一种中缸体活塞内腔的加工方法与流程

本发明涉及破碎锤加工技术领域，更具体地说，涉及一种中缸体活塞内腔的加工方法。

背景技术：

破碎锤是一种以液压能作为动力，以此来驱动位于液压缸上缸体内部的活塞进行往复运动，通过活塞来锤打钎杆，以向钎杆传递能量，钎杆上的能量再由被击打物体吸收，从而将被击打物体击碎的重要工程机械，主要用于建筑施工中的破碎、拆除、开挖硬层等工作，通常安装在挖掘机、装载机或动力站上，具有冲击力大、使用方便、机动性好和效率高等优点。随着液压技术的发展，液压破碎锤在社会各行各业中的应用越来越广泛，从最初的用于矿山岩石工程的钻孔作业与大块岩石的二次破碎，发展到今天已经用于开挖隧道、拆除路桥和建筑物、破碎沥青和混凝土路面以及清除冶炼炉渣和进行水下作业等由于其工作的灵活性及其对劳动生产率的提高所发挥的作用，越来越收到矿山和施工部门的重视，有着广泛的应用前景和巨大的市场需求量。

破碎锤中缸体的主要功能是通过活塞孔与阀孔的配合实现的，如图1所示，由于设置有阀孔，中缸体必须有偏置的一部分，致使活塞孔实际上并非位于矩形结构的中缸体的中心部位。活塞孔相对于阀孔尺寸较大，导致重心向阀孔所在侧偏移，而在对活塞孔做进一步加工时，其转动惯量不平衡，因此无法直接在普通车床上加工。

当存在较大偏心力时，速度越大，偏心部分的偏心转动惯量越大，加工时活塞孔的变形量越大，小型中缸体比较容易固定，对于大型中缸体，如果转动惯量没有得到平衡，将会出现很大的误差，导致产品不合格。因此，现有技术中多是通过简单的固定工装装夹后，通过配重块来平衡偏心力，从而减少加工时的偏心量。

如2014年4月30日公告的中国专利：ZL 201320631864.4，该申请案公开了一种液压破碎锤中缸体平行孔加工夹具，由连接盘、定位框、压板、螺栓和配重块组成，定位框的内壁形状为立体矩形，中缸体置于定位框内，定位框内壁高度等于中缸体高度加上两平行孔的距离，中缸体的宽面与框的内壁宽面间隙配合且内壁宽度的中心截面与工作母机的回转轴线重合；定位框内壁高度中的一面到工作母机回转轴线的垂直距离等于中缸体高度中的一面到两平行孔中的一孔轴线距离，定位框内壁高度中的另一面到工作母机回转轴线的垂直距离等于中缸体高度中的另一面到两平行孔中的另一孔轴线距离。

该专利方案看似能够进行两个平行孔的加工，对于小型中缸体也基本上可以实现，但对于大型中缸体，其截面有0.25m²，长度可达1m，如果只是通过配重块来平衡其重力，是很难达到减少偏心量的效果的。另一方面，对于大型中缸体，固定机构需要有足够的强度，尺寸的精度与固定结构的稳定性密不可分。退一步讲，即便该方案能够适用于大型中缸体，其侧面需要与固定装置的侧壁间隙配合，那么也只能用于一种规格的中缸体的加工，对于尺寸稍不同的中缸体，还要单独设置其加工固定装置，无论是成本还是效率方面都是较大的影响因素，实际可操作性较差。

技术实现要素：

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中缸体重量大而难以加工活塞孔的不足，提供了一种中缸体活塞内腔的加工方法，本发明配合使用高强度的缸体固定机构进行中缸体活塞内腔的加工，该装置能够对中缸体的重量进行平衡，加工精度高；油孔的加工也能进一步改善中缸体的性能，大大提高了加工质量。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种中缸体活塞内腔的加工方法，其加工过程为：

