CN105945509A - 一种半盲孔及盲孔液压缸内壁超声光整加工方法 - Google Patents

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李海燕
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P9/00—Treating or finishing surfaces mechanically, with or without calibrating, primarily to resist wear or impact, e.g. smoothing or roughening turbine blades or bearings; Features of such surfaces not otherwise provided for, their treatment being unspecified

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Abstract

本发明涉及一种半盲孔及盲孔液压缸内壁超声光整加工方法，属于液压缸加工技术领域，提供了一种操作简单，有效提高缸筒内壁粗糙度，提高加工精度的半盲孔及盲孔液压缸内壁超声光整加工方法，所采用的技术方案为首先对液压缸的半盲孔、盲孔内壁进行粗加工，建立半精加工基准；再对液压缸的半盲孔、盲孔内壁进行半精加工，建立精加工基准；然后再对液压缸的半盲孔、盲孔内壁依次进行精加工处理；最后对经过精加工处理后的液压缸的半盲孔、盲孔内壁进行超声波振动加工，在进行超声波振动加工时，工具头超高频不断冲击工件表面，同时刀具作进给运动；本发明广泛用于半盲孔及盲孔液压缸内壁的加工。

Description

一种半盲孔及盲孔液压缸内壁超声光整加工方法
技术领域
本发明涉及一种半盲孔及盲孔液压缸内壁超声光整加工方法，属于液压缸加工技术领域。
背景技术
目前，半盲孔及盲孔液压缸内壁的加工方法主要有磨削抛光、珩磨抛光、滚压抛光和铰削。上述加工方法主要存在以下缺点。
1、磨削抛光：缸筒内孔表面粗糙度要求一般为Ra0.2μm～Ra0.4μm，而内圆磨削可以达到的经济表面粗糙度一般为Ra0.8μm。若要达到缸筒内孔表面粗糙度要求，就必须反复进行精整磨削，但往往表面粗糙度等级很难达到规定要求。因此，该方法耗时较长，加工效率低，效果不佳。同时内孔磨削抛光属于固结磨料抛光，与磨削机理相同。从磨削原理可知，磨削过程和抛光过程都可能对内孔产生划伤，表面划伤是内圆磨削、抛光的常见缺陷。表面划伤产生的原因为：抛光过程脱落的磨粒无法排出，往复摩擦导致缸筒内部产生抛光划痕。
2、珩磨抛光：由于珩磨作业存在冲程，即珩磨头超出被加工面的过切行程。而半盲孔及盲孔根部无此空间，因此珩磨头无法进行半盲孔及盲孔根部抛光切削，即珩磨不适用于半盲孔及盲孔缸筒结构内壁加工。同时内孔珩磨抛光属于固结磨料抛光，与磨削机理相似，因而也会产生磨粒挤压划痕。其次，珩磨头转速较高、冲程较大，导致易产生抛光纹路（划痕）。再者，珩磨头动刚度不足，导致抛光时产生震颤，从而生成了抛光振纹（划痕）。
3、滚压抛光：滚压会在工件表面产生硬化层，此层与内部材料有明显的分层现象，容易造成表层脱落；滚压工艺很难掌握，处理不当容易造成废品；1000N～3000N刚性力对机床传动机构、导轨损伤很大，严重损伤机床精度和寿命；刀具使用寿命短、易损坏，综合使用成本高；无法满足薄壁缸筒、薄壁管件等刚性差零件的加工。
4、铰削：铰削的经济表面粗糙度为Ra0.8μm～Ra1.6μm，若要达到Ra0.2μm～Ra0.4μm则对刀具、操作水平要求很高，工艺性不良；铰削需要排屑，而缸筒的半盲孔及盲孔结构使得排屑不畅，因而限制了铰削质量的提高，即也限制了缸筒内壁表面粗糙度等级的提高。
由以上分析可知，机械结构元件半盲孔及盲孔内壁光整加工各技术均为减材加工，有多项固有弊病，不太适宜于半盲孔及盲孔液压缸内壁光整加工。
发明内容
为解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种操作简单，有效提高缸筒内壁粗糙度，提高加工精度的半盲孔及盲孔液压缸内壁超声光整加工方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为一种半盲孔及盲孔液压缸内壁超声光整加工方法,按照以下步骤进行，
a、首先对液压缸的半盲孔、盲孔内壁进行粗加工，建立半精加工基准；
b、再对液压缸的半盲孔、盲孔内壁进行半精加工，建立精加工基准；
c、然后再对液压缸的半盲孔、盲孔内壁进行精加工处理；
d、最后对经过精加工处理后的液压缸的半盲孔、盲孔内壁进行超声波振动加工，在进行超声波振动加工时，工具头以20000次/秒～40000次/秒的超高频不断冲击工件表面，同时刀具作进给运动。
优选的，所述超声波振动加工的孔径大于等于50mm，切削速度为40～80m/min，切削深度为100～150μm ，进给量为0.3～0.6 mm/r。
优选的，所述液压缸缸筒内径尺寸变化量不大于0.02mm。
优选的，所述步骤c中的精加工采用精镗、精车、粗磨、精铰中的一种或几种。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：本发明不仅可以克服磨削、珩磨、研磨、滚压、铰削等技术的缺点，而且可以实现半盲孔及盲孔液压缸内壁一次、有效、高质量光整加工；同时由于超声波振动加工的切削力≤30kg，这样轻量级的切削力对于工件系统、机床系统、夹具系统、刀具系统均不会产生加载失稳问题，因此十分适合于薄壁缸筒、薄壁管件等弱刚性零件内壁的稳态光整加工；并且采用本方法加工的缸筒内壁表面粗糙度可由Ra0.8～1.0μm提高到Ra0.2～0.4μm，表面粗糙度明显提高。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种半盲孔及盲孔液压缸内壁超声光整加工方法,按照以下步骤进行，
a、首先对液压缸的半盲孔、盲孔内壁进行粗加工，建立半精加工基准；
b、再对液压缸的半盲孔、盲孔内壁进行半精加工，建立精加工基准；
c、然后再对液压缸的半盲孔、盲孔内壁进行精加工处理，为其超声波振动光整加工建立尺寸公差、形状公差、位置公差、表面粗糙度的光整加工基础，其中精加工采用精镗、精车、粗磨、精铰中的一种或几种；
d、最后对经过精加工处理后的液压缸的半盲孔、盲孔内壁进行超声波振动加工，超声波振动加工过程是通过弹性片对超声波振动加工刀具总成预加一个弹性压力，使加工工具头与工件表面始终保持接触，工具头以20000次/秒～40000次/秒的超高频不断冲击工件表面，同时刀具作进给运动，产生由超声波能和冲击能组成的复合能量作用在工件表面上，利用金属在常温状态下冷塑性特点，对工件表面进行无研磨剂的研磨、强化和微小形变处理，完成对工件表面的加工。
其中，超声波振动加工的孔径大于等于50mm，切削速度为40～80m/min，切削深度为100～150μm ，进给量为0.3～0.6 mm/r；液压缸缸筒内径尺寸变化量不大于0.02mm。
本发明依次采用粗加工→半精加工→精加工→超声波振动加工对半盲孔及盲孔液压缸内壁进行光整加工，明确了半盲孔及盲孔液压缸内壁光整加工的工艺路线；明确了应以精镗/精车/粗磨/精铰等做为超声波振动加工的准备工序；按以上工艺流程进行的光整加工不仅可以克服磨削、珩磨、研磨、滚压、铰削等技术的缺点，而且可以实现半盲孔及盲孔液压缸内壁一次、有效、高质量光整加工。同时由于超声波振动加工的切削力≤30kg，这样轻量级的切削力对于工件系统、机床系统、夹具系统、刀具系统均不会产生加载失稳问题，因此十分适合于薄壁缸筒、薄壁管件等弱刚性零件内壁的稳态光整加工。并且半盲孔及盲孔液压缸内壁通过采用“精镗/精车/粗磨/精铰+超声波振动加工”的工艺加工后，可使缸筒内壁表面粗糙度可由Ra0.8～1.0μm提高到Ra0.2～0.4μm。即经该方法光整加工后表面粗糙度等级会明显提高，并且很容易得到高表面粗糙度等级的表面。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包在本发明范围内。

