液压缸体两端摩擦热成形工艺的研究

　　减震器、气弹簧、液压支柱等这些液压气动元器件，它们以其行程大，运行平稳以及具有优良的非线性特性在工农业生产及国防和航空等领域得到了广泛地应用，然而它们的泄漏问题一直困扰着人们，因为它们属于一次性零部件， 一旦泄漏便无法修复。分析查找这类零部件泄漏的原因，便不难发现，自身结构问题是泄漏的主要原因， 因为它们的前端是活塞杆与导向套之间的动密封以及导套与缸体之间的静密封，后端是封头与缸体之间的静密封，这些密封一旦失效便产生泄漏， 显然减少泄漏环节是解决问题的关键。

　　本文利用金属的热塑性变形特性， 将缸体后端与前端进行自身封口并成形，将两体变为一体，这就从根本上堵绝了这两个通道的漏气漏油， 大大提高了这类部件的使用寿命。

　　1 缸体后端封口成形工艺过程

　　一体结构的工艺过程如图 1 所示， 一体结构成形在车床上进行，缸体毛坯由无缝钢管切制而成，并装夹在车床主轴三爪卡盘内。 为防止毛坯被夹扁，毛坯内要装上芯轴， 芯轴前端距变形部位以 20mm为宜，距离小影响变形，距离大则加工过程中易产生振动。主轴转速选择 1000 r/min 左右，封口模具固定在大拖板上，模具与大拖板之间装有绝缘板，模具为对开式，半模 1 与半模 2 内的摩头和变压器相连，电压 36V，电流 11A，并且这两个摩头在楔形块的作用下可完成同步轴向伸缩运动， 这样当工件被夹持在两个摩头中间时，电路接通。 在大电流的作用下工件端部瞬间温度升高， 同时三爪卡盘夹持工件以1000 r/min 左右的转速高速旋转，摩头进给，并且在摩擦力的作用下工件温度进一步升高， 当温度升高至 900℃左右， 工件端部在摩头的进给力作用下开始径向收缩， 直径越来越小， 最终焊合并成形为圆柱，圆柱套丝便可方便地与其他部件相连接。

　　在摩擦热成形的过程中， 摩头的进给速度是成形质量的关键。 在开始阶段，毛坯端部只有电加热，温度较低，变形抗力较大，当毛坯表面进给力作用时间较长。随着温度的升高，当毛坯表面达到橘黄色时(大约在 800 ℃)，变形抗力变小，热塑性增加。 此时可加快进给速度，在进给力的作用下温度继续升高，接近焊合成形时由于径向尺寸变小，线速度降低，摩擦力减小，温度下降，塑性变差。值得注意的是，在加工过程中要注意手感， 如果手感有轻微震动说明工件有开裂的可能，这时要降低进给速度，随着温度的不断升高，震动逐渐消失，此时可以提高进给速度。

　　缸体前端导向套与缸体之间是静密封， 导向套与活塞杆之间是动密封， 采用新结构减少了导向套与缸体之间的静密封，使缸体前端自身内翻边成形，两体结构和改进后的一体结构如图 2 所示。