1)加工出中缸体毛坯外侧面到要求尺寸，然后把中缸体毛坯固定在镗床工作台上，初步钻活塞孔；然后调整角度，加工出进油孔到要求尺寸；

2)把中缸体吊装到缸体固定机构内，放置在底面基准块上，并使中缸体的内端贴住端面基准块，通过紧固螺栓初步预紧，中缸体的侧面贴住侧壁基准块；

3)利用百分表检测中缸体的底面和侧面是否有倾斜，并根据检测结果进行调整；调整后在螺杆上套入压板，拧紧各螺栓把中缸体压紧固定；再次进行检测，若合格则完成固定；

4)根据中缸体的规格选择配重块，转动连接盘进行静平衡调试，调试完成后开始加工；

5)在数控车床设定好加工程序，启动机床，开始车削加工活塞孔，同时加工出活塞孔内的油槽，留0.6～1.0mm余量；

6)然后车阀孔，阀孔车削后加工阀孔内的阶面孔；

7)在车床卡盘上固定车刀轴杆，在进给台上固定中缸体，加工出进油口和出油口；

8)进行打磨处理，完成中缸体内腔的加工。

作为本发明更进一步的改进，所述的缸体固定机构与车床转动轴上的支座盘相连，该缸体固定机构包括相互垂直固连的连接盘、侧壁挡板和托板，托板的中截面过转动轴的轴线，且两块侧壁挡板关于托板的中截面对称设置；侧壁挡板上背离托板的一侧设置有两根平行的螺杆，相对应的两根螺杆上安装压板用于压紧中缸体；在连接盘上还安装有配重块，该配重块位于远离托板的一侧，且配重块关于托板的中截面对称设置。

作为本发明更进一步的改进，所述转动轴的端部穿过支座盘后插入连接盘的中心孔，并在转动轴端部安装挡圈，该挡圈与转动轴螺纹连接。

作为本发明更进一步的改进，所述支座盘的周向均布有至少3个卡爪，该卡爪卡合在连接盘的外缘；连接盘上设置有至少3块端面基准块，该端面基准块距离转动轴轴线的距离相同。

作为本发明更进一步的改进，托板上的底面基准块上表面距离转动轴轴线的距离与中缸体上活塞孔的轴线距其下表面的距离相同。

作为本发明更进一步的改进，所述托板与连接盘通过焊接连接，并在托板与连接盘之间设置有加强螺栓和第三筋板，第三筋板位于托板的中截面处，加强螺栓关于托板的中截面对称分布。

作为本发明更进一步的改进，所述的两块侧壁挡板上分别对应设置侧壁基准块、压紧块，压紧块通过紧固螺栓安装在侧壁挡板上；所述侧壁基准块和压紧块的中心线与活塞孔的轴线等高。

作为本发明更进一步的改进，所述侧壁挡板与连接盘之间设置有加强螺栓、第一筋板和第二筋板，第二筋板与侧壁挡板垂直；第一筋板连接侧壁挡板上螺杆所在面。

作为本发明更进一步的改进，步骤7)中所述车刀轴杆上设置有第二螺栓和第三螺栓，在车刀轴杆上垂直于第二螺栓和第三螺栓的方向开设有安装孔，对应安装第一油孔车刀、第二油孔车刀。

作为本发明更进一步的改进，车刀轴杆上还设置有第一螺栓，用于防止车刀轴杆转动。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种中缸体活塞内腔的加工方法，利用缸体固定机构和配重块来平衡中缸体的偏心重力，其缸体固定机构中的侧壁挡板和托板形成一个开口的矩形体结构，本身也具有较大的偏心重力，其偏心重力与中缸体的偏心重力相配合，再辅助利用配重块进行重力平衡，具有较好的平衡效果，有助于提高活塞孔的加工精度；

(2)本发明的一种中缸体活塞内腔的加工方法，把连接盘的中心孔与转动轴相连，连接盘的外缘通过卡爪与支座盘相连，大大提高了转动轴的承载力，避免转动轴端部因受力较大而弯曲变形；此外，连接盘是缸体固定机构的主要支撑机构，通过卡爪把连接盘的外周卡合在支座盘上，使缸体固定机构在转动时难以相对转动轴径向摆动，能够克服一定的偏心力，结构强度也得到明显提高；

