绿色制造工艺技术在液压缸制造中的应用

 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。