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绿色制造工艺技术在液压缸制造中的应用
作者:刘国凯 刘进
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液压元件/液力元件展厅
蓄能器, 液压缸, 油缸, 液压泵/泵站, 气液增压缸, ...
本文介绍液压支架的加工工艺技术特点,以及国内与国外在液压支架制造工艺方面的差距。以目前市场上的的工程机械液压支架项目为例,重点论述零部件的加工特点和加工工艺方案。指出在工程机械加工工艺设计中需注意事项。

一、概述

绿色制造是一种现代制造模式,它综合考虑了制造业对环境的影响和对资源效率的利用,它的目标是使产品在设计、制造、装配、运输、销售、使用的整个过程中,对资源的利用率最高,而对环境造成的危害影响最小。绿色制造工艺技术是绿色制造技术的基础,采用绿色制造工艺技术可以有效地减少废物和有害物的产生,同时可以降低加工业对环境的影响,也可以节约资源,降低能量损耗,以提高产品的质量,降低产品的成本,使产品具有更大的市场竞争力。

二、绿色制造工艺技术的概念

绿色制造工艺技术是以传统的工艺技术为基础,并结合材料科学、表面技术、控制技术等新技术的先进制造工艺技术。其目标是对资源的合理利用,节约成本,降低对环境造成的污染。根据这个目标可将绿色制造工艺划分为三种类型:节约资源的工艺技术、节省能源的工艺技术、环保型工艺技术。

环保型工艺技术是指通过一定的工艺技术,使生产过程中产生的废液、废气、废渣、噪声等对环境和操作者有影响或危害的物质尽可能减少或完全消除。目前最有效的方法是在工艺设计阶段全面考虑,积极预防污染的产生,同时增加末端治理技术。

三、绿色制造工艺技术的具体内容及在机械加工中的应用

下面就绿色制造工艺技术在液压缸的清洗、毛坯的制备、零件的精加工,时效处理,零部件的装配、涂装,以及液压缸的再制造等工艺过程分别进行介绍。

1、超声波清洗技术

超声波清洗技术的应用:对于复杂外形、内腔和细空的零部件清洗干净,在超声波作用下只需两三分钟即可完成,其速度比传统方法可提高几倍到几十倍,清洁度也能达到高标准,这在许多对产品表面质量和生产率要求较高的场合,更突出地显示了用其它处理方法难以达到或不可取代的结果。

被清洗件为内径Φ80mm~Φ280mm长度在1700m以内缸简,能力在20根/h~25根/h,介质2%~3%净洗剂溶液,清洗液工作温度40℃~60℃。降低清洗材料消耗80%,其清洗工效比人工清洗提高5倍多。

超声波清洗原理:超声清洗是利用高于20KHz的高频电信号,通过换能器将电能转换为高频的机械振荡而传入到清洗液中。超声波在清洗液中疏密相间地向前幅射,使液体流动并产生数以万计的微小气泡。这些微小气泡的形成是在超声波纵向传播的负压区形成及生长(膨胀),而在正压区迅速闭合(爆炸)。这种微小气泡的形成,生长及迅速闭合被称为(CAVITATION)空化效应现象。在空化现象中气泡的闭合形成超过1000个大气压的瞬间高压,连续不断产生的瞬间高压就象一连串的小“爆炸”不断的轰击清洗工件表面,使被清洗物表面及缝隙中的污垢迅速剥落。这个空化作用过程就是超声波清洗的原理。

超声波清洗的优点:相比其它多种的清洗方式,超声波清洗机显示出了巨大的优越性。尤其在专业化生产企业中,已逐渐用超声波清洗机取代了传统浸洗、刷洗、压力冲洗、振动清洗和蒸汽清洗等工艺方法。超声波清洗机的高效率和高清洁度,得益于其声波在介质中传播时产生的穿透性和空化冲击波。

2、高精度冷拔管

高精度冷拔管是指内、外径尺寸精度(公差范围)严格,内外表面光洁度、圆度、直度良好,壁厚均匀的精密钢管。该产品经稍加珩磨后,可直接用作液压、气动缸缸体管。而传统的液压、气动缸缸体管的生产工艺,是用热轧无缝钢管,采用镗孔一一滚压联合的切削工艺,生产过程中,大量金属被切成切屑浪费了,同时还消耗大量电能。随着我国工业技术的发展,液压缸技术得到广泛的应用,据不完全统计,全国每年需要各种规格的液压缸体约380万米,沿用老的工艺技术生产液压缸体,已很难适应生产发展的需要。

采用新技术、冷拔方式生产高精度冷拔管(液压缸体)与传统的切削工艺比较,具有以下特点:

(1)生产效率高:用传统的方法生产一根内径420毫米,12米长的缸筒需154小时,用冷拔方法生产只需4分钟。

(2)正品率高:由于镗孔的滚压头兼起导向作用,在切削过程中,毛坯管由于自重产生挠度,致使滚压头和镗刀走偏,造成废品。正品率只能达到60%左右,而用冷拔方法生产,正品率可达95%以上。

(3)金属利用率高:用传统的镗孔方法制造缸体,金属利用率只有50~70%。用拉拔方法生产时,金属不但不被切削成铁末,反而可以得到30%的延伸,金属利用率可达95%。

(4)能改善成品管金属的机械性能:用拉拔方法生产,使毛坯得到30%以上的塑性变形,由于加工硬化而使成品管金属的强度限大为提高。一般在成品管内层强度限提高达60%。高精度冷拔管是用无缝热轧钢管、直缝焊管为坯料,经过化学处理后在专用冷拔机上,通过特种变形原理设计的模具进行拉拔,生产出高精度管。其尺寸精度达H10~H8,直线度达0.35~0.5mm/m,表面粗糙度达Ra1.6~0.4。

单台拔机生产线年生产能力,以单班计算,年产喇发钢管约3000吨。如果两班生产,则可形成5000吨以上的生产能力。

总之,绿色加工业已是世界工业发展的潮流,它必将随着人类可持续发展战略的提出和经济全球化的趋势,显示出它的优势。目前,我国企业中绿色制造工艺技术的应用尚处于起步阶段,只有通过对生产制造全过程及工艺技术的全面“绿色化”,提高“绿色度”,不断优化和改进现有工艺,开发替代工艺和新型工艺,以及在市场和环境双重作用下的绿色产品开发,给社会和企业带来双赢的效益,这将必然会推动企业绿色制造工艺技术创新的良性循环。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (8/11/2012)
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