(3)本发明的一种中缸体活塞内腔的加工方法，在缸体固定机构上设置有端面基准块、底面基准块和侧壁基准块，在三个方向进行定位，保证了定位的准确性，使活塞孔轴线能够与转动轴的轴线重合；所设置的筋板和加强螺栓能够增加结构强度，防止因缸体固定机构的自身强度缺陷而影响加工精度；

(4)本发明的一种中缸体活塞内腔的加工方法，在车刀轴杆上固定油孔车刀进行进油口和出油口的加工，加工效率高；此外，先进行阀孔内的截面孔的加工，然后才加工出油口，加工后不会卷边，毛刺少；工序安排合理，原理简单，便于推广使用。

附图说明

图1为所加工中缸体的结构示意图；

图2为本发明的中缸体固定机构的主视结构示意图；

图3为本发明图2中A的局部放大结构示意图；

图4为本发明的中缸体固定机构的侧视结构示意图；

图5为本发明的中缸体固定机构的俯视结构示意图；

图6为本发明中第一减重孔的结构示意图；

图7为本发明中油孔车刀的结构示意图；

图8为本发明的中缸体活塞内腔的加工流程示意图。

示意图中的标号说明：11、支座盘；12、转动轴；13、卡爪；21、连接盘；22、配重块；23、端面基准块；24、加强螺栓；25、挡圈；26、卡套；31、侧壁挡板；32、螺杆；33、压板；34、第一筋板；35、侧壁基准块；36、压紧块；37、紧固螺栓；38、第二筋板；39、第一减重孔；41、托板；42、第三筋板；43、底面基准块；44、第二减重孔；51、第一螺栓；52、车刀轴杆；53、第二螺栓；54、第一油孔车刀；55、第三螺栓；56、第二油孔车刀；57、锥形槽；61、活塞孔；62、出油口；63、进油孔；64、进油口。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

结合图2，本实施例的一种中缸体活塞内腔的加工方法，采用缸体固定机构进行活塞内腔的加工，缸体固定机构与车床转动轴12上的支座盘11相连，该缸体固定机构包括相互垂直固连的连接盘21、侧壁挡板31和托板41，即侧壁挡板31和托板41均垂直于连接盘21，并与连接盘21固定连接，如图2中所示，托板41水平设置，侧壁挡板31竖直设置，且侧壁挡板31的下端与托板41固定连接。托板41的中截面过转动轴12的轴线，且两块侧壁挡板31关于托板41的中截面对称设置。

普通固定机构会直接设置一个矩形结构来固定中缸体，这种结构本身较为笨重，而且没有考虑到中缸体的偏心重量，但如果只设置三面固定板，则无法定位并固定中缸体。针对该问题，本实施例中只有三面设有固定用板，与托板41相对的一侧开口，侧壁挡板31上背离托板41的一侧设置有两根平行的螺杆32，相对应的两根螺杆32上安装压板33用于压紧中缸体。

如图2、图4中所示，螺杆32垂直于托板41，在每块侧壁挡板31上设置两根螺杆32，则可以有两块横向设置的压板33可用于压紧中缸体。虽然中缸体上阀孔所在侧重量较大，放置时可以使其位于上方，那么托板41的重量可以用来平衡中缸体的偏心量。一般经过托板41进行平衡后，偏心量会转化到托板41所在侧。进而可在连接盘21上安装配重块22，该配重块22位于远离托板41的一侧，且配重块22关于托板41的中截面对称设置。配重块22有多重规格，均为圆盘形，不同规格的配重块的重量不同，通过配重块22能够进行偏心调整，在安装好中缸体后，连接盘21达到静平衡，并同时达到较好的动平衡效果。

