一种缸动式柱塞缸的柱塞杆制造工艺

文章来源：锻压装备与制造技术.2025,60(06):110-112

文/王芳，陶李，闫金良·合肥合锻智能制造股份有限公司

摘要：缸动式柱塞缸被广泛应用于大吨位的液压机设计中，柱塞杆又是柱塞缸中的重要组成零件，也是加工难点之一，本文针对柱塞杆的特殊技术要求和加工特性做了详细的分析，并提出了具体加工方案。

关键词：缸动式；柱塞杆；加工精度；闷头。

本文所研究的柱塞杆是采用缸体带动滑块实现压机的压制动作的柱塞缸。此种结构常用于吨位大，台面小，行程小的压机设计。常规型油缸都是缸体不动，柱塞杆连接滑块做运动。而此种结构的油缸体和滑块焊接在一起，液压油通过充液阀流入柱塞杆腔内，推动缸体带动滑块做下降动作。如图1所示。

图
1.
柱塞缸和滑块焊接示意图

此种结构设计相比常规型的油缸，结构上更加的紧凑，也更加节省材料。但与此同时，也增加了柱塞杆的加工难度。柱塞杆两端面的内孔都比较大，加工机床的顶针无法满足现有的加工，就需要制作工艺闷头来实现车床和磨床的外圆加工。柱塞杆在压机中起到一定的导向作用，对同轴度要求比较高，同时柱塞杆要和缸体内的导套做反复的往返相对运动，所以必须要通过淬火使零件具有较高的表面耐磨性能。但淬火又会使零件产生一定的变形量，如果制作的工艺闷头只能满足淬火之前的加工需要，那么淬火后产生的安装闷头的内孔变形量，就无法保证再次加工后的位置精度，因此就对闷头的设计及加工提出了更高的要求。

图2
.
柱塞缸

1 加工精度的要求

机械加工精度，是指工件在机械加工后的实际几何参数与零件图纸所规定的理想值的相符合的程度。可分为尺寸精度、几何形状精度、相互位置精度。而它们之间不相符合的程度，则称为机械加工误差。

  1.1
、尺寸精度

导向外圆φ1400配合公差f8，表面粗糙度1.6μm；

定位孔φ580配合公差H7，表面粗糙度3.2μm；

定位孔φ340配合公差H8，表面粗糙度3.2μm。

  1.2
、几何形状精度
圆柱度要求：外圆
φ1400圆柱度要求
0.02mm。
  1.3
、相互位置精度

同轴度要求：外圆φ1400与内孔φ340同轴度要求0.08mm, 外圆φ1400与内孔φ580同轴度要求0.05mm；

全跳动要求：左端面与外圆φ1400全跳动要求0.06mm，右端面与外圆φ1400全跳动要求0.08mm。

2 闷头的设计
图3
.闷头1
图4
.闷头2

如图3和图4所示，闷头1和闷头2各有两档定位外圆，其中一档用于粗车和淬火使用，另一档用于精车和精磨使用，均用螺钉连接的方式安装在柱塞杆的两端。粗加工和淬火结束后，拆除闷头，打表找正最大外圆，重新加工两端定位档内孔及两端面至图纸尺寸，再把闷头1和闷头2的另外一个定位档安装在柱塞杆的两端，在磨床上磨外圆至图纸要求。这样就可以保证两端定位档内孔和最大外圆的同心度及两端面的跳动要求。

3 粗加工

此柱塞杆为45号钢锻件，所以在精加工和热处理前，需做粗加工处理，内孔加工到图纸尺寸，外圆及长度放适当余量，两端定位档内孔留余量加工至和闷头第一档配合的公差尺寸。两端装上闷头，车最大外圆，留适当磨量即可。然后整体淬火处理，淬火硬度在HRC45-55，淬火后变形量大，硬度高，因此外圆在淬火前只需留适当精加工余量，从而降低加工难度和成本。

4 精加工

淬火后，拆除闷头，除了最大外圆尺寸，其余均按图纸精加工至尺寸。然后在磨床上顶起两端闷头中心孔，磨最大外圆至图纸要求，最后拆除闷头，内孔人工除锈即可。

5总结

此种柱塞杆的加工难点就在于如何保证图纸要求的加工精度，不仅要保证各处的尺寸精度，还要保证孔与孔之间，孔与外圆之间，面与外圆之间的精度要求，这就要充分考虑到热处理使零件产生变形的影响以及反复装夹后对加工精度的影响。所以在闷头的设计和零件的加工上就要有所改变和创新。如果闷头没有两档定位，热处理之前和之后都使用同一档定位，那么磨出的外圆就无法和内孔达到图纸的同轴度要求，外圆和端面也无法达到图纸的跳动要求，在压机的运行中就会出现偏载现象，拉伤柱塞杆外圆。

参考文献：

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