔；
14．钳：以内孔为基准，加工加厚区螺纹孔或端面螺纹。
所述的外模2是一个开有阶梯型通孔的柱体，外模2下端小直径通孔与外模上端大直径通孔之间平滑过渡连接；所述的内模3是阶梯状的圆柱体，内模下端是小直径圆柱体，内模上端是与所述外模上端大直径通孔配合的大直径圆柱体。通过上述步骤，借助模具和压力机，即可加工出如图4所示的局部强化全纤维液压缸缸筒，实现缸筒的局部强化，实现局部强化区与筒体的强度平稳过渡分布，有利于提高缸筒的质量可靠性，有利于增加螺纹部位危险截面尺寸，可直接提高安全性。
保持缸筒的加工步骤不变，通过改变模具的尺寸与形状，可加工出如图5所示的局部强化区是同时向外和向内加厚壁厚的缸筒和如图6所示的局部强化区是向内加厚壁厚的缸筒。本发明利用模具实现一种局部强化全纤维缸筒，实现缸筒端部尺寸的灵活设计，有利于保障产品设计的实现。

Claims (3)

1.一种局部强化全纤维液压缸缸筒的加工方法，所述缸筒一端有一段壁厚较厚的局部强化区，其特征在于：所述缸筒一端的局部强化区通过局部镦粗而来；
所述缸筒的加工步骤是：
1．选料：选择直筒型冷拔管为筒体，控制筒体壁厚差≤10％，筒体晶粒度≥6级，无魏氏体、带状晶等不良组织；
2．探伤：超声探伤；
3．下料：根据总变形量预留毛坯总长；
4．校直：控制端部直线度≤0.7mm/m；
5．局部强化区感应加热：筒体上端局部强化区进行局部加热至700-1200摄氏度，整体透热；
6．局部镦粗：筒体插入外模内，从筒体内孔上端穿入内模，筒体下端与外模下端齐平并固定不动，内模向下挤压筒体，最终筒体上端局部强化区在内模、外模的压力作用下成型，局部强化区处的壁厚增加；上述镦锻及转运时间为10-20S，总变形≤3，转运时间超过20S后需要重复步骤3，进行局部强化区感应加热；
7．打磨：去除加厚部位飞边及厚重氧化皮；
8．局部加热：加厚区及其热影响区局部加热至500-800摄氏度，去应力；
9．校直：控制全长直线度≤0.7mm/m；
10．检测：检测加厚区与筒体的同轴度；
11．粗车：以筒体内孔为基准，平端面，加工工艺倒角；
12．刮削：加工筒体内孔；
13．钳：以内孔为基准，加工加厚区螺纹孔或端面螺纹。
2.根据权利要求1所述的一种局部强化全纤维液压缸缸筒，其特征在于：所述的外模内开有阶梯型通孔，外模下端小直径通孔与外模上端大直径通孔之间平滑过渡连接；所述的内模是阶梯状的圆柱体，内模下端是小直径圆柱体，内模上端是与所述外模上端大直径通孔配合的大直径圆柱体。
3.根据权利要求1所述的一种局部强化全纤维液压缸缸筒的加工方法，其特征在于：在步骤10和步骤11之间，根据实际需要，选择是否进行整体外圆抛丸。
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Denomination of invention: Processing method of local-reinforcement type full fiber cylinder barrel of hydraulic cylinder

Effective date of registration: 20190319

Granted publication date: 20160525

Pledgee: Xugong Group Finance Co., Ltd.

Pledgor: XCMG Xuzhou Xugong Hydraulic Parts Co., Ltd.

Registration number: 2019320000138

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Date of cancellation: 20190902

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Pledgee: Xugong Group Finance Co., Ltd.

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