结合图3，为了增加结构强度，所述转动轴12的端部穿过支座盘11后插入连接盘21的中心孔，并在转动轴12端部安装挡圈25，该挡圈25与转动轴12螺纹连接。为了防止挡圈25松脱，在转动轴12上还螺纹连接有卡套26，该卡套26可用于锁紧挡圈25。连接盘21的中心孔为阶梯孔，挡圈25也为阶梯结构，则挡圈25通过阶梯结构可对连接盘21进行轴向限位。此外，支座盘11的周向均布有至少3个卡爪13，该卡爪13卡合在连接盘21的外缘。通过卡爪把连接盘21的外周卡合在支座盘11上，使缸体固定机构在转动时难以相对转动轴12径向摆动，能够克服一定的偏心力，结构强度也得到明显提高。

实施例2

本实施例中的缸体固定机构的基本结构与实施例1相同，其不同之处在于：连接盘21上设置有4块端面基准块23，该端面基准块23距离转动轴12轴线的距离相同，端面基准块23沿圆周方向等间隔分布，即相邻两个端面基准块23所夹圆心角为90°。

在托板41上表面设置有底面基准块43，如图2中所示，底面基准块43沿托板长度方向设置有两列，且底面基准块43的位置和压板33的位置上下对应，在利用压板33施加压紧力时，中缸体的下方被底面基准块43撑住，施力点与支撑点相对应，一方面能够防止中缸体上受力点处在加工时出现应力集中，另一方面能够避免在受力时中缸体出现上翘或轻微偏离基准现象。使底面基准块43上表面距离转动轴12轴线的距离与中缸体上活塞孔的轴线距其下表面的距离相同，则固定后活塞孔的轴线与转动轴12的轴线重合。

同理，如图4所示，两块侧壁挡板31上分别对应设置侧壁基准块35、压紧块36，即在右侧的侧壁挡板31的内侧设置侧壁基准块35，左侧的侧壁挡板31的内侧设置压紧块36，压紧块36通过紧固螺栓37安装在侧壁挡板31上；所述侧壁基准块35和压紧块36的中心线与活塞孔的轴线等高。一方面，侧壁基准块35和压紧块36等高设置，使其能够相互对应，减少固定引起的误差；另一方面，其中心还与活塞孔的轴线等高，加工时绕活塞孔的轴线转动，当与活塞孔轴线等高时，受力点连线通过中心，更易于固定，稳定性也得到提高。

本实施例中托板41与连接盘21通过焊接连接，并在托板41与连接盘21之间设置有加强螺栓24和第三筋板42，第三筋板42位于托板41的中截面处，且托板41的下表面为斜面，远离连接盘21的一侧更靠近托板地面。缸体固定机构的重力较大，长期的使用后，很容易向下弯折，而所设置的第三筋板42具有辅助支撑作用，平衡重力。另外，把第三筋板42的下表面设置成斜面，方向性更好，更符合力学结构要求。

在托板41的侧面开设有螺栓孔，第三筋板42上开设有螺纹孔，加强螺栓24穿过螺栓孔与第三筋板42上的螺纹孔啮合，且加强螺栓24关于托板41的中截面对称分布。普通的焊接连接虽然能够把两块板连接在一起，在受力较大的情况下发生应力集中，还是很容易折断。本实施例中在连接处设置了螺栓，使两块板连接为一体，而且加强螺栓24具有骨架的作用，结构强度更高。而且在加工时，先采用加强螺栓24把第三筋板42与连接盘21定位连接在一起，然后再进行焊接连接。螺栓连接能够克服焊接时的应力变形，与焊接部分共同承载重力。如果是采用先焊接在进行螺栓连接，那么螺栓杆只有在板块弯折后才能进行承载，不能与焊接部分同时承载。

值得说明的是，本实施例把加强螺栓24关于托板41的中截面对称分布，托板41在中部进行支撑，而加强螺栓24在两侧进行支撑，支撑点高度不同，形成立体三点支撑，大大提高了缸体固定结构的结构强度。

实施例3

本实施例中的缸体固定机构的基本结构与实施例2相同，其不同之处在于：结合图5，本实施例中侧壁挡板31与连接盘21之间设置有加强螺栓24、第一筋板34和第二筋板38，第二筋板38与侧壁挡板31垂直；第一筋板34连接侧壁挡板31上螺杆32所在面。第一筋板34和第二筋板38从不同方向对侧壁挡板进行固定，第二筋板38距离托板41的高度大于活塞孔轴线相对于托板41的高度，更接近于整体结构的中心位置，支撑强度更高。

