铝合金油缸小直径深孔的挤压加工
1、问题的提出
检测仪器的铝合金油缸如图1示。油缸内孔直径12mm,长111m,长径比9.25。内孔表面粗糙度Ra=(0.2～0.4)μm。受孔径和孔深的限制,常规的车削加工,由于刀杆细长,刚度和强度低而不能使用。采用钻孔-粗铰-精铰的加工方法,由于材料是铝合金,硬度低,易变形,易划伤,孔径小而深排屑困难,易形成刀瘤,加工后的内孔表面粗糙度不能稳定的达到Ra=(0.2～0.4)μm,尺寸精度也不稳定,成品率低,生产效率低,不适合批量生产。我们经过多次的试验和查阅资料,确定采用挤压加工的方法代替精铰工序。
图1
(1)金属的挤压塑性变形量k
k=mi-b=0.85×0.065-0.0008=0.05445
取k=0.05
式中:m—变形系数；i—挤压过盈量；b—变形常量。
(2)孔粗铰后的直径dj
dj=d-k=12-0.05=11.95mm
式中:d—工件名义直径mm。
(3)挤压器最大工作直径dg
dg=dmax+i-k=12.043+0.065-0.05=12.058mm
取dg=12.06mm。
(4)挤压器的设计
我们根据相关参数,设计制造了如图2所示的挤压器。它由前导向杆,三个直径不等的工作环和后定位杆组成。前导向杆主要是在挤压时,先插入孔内定位,保证挤压器与孔同轴,避免将内孔挤偏斜。三个不等直径的工作环,是挤压器的主要工作部件,利用金属的弹性-塑性变形性质,对工件内孔表面施加挤压力,使之发生塑性变形,达到挤压加工的目的。三个工作环,分别承担了最大挤压过盈量的60%、30%和10%。后定位杆作后定位用,防止最后一个工作环在内孔挤压快结束时产生偏斜。
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