技术领域
[0001] 本
发明涉及一种非标型液压缸筒内表面清洁和抛光一体化方法。
背景技术
[0002] 液压缸缸筒内表面的粗糙度和清洁程度对液压缸的正常使用具有重要影响，若液压缸缸筒内表面的粗糙度和清洁程度没有达到要求，会造成其中的
密封件及缸筒内表面的损伤，影响液压缸的使用寿命。因此，液压缸缸筒内表面的清洁和抛光对提高液压缸的可靠性具有重要的意义。
[0003] 现有缸筒的清洗方法主要由两种方法：人工清洗和自动清洗的方法。
[0004] 1.人工清洗方法：
[0005] 现有缸筒人工清洗的方法主要是采用清洁布对缸筒内腔来回蹭洗的方法。在
专利文献1“一种液压油缸缸筒内壁的清洗刷”(CN201420842123.5[P].2015-9-23)中，其清洗刷最外面附有清洁布，工人手持长柄来回蹭洗达到清洗的目的。清洁布以搭扣的方式连接在磁
铁的外弧面上，在清洗的过程中，由于
磁铁的
吸附作用，使清洁布吸附在缸筒内腔，具有结构比较简单，制造成本比较低的特点，特别适用于小型单位适用。但是，这种方法清洗效率不高，工人的劳动强度较大，而且可能会有清洁布丝的残留，清洗效果不是很好。
[0006] 2.自动清洗方法：
[0007] 自动清洗的方法主要是采用喷淋式的方式用高压
清洗剂冲洗缸筒。由于采用机器操作，清洗效率比人工清洗方法要高。
[0008] 由于清洗刷的结构对清洗的效果尤为重要，因此很多清洗装置都是在刷头的结构上做了不同的改进。专利文献2“一种液压缸筒内壁清洗装置”(CN201320329594.1，[P].2013-12-18.)中设计的缸筒清洗装置的刷头主要是由一根封闭的中空管，管子的末端设有喷
水孔，喷水孔后方有海绵。高压清洗液从喷水孔喷出，不断冲洗缸筒内腔，同时海绵对内腔刷洗，冲洗和刷洗同步进行。具有结构简单，操作方便的优点。一次清洗即可，省时省
力。专利文献3“一种缸筒清洗机用的喷头”(CN201420032700.4[P].2014-9-24.)中讲到的喷头主要由
阀体和阀芯组成，在
阀体的周向不同
位置开有喷射孔，清洗剂经连接水管、阀体、喷射孔冲刷缸筒内腔。其主要特点是喷头相对于缸筒不同的清洗位置，能进行不同方向的喷射清洗，清洗
质量好而且效率高。
[0009] 上述专利文献2和专利文献3虽然采用了不同的清洗刷头，但是均采用喷淋式的方式来清洗。由于是一种半自动化的清洗方式，效率不是很高。
[0010] 专利文献4公布的“缸筒步进刷洗清洗机”(CN201220045227.4[P].2013-1-9)，其主要由输入装置，清洗装置，
风干装置组成；缸筒从左右两边自动上料，输送至中间清洗工位，最后就是风干工位；清洗主要依靠探针的伸缩旋转运动对缸筒进行冲刷；其主要特点就是自动上下料，易与流水线连接，效率高。专利文献5“缸筒内腔清洗装置”(CN200820161256.0，[P].2009-8-20.)所述的装置由刷洗部分、漂洗部分和压吹部分组成，由于刷洗后增加了漂洗工位，提高和保证了缸筒内腔清洗的清洁度。在专利文献6公布的“全自动缸筒清洗机”(CN201310004115.3，[P].2013-4-3)中，该清洗机设有上料区、清洗区、漂洗区、下料区，缸筒通过输入装置输送到相应的工位，依次进行扫描清洗和内清洗，扫描清洗和内清洗，清洗非常彻底，其特点是不仅能清洗缸筒内腔，还能清洗缸筒的外表面，具有比较高的效率。
[0011] 但是，专利文献4-6中提到的缸筒清洗装置是一种全自动的清洗方式，具有比较好的清洗效果和较高的清洗效率，其主要工作原理还是采用传统的喷淋式的方法。
[0012] 综上，现有缸筒清洗装置都是采用清洁布或清洗机清洗，传统的喷淋式方法对清洗液的要求较高。整个清洗装置较庞大，且由于采用清洁剂清洗，存在
泄漏，污染环境等问题。由于高
精度的缸筒对清洁度要求更高，传统的喷淋式清洗方法难以满足要求；而且尤其是对于非回转体形状的缸筒和复杂的缸体总成无法清洗。
