一、
珩磨工藝原理 Ez
<YD zRh)q,Dt 珩磨是磨削加工的特殊形式,又是精加工中一種高效加工方法。這種工藝不僅能去除較大的加工余量(在50年代珩磨仍是作為拋光用), 而且是一種提高零件尺寸、幾何形狀
精度和表面粗糙度的有效加工方法。
^cdbM E=.J*7 (一)珩磨加工的特點:
8hV4l'Pa72 =>*}qen 1.加工精度高:特別是一些中小型的光通孔,其圓柱度可達 0.001mm 以內。一些壁厚不均勻的零件,如連桿,其圓度能達 0.002mm。對于大孔(孔徑在200mm以內),圓度也可達 0.005mm,如果沒有環(huán)槽或徑向孔等,直線度在 0.01mm 以內也是有可能的。珩磨比磨削加工精度高,磨削時支撐砂輪的軸承位于被珩孔之外,會產(chǎn)生偏差,特別是小孔加工,磨削比珩磨精度更差。珩磨一般只能提高被加工件的形狀精度,要想提高零件的位置精度,需要采取一些必要的措施。如用面板改善零件端面與軸線的垂直度 (面板安裝在沖程臂上,調它與旋轉主軸垂直,零件靠在面板上加工即可)。
9Eh*r@> w_@6!zm 2. 表面質量好:表面為交叉網(wǎng)紋,有利于潤滑油的存儲及油膜的保持。有較高的表面支承率(孔與軸的實際接觸面積與兩者之間配合面積之比),因而能承受較大載荷,耐磨損,從而提高了產(chǎn)品的使用壽命。珩磨速度低(是磨削速度的幾十分之一),且油石與孔是面接觸,因此每一個磨粒的平均磨削壓力小,這樣工件的發(fā)熱量很小,工件表面幾乎無熱損傷和變質層,變形小。珩磨加工面幾乎無嵌砂和擠壓硬質層。 磨削比珩磨切削壓力大,磨具和工件是線接觸,有較高的相對速度。因而會在局部區(qū)域產(chǎn)生高溫,會導致零件表面結構的永久性破壞。
KjA7x <MxA;A 3. 加工范圍廣:主要加工各種圓柱形孔:光通孔。軸向和徑向有間斷的孔,如有徑向孔或槽的孔、鍵槽孔、花鍵孔。盲孔。多臺階孔等。另外,用專用珩磨頭,還可加工圓錐孔,橢圓孔等,但由于珩磨頭結構復雜,一般不用。用外圓珩磨工具可以珩磨圓柱體,但其去除的余量遠遠小于內圓珩磨的余量。幾乎可以加工任何
材料,特別是金剛石和立方氮化硼磨料的應用。同時也提高了珩磨加工的效率。
tm;\m!^X{ Na\&}GSf^ (二)珩磨加工原理:
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-N 1. 珩磨是利用安裝于珩磨頭圓周上的一條或多條油石,由漲開機構(有旋轉式和推進式兩種)將油石沿徑向漲開,使其壓向工件孔壁,以便產(chǎn)生一定的面接觸。同時使珩磨頭旋轉和往復運動,零件不動; 或珩磨頭只作旋轉運動,工件往復運動,從而實現(xiàn)珩磨。
b#(QZ 2Z(?pJyDM 2. 在大多數(shù)情況下,珩磨頭與
機床主軸之間或珩磨頭與工件夾具之間是浮動的 。這樣,加工時珩磨頭以工件孔壁作導向。因而加工精度受機床本身精度的影響較小,孔表面的形成基本上具有創(chuàng)制過程的特點。所謂創(chuàng)制過程是油石和孔壁相互對研、互相修整而形成孔壁和油石表面。其原理類似兩塊平面運動的平板相互對研而形成平面的原理。
Nj;(QhYZ PtjAu 珩磨時由于珩磨頭旋轉并往復運動或珩磨頭旋轉工件往復運動,使加工面形成交叉螺旋線切削軌跡,而且在每一往復行程時間內珩磨頭的轉數(shù)不是整數(shù),因而兩次行程間,珩磨頭相對工件在周向錯開一定角度,這樣的運動使珩磨頭上的每一個磨粒在孔壁上的運動軌跡不會重復。此外,珩磨頭每轉一轉,油石與前一轉的切削軌跡在軸向上有一段重疊長度,使前后磨削軌跡的銜接更平滑均勻。這樣,在整個珩磨過程中,孔壁和油石面的每一點相互干涉的機會差不多相等。因此,隨著珩磨的進行孔表面和油石表面不斷產(chǎn)生干涉點,不斷將這些干涉點磨去并產(chǎn)生新的更多的干涉點,又不斷磨去,使孔和油石表面接觸面積不斷增加,相互干涉的程度和切削作用不斷減弱,孔和油石的圓度和圓柱度也不斷提高,最后完成孔表面的創(chuàng)制過程。為了得到更好的圓柱度,在可能的情況下,珩磨中經(jīng)常使零件掉頭,或改變珩磨頭與工件軸向的相互位置。
