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强力珩磨修复缸筒

   1 问题的提出

   液压缸筒在液压元件中占据着重要地位。缸筒的加工方法有多种，强力珩磨是目前国内缸筒加工的先进工艺之一。其特点是珩磨头上保持1.5~6MPa定压扩张力，不但满足缸筒的尺寸精度、形状精度、粗糙度等技术要求，而且可用于修复比原公差超差2.5倍以内或存在其它缺陷的缸筒。

   2 强力珩磨修复工艺

   2.1 修复原理

   强力珩磨修复缸筒的工作简图如图1所示。

   珩磨头以油石的全长和恒定的压力均匀向缸筒内壁，珩磨头的圆周运动和往复运动合成产生重叠与交错，使缸筒内壁得到修复。在珩磨修复圆度超差时，油石在每转中接触缸筒内壁的压力不断变化，在椭圆形内孔的长轴方向压力较低，在短轴方向压力最大。在圆柱度超差时，油石在内孔尺寸小的部位所受的压力较大，多余金属层在珩磨头两种运动下被消除，经过整体的珩磨，最终使缸筒整体尺寸、形状公差和粗糙度满足技术要求。

   2.2 工艺和工艺参数的选择

   修复工艺不同于正常珩磨，而是只采用精珩磨和抛光两道工序。

   首先对尺寸或形状误差超差的部位进行珩磨，再采用“先分段珩磨，后整体珩磨”的工艺方法。然后用水砂纸包住珩磨头抛光，使粗糙度降低至Ra0.4μm以下。

   修复时，珩磨头的压力按精度所用压力选取，一般为1.5~3MPa。当缸筒形状误差超过0.1mm时，压力先从小值选取，避免压力过大使油石破碎。提高珩磨头等转速可提高生产率和降低表面粗糙度，对于较硬的材料，其切削速度应降低些。圆周速度一般为24~39r/min。当增加往复运动速度时，钢件表面粗糙会升高，铸铁件会降低。往复运动速度一般为10~16m/min。两种运动形成的网纹角θ与它们的关系为tgθ/2=V往/V圆，网纹角一般应为32~54°。

   抛光时的工艺参数与精珩磨相同。

   油石的选取也按精珩磨选取。钢件一般可选用白刚玉油石，铸铁件可悬绿碳化硅油石。油石粒度一般应在W40~W20之间。油石硬度对于淬硬钢件选E、F、G级，为淬硬钢件选K、L级，铸铁件选M、N级。缸筒材料硬时选硬度较低的油石。硬度的选择还应考虑工件孔径的大小，珩磨小孔时应增加油石的硬度。

   抛光可选用220#、240#水砂纸，珩磨中必须供给足够的切削液。

   2.3 关于缸筒内径“加大尺寸”的问题

   当修复至最大极限尺寸仍达不道技术要求时，可采用“加大尺寸”的工艺方法。

   加大尺寸的极限应是原尺寸公差值的2.5倍（继续加大尺寸会导致密封件密封失效）。尺寸公差和形状公差的数值、表面粗糙度仍按原要求不变。这种“加大尺寸”缸筒与未加大尺寸缸筒具有等同的技术特性，经过几年的试验和用户反馈，在液压缸使用中完全保证了质量。

   所以此工艺可作为新加工缸筒“加大尺寸”后作配件使用，同样可作为旧缸筒修复后的使用。

   缸筒加大后与缸筒相配合的活塞和导向套的径向尺寸应相应加大。

   3 强力珩磨修复缸筒的实例

   例1：修复后达到原技术要求一组缸筒

   修复φ140H9（+0.10）、长1095mm的缸筒，其材料为45#钢，表面粗糙度Ra0.4μm,圆柱度0.025mm。由于原加工工序不当，距一端300mm处的尺寸和圆柱度超差，修复前、后尺寸见表1。

   表1 缸筒序号修复前直径（mm）修复后直径

   距端处300mm处其余部位尺寸平均尺寸距端处300mm处其余部位尺寸平均尺寸

   1 139.97

   140.05 140.03

   140.04 140.023 140.04

   140.08 140.06

   140.09 140,068

   2 139.95

   140.06 140.01

   140.02 140.010 140.08

   140.10 140.07

   140.07 140.080

   3 139.98

   140.06 140.01

   140.02 140.017 140.04

   140.07 140.06

   140.08 140.063

   4 139.99

   140.05 140.00

   140.01 140.020 140.08

   140.10 140.05

   140.06 140.073

   5 139.94

   140.07 140.02

   140.07 140.033 140.09

   140.10 140.08

   140.10 140.093



   本例缸筒在修复前平均尺寸接近尺寸公差下差，圆柱度超差，经修复后达到原图纸要求。

   修复时所用机床是德州产卧式深孔强力珩磨机型，型号2M2125（φ250×4000）。油石选用烟台砂轮厂生产的强力珩磨油石，磨石代号为WA，粒度W20，硬度K。圆周速度80r/min，进给速度11m/min.珩磨头比压1.5~1.8MPa。平均每只缸筒修复时间10min.

   例2：修复后“加大尺寸”的缸筒。

   一只技术要求为内孔φ200H8（+0.072）、长3500mm的缸筒，其材料为27SiMn，表面粗糙度Ra0.4μm，圆柱度0.036mm。

   修复前测量内孔一端φ199.98、φ199.96mm，另一端φ200.08、φ200.10mm。内孔留有螺距约60mm的划痕。此缸筒尺寸和形状公差超差较大，只能珩磨成“加大尺寸”的缸筒，加大的尺寸不允许超过原公差值的2.5倍，即+0.18mm。

   采用“先分段珩磨”尺寸至X200.15、φ200.13mm时圆度合格，但仍见划痕，经“后整体珩磨”，最终尺寸为φ200.15、φ200.17mm。划痕全部消失，粗糙度在Ra0.4μm以下。

   4 修复中的注意事项

   （1）修复应观察和测量缺陷及超差的情况，使用能够测量缸筒长度二分之一深度的内径量具。

   （2）修磨中应及时测量尺寸和观察超差、缺陷的消除情况，以最小的余量完成珩磨修复。

   （3）应该只对消除内应力、不再继续变形的缸筒实施本工艺，特别要注意焊后的薄壁缸筒待尺寸稳定后方可进行珩磨修复。　　