[0013] 另外，要提高液压缸的可靠性，还需要对缸筒进行抛光。抛光工序是一种精加工，在高精度的液压缸中(如伺服缸)，对缸筒内表面加工精度要求比较高，在珩磨加工后还必须增加抛光工序才能达到表面精度要求。因此，抛光是液压缸缸筒制造加工中最后一道工序，抛光的效果将直接影响液压缸的性能和可靠性。目前，有人工抛光、纱布
叶轮抛光和
珩磨机抛光等几种方式。
[0014] (1)人工抛光：
[0015] 工人手持小型抛光机对缸筒内壁进行半机械化的抛光，工作效率比较低，工人劳动强度很大，而且对于抛光的精度控制不稳定，即一部分的抛光效果较好，一部分较差。
[0016] (2)纱布叶轮抛光：
[0017] 在
车床的尾架上安装抛光装置，通过纱布叶轮对缸筒内壁抛光，例如“大型缸筒抛光装置”(CN200820123347.5，[P].2009-9-2)，该装置主要用于大型缸筒的抛光，其特点是：抛光效果比较稳定，设备使用安全，效率比较高，操作便捷。
[0018] (3)珩磨机抛光：
[0019] 在珩磨头的外面铺设纱带，利用纱带对缸筒内壁抛光。在缸筒珩磨后再进行抛光，珩磨与抛光都是在珩磨机上一次装夹完成，具有比较高的效率，珩磨机的精度较高，对缸筒的抛光效果比较好。
[0020] 总之，缸筒的传统加工工艺都是在抛光以后才进行清洗，不仅需要在不同工序之间转运，而且要经过两次装夹才能完成抛光和清洗。
发明内容
[0021] 本发明所要解决的技术问题是：针对上述
现有技术存在的问题，提供一种采用
研磨膏实现缸筒的清洁和抛光同步完成的装置和方法。
[0022] 本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：
[0023] 本发明提供的非标型液压缸筒内表面清洁和抛光一体化方法，具体是：通过含有金刚石超细研磨颗粒研磨膏的
挤压和吸附作用同时实现对缸筒的清洁和抛光，所述金刚石超细研磨膏的粒径为0.5微米。
[0024] 本发明提供的非标型液压缸筒内表面清洁和抛光一体化装置，其主要由依次连接的
气缸、T形
推杆、原料桶、进料管、回转接头、刀杆、
基座，研磨膏座、压盖组成。
[0025] 所述的气缸，其
活塞杆通过连接
法兰与T形推杆的上端相连；T形推杆的下端通过原料桶上端盖进入原料桶内腔中，由气缸提供的动力推动T形推杆挤压原料桶里的研磨膏，使研磨膏在压力的作用下挤压并通过待清洁和抛光的液压缸缸筒内表面。
[0026] 所述的进料管，其上端与原料桶的下端内孔
螺纹连接，其下端与回转接头的侧端内孔
螺纹连接。
[0027] 所述的回转接头，其后端与刀杆的扁圆头的左端
内螺纹连接。
[0028] 所述的刀杆，由自左向右依次连接的扁圆头、圆锥体、圆柱体组成，其中：圆锥体的圆锥面与
主轴通过莫氏锥度连接，所述主轴是铣
镗床主轴；扁圆头与主轴槽连接，用于传递主轴的
扭矩；刀杆的中心开有刀杆轴向研磨膏通道，该研磨膏通道贯穿扁圆头、圆锥体直至通到圆柱体中，与圆柱体的圆柱面上开有4条均布的刀杆径向研磨膏通道交汇。
[0029] 所述的刀杆与基座通过
键槽连接并实现周向
定位，基座与研磨膏座通过键槽连接并实现周向定位，具体是：通过刀杆第一平键的周向定位使得刀杆径向研磨膏通道与基座上的基座径向研磨膏通道相通，刀杆第一平键安装在刀杆外圆键槽中，通过刀杆第一平键带动基座转动。
[0030] 所述的基座，通过刀杆圆锥体的轴肩轴向定位；在基座的周向均布4条基座径向研磨膏通道，刀杆第二平键安装在基座外圆键槽中，通过刀杆第二平键带动研磨膏座转动，研磨膏座的左端面与基座的台阶右端面
接触，从而对研磨膏座实现轴向定位；在基座上设有基座孔内键槽，使得安装在刀杆外圆键槽中的刀杆第一平键带动基座转动。