Claims (4)

1.一种半盲孔及盲孔液压缸内壁超声光整加工方法,其特征在于：按照以下步骤进行，
a、首先对液压缸的半盲孔、盲孔内壁进行粗加工，建立半精加工基准；
b、再对液压缸的半盲孔、盲孔内壁进行半精加工，建立精加工基准；
c、然后再对液压缸的半盲孔、盲孔内壁进行精加工处理；
d、最后对经过精加工处理后的液压缸的半盲孔、盲孔内壁进行超声波振动加工，在进行超声波振动加工时，工具头以20000次/秒～40000次/秒的超高频不断冲击工件表面，同时刀具作进给运动。
2.根据权利要求1所述的一种半盲孔及盲孔液压缸内壁超声光整加工方法,其特征在于：所述超声波振动加工的孔径大于等于50mm，切削速度为40～80m/min，切削深度为100～150μm，进给量为0.3～0.6 mm/r。
3.根据权利要求1所述的一种半盲孔及盲孔液压缸内壁超声光整加工方法,其特征在于：所述液压缸缸筒内径尺寸变化量不大于0.02mm。
4.根据权利要求1所述的一种半盲孔及盲孔液压缸内壁超声光整加工方法,其特征在于：所述步骤c中的精加工采用精镗、精车、粗磨、精铰中的一种或几种。
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