缸筒加工的镗削滚压工艺分析

缸筒作为油缸、矿用单体支柱、液压支架、炮管等产品的主要部件，其加工质量的好坏直接影响整个产品的寿命和可靠性。缸筒加工要求高，其内表面粗糙度要求为Ra0.4～0.8µm，对同轴度、耐磨性要求严格。缸筒的基本特征是深孔加工，其加工一直困扰加工人员。

　　采用滚压加工，由于表面层留有表面残余压应力，有助于表面微小裂纹的封闭，阻碍侵蚀作用的扩展。从而提高表面抗腐蚀能力，并能延缓疲劳裂纹的产生或扩大，因而提高缸筒疲劳强度。通过滚压成型，滚压表面形成一层冷作硬化层，减少了磨削副接触表面的弹性和塑性变形，从而提高了缸筒内壁的耐磨性，同时避免了因磨削引起的烧伤。滚压后，表面粗糙度值的减小，可提高配合性质。

　　1 滚压刀具的设计

　　以我们设计的Ø160mm组合镗滚刀为例说明刀具设计及工艺。

　　如结构图所示，保护帽1用于保护芯轴头部对刀仪的基准位置。支承垫4和支承钉6的作用是保护保持架(ZQSn6-6-3)免受滚柱轴向压力的压裂。支承套11材料为GCr15，要求与芯轴15过盈配合，组装后配磨。

　　滚柱材料为GCr15或高速钢W18Cr4V，62～65HRC。滚柱在镗滚刀中起滚压和导向作用。采用滚柱滚压的原因是它较圆珠滚压工作接触面积大，能承受较大的滚压力，可选用较大的进给量，从而提高生产率。对薄壁低刚性的工件，应选用直径较小而较长的滚柱，滚柱直径较小时可得较小的表面粗糙度值，这里我们选Ø13mm滚柱。滚柱圆角半径r在一定范围内影响表面粗糙度，减小圆角半径，相应地增加了单位应力，能减小表面粗糙度值和提高表面冷硬度。滚柱数量z增多可减小滚压粗糙度值，但所需滚压力增大。一般z取5～10，我们取6。加大滚柱滚压后角a可减小表面粗糙度值，但a过大易形成过冷硬状态，破坏表面层，一般取α≤1°。滚柱直径方向上高低不一会造成卡死、振动、拉伤加工表面，故直径方向上差值不大于0.03mm。

　　技术要求:

　　(1)装配后转动后齿环、保待架和滚柱面能自由滑动

　　(2)退刀时，保证刃口向上，以免拉伤

　　1.保护帽 2.紧定螺钉 3.保持架 4.支承垫 5.滚柱 6.支承钉 7轴承 8.后齿环 9.前齿环 10.小套 11.支承套 12.螺栓 13.刀体 14.机夹刀块 15.芯轴

　　组合镗滚刀结构图

滚压完成，退刀时，勾动后齿环8，使前、后齿环成啮合状态，在保持架3与芯轴15之间插人退刀半环(其长度为滚柱长度基本尺寸)，从而使得保持架带动滚柱沿支承套1:40的锥度后移，退入支承套槽中，使滚柱与缸筒脱离接触，实现退刀。

　　镗滚刀中滚柱、支承套、保持架为易损件，每副易损件约可滚压Ø90m×2150m油缸150根(以行程计算)。