[0031] 所述的研磨膏座，设有两个用于安装密封件的密封槽，以及研磨膏座环形槽、4条研磨膏座径向通道和4条均布的基座径向研磨膏通道相通，其中：研磨膏座第一密封件槽用于安装研磨膏座第一密封件，研磨膏座第二密封件槽用于安装研磨膏座第二密封件；研磨膏座环形槽用于容纳从研磨膏座径向研磨膏通道输送过来的研磨膏，4条研磨膏座径向研磨膏通道沿研磨膏座周向均布，并与基座中4条均布的基座径向研磨膏通道连通；在研磨膏座的左端开有研磨膏座孔内键槽，使得安装在基座外圆键槽中的刀杆第二平键带动研磨膏座转动；在研磨膏座第二密封件槽的下方设有研磨膏座排气通道，用于开始工作前排尽整个研磨膏通道中的空气，以便研磨膏顺利的充满研磨膏座与缸筒之间研磨膏环形槽。
[0032] 所述的压盖，其左端端面顶住基座的右端面，其台阶端面顶住研磨膏座的右端面，并通过止动
垫圈和圆
螺母锁死；圆螺母通过刀杆的右端螺纹实现对基座和研磨膏座的轴向定位。
[0033] 本发明与现有技术相比，具有以下的主要的优点：
[0034] 本发明中提到的研磨膏是一种具有粘弹性的半固体，主要是由磨粒，
脂肪酸，
硅橡胶，凝胶等成分组成。其中，磨粒主要是较硬的
氧化物或者
碳化物细小颗粒，当研磨膏通过缸筒内表面时，由于磨粒的滚动而形成的微量切削过程实现对缸筒抛光；脂肪酸具有润滑作用，硅橡胶具有弹性，可以使研磨膏保持一定的粘弹性，同时硅橡胶本身具有很好的
耐磨性，能延长研磨膏的使用寿命；凝胶可以使硅橡胶
软化，提高研磨膏的流动性和
粘度。合理的控制硅橡胶与凝胶的比例能够保证研磨膏既具有很好的弹性，又具有很好的粘性。具有所述性能的研磨膏可以通过现有专业的研磨膏生产企业订制。
[0035] 本发明采用具有粘弹性研磨膏实现对缸筒内表面的清洁，可以替代传统的喷淋式清洗方式，具有清洁，高效和无污染等特点。
[0036] 本发明中的缸筒清洗装置是在现有铣镗床的
基础上加以改进。由于现有铣镗床可以进行深孔钻加工，高压水从主轴中心经长刀杆中心喷出。因此，本发明在现有铣镗床的基础上进行改进设计，通过气缸使研磨膏经改进后的刀杆中心孔通道挤出，充满研磨膏座与缸筒之间的环形空隙。
[0037] 本发明与现有技术相比具有以下主要的优势：
[0038] 1.采用具有粘弹性的研磨膏半固体实现缸筒内表面的清洁和抛光，清洁彻底同时还具有抛光功能，清洁抛光后的缸筒可以直接用于后序的装配，可大大提高缸筒的生产效率，缩短产品的制造周期，降低制造成本。
[0039] 2.整个装置结构简单，操作方便，只需在现有镗刀杆的基础上加以改进就能实现，具有比较好的应用价值。
[0040] 3.适用范围比较广泛：通过换用不同直径大小的研磨膏座，能够实现对不同直径的缸筒进行清洁，并可适用非回转体形状的缸筒内表面。
附图说明
[0041] 图1是整个清洗装置的结构示意图。
[0042] 图2是刀杆的结构示意图。
[0043] 图3是图2的左视图。
[0044] 图4是基座的结构示意图。
[0045] 图5是图4的左视图。
[0046] 图6是研磨膏座的结构示意图。
[0047] 图7是图6的左视图。
[0048] 图8是压盖的结构示意图。
[0049] 图9是图8的左视图。
[0050] 图10原料桶的结构示意图。
[0051] 图11为排气孔的局部放大图。
[0052] 图中：1.气缸，2.第一连接法兰，3.第二连接法兰，4.T形推杆，5.原料桶，501.原料桶上端盖，6.进料接头，7.回转接头，8.刀杆，801.左端内螺纹，802.扁圆头，803.圆锥面，804.刀杆轴向研磨膏通道，805.刀杆外圆键槽，806.刀杆径向研磨膏通道，807.右端螺纹，
808.圆柱面，809.轴肩，9.刀杆第一平键，10.基座，1001.基座径向研磨膏通道，1002.大端端面，1003.基座外圆键槽，1004.基座孔内键槽，1005.台阶右端面，11.刀杆第二平键，12.研磨膏座第一密封件，13.研磨膏座，1301研磨膏座第一密封件槽，1302.研磨膏座孔内键槽，1303.研磨膏座环形槽，1304.研磨膏座第二密封件槽，1305.研磨膏通道，1306.研磨膏座的左端面，1307.研磨膏座排气通道，14.研磨膏，15.研磨膏座第二密封件，16.排气塞，
17.压盖，1701.左端端面，1702.台阶端面，18.止动垫圈，19.圆螺母，20.缸筒，21.