为了减轻整体重量，侧壁挡板31上设置有第一减重孔39，如图6所示，该第一减重孔39为圆形孔。此外，该圆形孔还能进行定位检测，方便装夹调整。托板41上设置有第二减重孔44，该第二减重孔44能够减轻托板重量，减少配重块的使用，依靠结构自身进行平衡。

实施例4

结合以上实施例的中缸体固定机构，本实施例提供了一种中缸体活塞内腔的加工方法，结合图8，其加工过程为：

1)加工出中缸体毛坯外侧面到要求尺寸，然后把中缸体毛坯固定在镗床工作台上，初步钻活塞孔61；然后调整角度，加工出进油孔63到要求尺寸。

2)把中缸体吊装到缸体固定机构内，放置在底面基准块43上，并使中缸体的内端贴住端面基准块23，通过紧固螺栓37初步预紧，中缸体的侧面贴住侧壁基准块35；本实施例中所指的中缸体的内端为图1中左端，带有突出的颈部。

3)利用百分表检测中缸体的底面和侧面是否有倾斜，并根据检测结果进行调整；调整后在螺杆32上套入压板33，拧紧各螺栓把中缸体压紧固定；再次进行检测，若合格则完成固定。若不合格，通过改变垫片的规格进行调整。

4)根据中缸体的规格选择配重块22，转动连接盘21进行静平衡调试，如果转动连接盘21后，连接盘21能够在任意位置停住，则说明达到静平衡，调试完成后开始加工。由于整体重量较大，有时难以做到完全静平衡，允许有一定的偏差。

5)在数控车床设定好加工程序，启动机床，开始车削加工，同时加工出油槽，留0.8mm余量；所使用车刀的刀头角度为55°，加工主偏角为93°。图1中，活塞孔61内有油槽，使用该刀具可从右向左一次走刀，而不需要更换刀具。加工完油槽后，调转方向，重新装夹，然后在加工左侧颈部内的密封槽。

6)然后车阀孔，阀孔车削后加工阀孔内的阶面孔。

车阀孔时，可以现在数控车床初步车出阀孔和阶面孔，留0.5mm余量，然后在加工中心进行精车，加工到要求尺寸。

7)步骤6)中的阀孔加工完后，需要加工进油口64和出油口62，在车床卡盘上固定车刀轴杆52，在进给台上固定中缸体，依次加工出进油口64和出油口62。还可同时固定第一油孔车刀54和第二油孔车刀56，把进油口64和出油口62一次加工完成。

参看图7，车刀轴杆52上设置有第二螺栓53和第三螺栓55，在车刀轴杆52上垂直于第二螺栓53和第三螺栓55的方向开设有安装孔，对应安装第一油孔车刀54、第二油孔车刀56。如果是按照先后顺序加工，可以每次安装一个车刀，分别进行加工；如果是同时加工，需要先根据进油口64和出油口62加工深度，调整好第一油孔车刀54、第二油孔车刀56的高度，高度较高的车刀先开始加工，加工到等高时，两个车刀同时加工，工序简单，大大提高了加工效率。

车刀轴杆52可分为三段，第一段用于装夹，在该部分设置有第一螺栓51，用于防止车刀轴杆52转动；第二段用于固定刀具，第三段的端部中心设置有锥形槽57，第三段端部伸出中缸体的端部，用机床上的顶针顶住锥形槽，保证在加工时车刀轴杆52不会变形。

8)进行打磨处理，完成中缸体内腔的加工。

本发明配合使用高强度的缸体固定机构进行中缸体活塞内腔的加工，该装置能够对中缸体的重量进行平衡，加工精度高；油孔的加工也能进一步改善中缸体的性能；此外，先进行阀孔内的截面孔的加工，然后才加工出油口，加工后不会卷边，毛刺少，大大提高了加工质量。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。