r*7J#M / NR^Z#BU 需要說明的一點: 由于珩磨油石采用金剛石和立方氮化硼磨料,加工中油石磨損很小,即油石受工件修整量很小。因此,孔的精度在一定程度上取決于珩磨頭上油石的原始精度。所以我們用金剛石和立方氮化硼油石時,珩磨前要很好地修整油石,以確?椎木取
TIV|7nKL ZA4sEVHW (三) 珩磨的切削過程:
LNgFk%EH ]VVx2ERs 1. 定壓進給珩磨:定壓進給中,進給機構以恒定的壓力壓向孔壁,分三個階段。
++kVq$9@y u_=>r_J[b 第一個階段是脫落切削階段,這種定壓珩磨,開始時由于孔壁粗糙,油石與孔壁接觸面積很小,接觸壓力大,孔壁的凸出部分很快被磨去。而油石表面因接觸壓力大,加上切屑對油石粘結劑的磨耗,使磨粒與粘結劑的結合強度下降,因而有的磨粒在切削壓力的作用下自行脫落,油石面即露出新磨粒,此即油石自銳。
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RyvPP 第二階段是破碎切削階段,隨著珩磨的進行,孔表面越來越光 ,與油石接觸面積越來越大,單位面積的接觸壓力下降,切削效率降低。同時切下的切屑小而細,這些切屑對粘結劑的磨耗也很小。因此,油石磨粒脫落很少,此時磨削不是靠新磨粒,而是由磨粒尖端切削。因而磨粒尖端負荷很大,磨粒易破裂、崩碎而形成新的切削刃。
YZ0Q?7l7 9@(V!G 第三階段為堵塞切削階段,繼續(xù)珩磨時油石和孔表面的接觸面積越來越大,極細的切屑堆積于油石與孔壁之間不易排除,造成油石堵塞,變得很光滑。因此油石切削能力極低,相當于拋光。若繼續(xù)珩磨,油石堵塞嚴重而產(chǎn)生粘結性堵塞時,油石完全失去切削能力并嚴重發(fā)熱,孔的精度和表面粗糙度均會受到影響。此時應盡快結束珩磨。
e58tf3 c}7Rt|`c 2. 定量進給珩磨: 定量進給珩磨時,進給機構以恒定的速度擴張進給,使磨粒強制性地切入工件。因此珩磨過程只存在脫落切削和破碎切削,不可能產(chǎn)生堵塞切削現(xiàn)象。因為當油石產(chǎn)生堵塞切削力下降時,進給量大于實際磨削量,此時珩磨壓力增高,從而使磨粒脫落、破碎,切削作用增強。用此種方法珩磨時,為了提高孔精度和表面粗糙度,最后可用不進給珩磨一定時間。
Yv;iduc(' 9&4z4@on 3. 定壓--定量進給珩磨: 開始時以定壓進給珩磨,當油石進入堵塞切削階段時,轉換為定量進給珩磨,以提高效率。最后可用不進給珩磨,提高孔的精度和表面粗糙度。
JOq&(AZe 9H%L;C5< 二、珩磨機類型及選型原則
}!vJ+ 3}?]G8iL?L 珩磨機分臥式和立式兩種。其選用原則可參考以下幾方面:
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5/ 1. 不同批量選不同形式的珩磨機,如多品種小批量,選用小
功率、通用性大的機床; 如果批量很大,則選用大功率的專用機床。
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9/ dBp)6ok#c 2. 按工件孔徑、孔長和外形尺寸選擇機床的主要規(guī)格和
參數(shù)。
`oH6'+fT`; 2G`tS=Un 3. 根據(jù)孔的結構形式選機床往復機構的性能。如盲孔,要求往復行程機構換向重復精度高,超程小,應能適應手動或自動交替控制長、短沖程; 又如短孔,孔精度要求又高,選用機械往復行程機構。
X[iQ%Y$/n ]$WwPDZ 4. 根據(jù)孔加工余量、形狀誤差和孔精度要求,選定油石漲縮機構的擴張進給方式。
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