Станки с ЧПУ для обработки гидроцилиндров

Обработка деталей гидроцилиндров

Гидроцилиндр оценивают по двум вещам, которые он не показывает: течёт он или нет и остаётся ли шток соосным гильзе через миллион циклов. И то и другое решается при обработке, и оба отказа имеют одну причину — отверстие и уплотнительная поверхность обработаны в разных установах, поэтому погрешность, которую должно поглотить уплотнение, заложена ещё до сборки.

На этой странице описано соотношение отверстия и уплотнительного торца, как строить последовательность обработки гильзы и буксы, что определяет выбор между токарным и токарно-фрезерным станком и как закрепить длинную гильзу, чтобы люнет не оставил своих следов в отверстии.

Что должен выдерживать цилиндр

Круглость отверстия по всей длине

Отверстие цилиндра оценивают не на концах. Оно должно быть круглым и прямым по всему ходу, потому что уплотнение поршня проходит всю длину и любое узкое место нагружает уплотнение на каждом проходе. Отверстие, круглое у устья и овальное в середине, — это отверстие, которое потечёт в эксплуатации, и овальность обычно возникает от зажима или от прогиба расточной оправки на длинном неопёртом проходе.

Соосность отверстия и буксы

Букса или крышка базируется по отверстию или по наружному диаметру гильзы, в зависимости от конструкции, и шток проходит через оба. Если букса и отверстие не соосны, шток на каждом ходе отжимается в сторону и уплотнение изнашивается с одной стороны. Эта соосность — решение при обработке: обработать обе поверхности за один зажим с поворотом детали или принять повторяемость приспособления за предел точности детали.

Шероховатость внутри отверстия

Гидравлическое отверстие обычно хонингуют после точения, но шероховатость от токарного прохода определяет, сколько хонингования потребуется и сможет ли хон исправить геометрию. Отверстие с вырывами или следами дробления от точения не исправить снятием нескольких микрон на хоне: хон повторяет ту форму, которую получил. Правильно выполненный расточной проход дешевле дополнительного времени хонингования.

Уплотнительный торец — путь утечки

Там, где садится крышка, торец должен быть перпендикулярен оси отверстия и достаточно плоским для кольца или металлического уплотнения. Торец, перпендикулярный станку, но не отверстию, потечёт при любом качестве монтажа уплотнения, и торец, обработанный во втором установа, обычно несёт именно эту погрешность.

Как строить последовательность обработки гильзы и буксы

Сначала отверстие, затем уплотнительный торец за тем же зажимом

Самый надёжный маршрут — расточить отверстие и подрезать торец за одну операцию, чтобы торец был образован тем же шпинделем, что и отверстие. Это полностью убирает перенос базы между двумя поверхностями, и именно поэтому токарный станок с расточной оправкой и подрезным резцом в одной револьверной головке здесь ценнее, чем более быстрый станок, требующий второго установа.

Когда гильза слишком длинна для одного прохода

Длинную гильзу не всегда можно расточить с одной стороны оправкой, достаточно жёсткой для выдерживания допуска. Расточка с двух сторон со встречей в середине работает только при совпадении половин, поэтому отверстие обычно предварительно растачивают с двух сторон, а окончательно — с одной, оправкой, подобранной под глубину, а не под диаметр. Там, где длина превышает возможности оправки, свой ресурс оправдывает станок глубокого сверления и расточки.

Букса и крышка как отдельные детали

Буксы и крышки короче и жёстче гильзы, поэтому обычно обрабатываются полностью за один установ: поясок, уплотнительное отверстие и установочный торец снимаются с одного зажима. Критичная поверхность — поясок, который базируется в гильзе: его диаметр и перпендикулярность к уплотнительному отверстию определяют соосность сборки, и оба задаются тем, как деталь закреплена, а не тем, как она обработана.

Токарный станок, токарно-фрезерный или обрабатывающий центр

Токарный станок с наклонной станиной для гильз и штоков

Гильза с длинным отверстием и без элементов вне оси вращения — токарная деталь, и токарный станок с наклонной станиной и люнетом справляется с длиной. Люнет при этом является и риском: он давит на наружную поверхность гильзы во время расточки, гильза пружинит, и отверстие получается тесным в месте люнета. Низкое давление люнета, роликовый люнет вместо неподвижных подушек и проверка диаметра отверстия в месте люнета — то, что удерживает деталь круглой.

Токарно-фрезерный станок, когда на той же детали есть отверстия и площадки

Гильзы и буксы цилиндров обычно несут каналы, монтажные площадки или крепёжный контур, которые потребовали бы второго установа. Токарно-фрезерный станок держит деталь за один зажим и выполняет отверстие, уплотнительный торец и поперечные каналы без перезажима, что убирает перенос базы, вызывающий большинство отказов по соосности. Здесь станок оправдывает себя на цилиндровой работе, потому что альтернатива — приспособление, которое должно повторяться с точностью, нужной уплотнению.

Когда правильным ответом является обрабатывающий центр

Блоки со встроенными цилиндрами — манифольдные блоки, корпуса клапанов с отверстием, отливки, совмещающие цилиндр с другими элементами, — это работа для обрабатывающего центра, а не для токарного. Правило то же, что и везде: если наибольший элемент лежит на одной оси, а всё остальное расположено вокруг неё, это точёная деталь; если есть два или более сравнимых отверстия на разных осях, это фрезерная деталь.

Замечания по обработке цилиндров

Черновая обработка, снятие напряжений, чистовая

Толстостенная труба или отливка несёт остаточные напряжения, которые освобождаются по мере снятия материала. Черновая расточка, выдержка детали и затем чистовая обработка предотвращают сжатие отверстия после того, как деталь измерена и принята. На длинной гильзе смещение может вывести отверстие из допуска между станком и контрольным столом.

Поддерживайте отверстие, а не только наружную поверхность

Люнет поддерживает наружную поверхность гильзы и ничего не делает для стенки между люнетом и резцом. На тонкостенной гильзе поддержка отверстия изнутри оправкой или пробкой, либо расточка короткими участками с перестановкой люнета, не даёт стенке прогибаться под усилием резания.

Снимайте заусенцы в местах пересечения каналов

Каналы, просверленные в отверстие цилиндра, оставляют внутри заусенец, который найдёт уплотнение поршня. Снятие заусенцев через отверстие инструментом, способным добраться до пересечения, входит в технологический процесс; передача этого на ручную операцию после сборки — это путь, при котором цилиндр проходит испытание и отказывает в эксплуатации.

Связанные руководства

• Обработка гидроцилиндров на ЧПУ — полный маршрут обработки
• Обработка корпусов гидроклапанов — отверстия и каналы со стороны клапана
• Клапанные и гидравлические детали — более широкое семейство деталей
• Токарный станок с наклонной станиной — поведение люнета на длинных деталях
• Токарно-фрезерные станки с ЧПУ — обработка цилиндров за один установ