工作台，
22铣镗床。
具体实施方式
[0053] 下面结合
实施例及附图对本发明作进一步说明，但不限定本发明。
[0054] 本发明提供的非标型液压缸筒内表面清洁和抛光一体化装置，其结构如图1至图11所示，主要由依次连接的气缸1、T形推杆4、原料桶5、进料管6、回转接头7、刀杆8、基座10，研磨膏座13、压盖17组成。
[0055] 所述气缸1的
活塞杆通过第一连接法兰2、第二连接法兰3与T形推杆4的上端相连。
[0056] 所述的T形推杆4，其下端通过原料桶上端盖501进入原料桶5内腔中。由气缸1带动T形推杆4挤压原料桶5里的研磨膏。
[0057] 所述的进料管6，选用高压软胶管。其中：进料管6的上端与原料桶5的下端内孔螺纹连接，进料管6的下端与回转接头7的侧端内孔螺纹连接。
[0058] 所述的回转接头7，选用市售的单回路高速回转接头(例如H型
旋转接头HD15)，其特点是运转平稳持久，
摩擦系数小且能够适应主轴的高速旋转。其中：回转接头7的后端与刀杆8的扁圆头802的左端内螺纹801连接。
[0059] 所述的刀杆8，自左向右由依次由扁圆头802、圆锥体、圆柱体组成，其中：圆锥体的圆锥面803与主轴通过莫氏锥度连接。扁圆头802与主轴槽连接，用于传递主轴的扭矩。刀杆8的中心开有刀杆轴向研磨膏通道804，该研磨膏通道贯穿扁圆头802、圆锥体直至通到圆柱体中，与圆柱体的圆柱面808上开有4条均布的刀杆径向研磨膏通道806交汇。
[0060] 所述的刀杆8与基座通过键槽连接并实现周向定位，基座与研磨膏座通过键槽连接并实现周向定位，具体是：通过刀杆第一平键9的周向定位使得刀杆径向研磨膏通道806与基座10上的基座径向研磨膏通道1001相通，刀杆第一平键9安装在刀杆外圆键槽805中，通过刀杆第一平键9带动基座10转动。
[0061] 所述的基座10，通过刀杆圆锥体的轴肩809轴向定位。在基座10的周向均布4条基座径向研磨膏通道1001，刀杆第二平键11安装在基座外圆键槽1003中，通过刀杆第二平键11带动研磨膏座13转动，研磨膏座的左端面1306与基座10的台阶右端面1005接触，从而对研磨膏座13实现轴向定位。在基座10上设有基座孔内键槽1004，使得安装在刀杆外圆键槽
805中的第一平键9带动基座转动。
[0062] 所述的研磨膏座13，设有两个用于安装密封件的密封槽，以及研磨膏座环形槽1303、4条研磨膏径向通道1305和4条均布的基座径向研磨膏通道1001相通，其中：研磨膏座第一密封件槽1301用于安装研磨膏座第一密封件12，研磨膏座第二密封件槽1304用于安装研磨膏座第二密封件15。研磨膏座环形槽1303用于容纳从研磨膏座径向研磨膏通道1305输送过来的研磨膏14，4条研磨膏座径向研磨膏通道1305沿研磨膏座周向均布，并与基座10中
4条均布的基座径向研磨膏通道1001连通。在研磨膏座13的左端开有研磨膏座孔内键槽
1302，使得安装在基座外圆键槽1003中的第二平键11带动研磨膏座转动。在研磨膏座第二密封件槽1304的下方设有研磨膏座排气通道1307，用于开始工作前排尽整个研磨膏通道中的空气，以便研磨膏顺利的充满研磨膏座与缸筒之间研磨膏环形槽1303。
[0063] 所述的研磨膏14，是一种由磨粒、脂肪酸、硅橡胶、凝胶等成分组成的一种具有粘弹性的半固体，可以从市场上购买得到。
[0064] 所述的压盖17，其左端端面1701顶住基座10的右端面，其台阶端面1702顶住研磨膏座13的右端面，并通过止动垫圈18和圆螺母19锁死。圆螺母19通过刀杆8的右端螺纹807实现对基座10和研磨膏座13的轴向定位。
[0065] 本装置的适用范围：通孔类型缸筒，缸筒直径为50-300mm，缸筒长度不超过1400mm，尤其是非回转体形状的缸筒。
[0066] 本发明提供的上述装置，其工作过程如下：
[0067] 如图1所示，研磨膏座，密封件，缸筒内壁三者之间构成一个密闭的环形空间。采用具有粘弹性的研磨膏作为清洗介质，由于研磨膏的吸附作用，在刀杆高速旋转运动和工作台的直线运动过程中彻底清洗缸筒。同时，研磨膏中的硬磨粒具有抛光作用，可以使抛光和清洗同步进行，经过处理后的缸筒可以直接用于后续的装配，将大大缩短了缸筒的制造周期。
[0068] 为了形成具有一定压力的研磨膏，使研磨膏挤压缸筒内壁，保证清洗效果，密封件选用具有较好的耐磨性和低摩擦系数的四氟泛塞封。四氟泛塞封由U型密封外套和V型不锈
钢弹簧组成，具有比较好的回弹性、摩擦系数极低、耐磨损、耐
腐蚀等特点，能够压紧缸筒内壁，便于清洗头很好地深入缸筒内壁，保证研磨膏不会在工作时从密封件与缸筒内壁之间的缝隙中挤出，另外使得密封件能够刮掉残留在已清洗好缸筒内壁上的残留研磨膏。
[0069] 将待清洗缸筒20放置于铣镗床的工作台21上。研磨膏放于原料桶5里，通过气缸1带动T形推杆4挤压原料桶5里的研磨膏14，沿着研磨膏通道经过回转接头7注入刀杆8的中心内孔，然后经过基座10、研磨膏座13，由于研磨膏座13上两端的研磨膏座第一密封件12、研磨膏座第二密封件15与待清洗缸筒20紧密接触挤压，在研磨膏座13、研磨膏座第一密封件12、第二密封件15和待清洗缸筒20三者之间构成一个
密闭空间，最终研磨膏将充满整个密闭空间，使气缸的压力恒定，并能保持一定高压的研磨膏作用于待清洗缸筒20的内表面，通过主轴带动刀杆8转动和铣镗床的工作台向远离主轴方向运动，最终完成整个缸筒20的清洗工作。通过换用不同规格直径大小的研磨膏座13能够对不同直径的缸筒20实现清洁，能够清洗50-300mm不同直径的缸筒，对于非回转体形状的缸筒也适用，适用范围比较广。
[0070] 本发明提供的非标型液压缸筒内表面清洁和抛光一体化方法，通过上述装置采用研磨膏实现对缸筒的清洁和抛光，该方法包括以下步骤：
[0071] 1.准备研磨膏：
[0072] 准备研磨膏，打开T口(排气口)，启动气缸1使T形推杆4缩回到极限位置，把研磨膏14从原料桶5的P口(投料口)投入，直到原料桶5里填满研磨膏时，拧紧P口和T口。
[0073] 2.调整机床(铣镗床)：
[0074] 将刀杆安装在主轴上，将研磨膏座13上的排气塞16拧开，把缸筒20固定在铣镗床工作台21上。使工作台21向靠近主轴方向移动，直到清洗头深入缸筒20的最里面，保证研磨膏座第一密封件12、研磨膏座第二密封件18与缸筒20内壁接触。启动气缸1使T形推杆4压缩原料桶5里的研磨膏，研磨膏沿着研磨膏通道流动，最终充满研磨膏座与缸筒内壁之间的密闭环形空间，当观察到研磨膏从排气塞16流出时，则表明研磨膏已充满，停止压缩研磨膏，并拧紧排气塞16。
[0075] 3.开始工作：
[0076] 启动机床，使清洗头旋转，启动气缸1并使T形推杆4压缩研磨膏，保持气缸1的压力恒定，使得研磨膏14与缸筒20内壁之间保持合适的挤压力。工作台21向远离主轴方向移动，直到清洗头到达缸筒20的另一端面，停止气缸1，工作台21继续向远离主轴方向移动直到整个清洗头离开缸筒，停止机床，卸下缸筒，完成一个缸筒的清洗与抛光过程。按照这一过程循环，重复步骤2和步骤3，可以完成一批缸筒的清洗与抛光。
[0077] 4.研磨膏的更换：
[0078] 根据使用情况，清洗一定数量缸筒后，为了保证研磨膏14的清洗质量，可以通过木制刮板刮去研磨膏座上的研磨膏最外面一层研磨膏，并加以回收循环利用。
