珩磨基本工艺原理简介及盲孔珩磨技巧.doc
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1、珩磨工艺原理简介及盲孔加工技巧上海善能机械有限公司 熊元一 郭建忠 侯军丽 李贵贤Abstract:Honing process has been widely used both at home and abroad. In order to increase the awareness of honing process,the paper mainly explains what the honing process is and what benefits the honing process will bring to us. In particular,the paper also
2、 introduces the honing techniques of blind holes,which will greatly help those who have been encountered with the problems in honing blind holes.一、 珩磨工艺简介 珩磨工艺是磨削加工一种特殊形式,又是精加工中一种高效加工办法。这种工艺不但能去除较大加工余量,并且是一种提高零件尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度有效加工办法。珩磨是一种以被加工面作为导向定位面,在一定进给压力下,通过工具(油石)和零件相对运动去除余量,其切削轨迹为交叉网纹高效、精密加工工
3、艺。1. 珩磨加工特点:1. 1加工精度高:特别是某些中小型通孔,其圆柱度可达 0.001mm 以内。某些壁厚不均匀零件,如连杆,其圆度能达到0.002mm。对于大孔(孔径在200mm以上),圆度也可达 0.005mm,如果没有环槽或径向孔等,直线度达到 0.01mm/1m 以内也是有也许。珩磨比磨削加工精度高,磨削时支撑砂轮轴承位于被珩孔之外,会产生偏差,特别是小孔加工,磨削比珩磨精度更差。珩磨普通只能提高被加工件形状精度,要想提高零件位置精度,需要采用某些必要办法。如用面板改进零件端面与轴线垂直度 (面板安装在冲程托架上,调节使它与旋转主轴垂直,零件靠在面板上加工即可)。1.2 表面质量好
4、:表面为交叉网纹,有助于润滑油存储及油膜保持。有较高表面支承率(孔与轴实际接触面积与两者之间配合面积之比),因而能承受较大载荷,耐磨损,从而提高了产品使用寿命。珩磨速度低(是磨削速度几十分之一),且油石与孔是面接触,因而每一种磨粒平均磨削压力小,这样珩磨时,工件发热量很小,工件表面几乎无热损伤和变质层,变形小。 珩磨加工面几乎无嵌砂和挤压硬质层。 磨削比珩磨切削压力大,磨具和工件是线接触,有较高相对速度。因而会在局部区域产生高温,会导致零件表面构造永久性破坏。1.3 加工范畴广:重要加工各种圆柱形孔:通孔,轴向和径向有间断孔,如有径向孔或槽孔、键槽孔、花键孔,盲孔,多台阶孔等。此外,用专用珩磨
5、头,还可加工圆锥孔,椭圆孔等,但由于珩磨头构造复杂,普通不用。用外圆珩磨工具可以珩磨圆柱体,但其去除余量远远不大于内圆珩磨余量。珩磨几乎可以加工任何材料,特别是金刚石和立方氮化硼磨料应用,进一步拓展了珩磨运用领域,同步也大大提高了珩磨加工效率。 1.4切削余量少:为达到图纸所规定精度,采用珩磨加工是所有加工办法中去除余量至少一种加工办法在珩磨加工中,珩磨工具是以工件作为导向来切除工件多余余量而达到工件所需精度珩磨时,珩磨工具先珩工件中需去余量最大地方,然后逐渐珩去别的需去除余量最大地方,直至珩至需去除余量至少地方小最后尺寸大1. 5纠孔能力强:由于别的各种加工工艺方面存在局限性,致使在加工过程
6、中会浮现如下某些加工缺陷如:失圆、喇叭口、波纹孔、尺寸小、腰鼓形、锥度、镗刀纹、铰刀纹、彩虹状、孔偏及表面粗糙度等Out of Round 失圆Bellmouth 喇叭口Waviness 波纹孔Undersize 尺寸小Barrel 腰鼓形Taper 锥度Boring Marks镗刀纹Reamer Chatter 铰刀纹Rainbow彩虹状Misalignment 串联孔不同轴采用珩磨工艺加工可以通过去除至少加工余量而极大地改进孔和外圆尺寸精度、圆度、直线度、圆柱度和表面粗糙度 2. 珩磨加工原理: 2.1 珩磨是运用安装于珩磨头圆周上一条或多条油石,由涨开机构(有旋转式和推动式两种)将油石沿
7、径向涨开,使其压向工件孔壁,以便产生一定面接触。同步使珩磨头旋转和往复运动,零件不动;或珩磨头只作旋转运动,工件往复运动,从而实现珩磨。 2.2 在大多数状况下,珩磨头与机床主轴之间或珩磨头与工件夹具之间是浮动 。这样,加工时珩磨头以工件孔壁作导向。因而加工精度受机床自身精度影响较小,孔表面形成基本上具备创制过程特点。所谓创制过程是油石和孔壁互相对研、互相修整而形成孔壁和油石表面。其原理类似两块平面运动平板互相对研而形成平面原理。珩磨时由于珩磨头旋转并往复运动或珩磨头旋转工件往复运动,使加工面形成交叉螺旋线切削轨迹,并且在每一往复行程时间内珩磨头转数不是整数,因而两次行程间, 珩磨头相对工件在
8、周向错开一定角度,这样运动使珩磨头上每一种磨粒在孔壁上运动轨迹亦不会重复。此外,珩磨头每转一转,油石与前一转切削轨迹在轴向上有一段重叠长度,使先后磨削轨迹衔接更平滑均匀。这样,在整个珩磨过程中,孔壁和油石面每一点互相干涉机会差不多相等。因而,随着珩磨进行孔表面和油石表面不断产生干涉点,不断将这些干涉点磨去并产生新更多干涉点,又不断磨去,使孔和油石表面接触面积不断增长,互相干涉限度和切削作用不断削弱,孔和油石圆度和圆柱度也不断提高,最后完毕孔表面创制过程。为了得到更好圆柱度,在也许状况下,珩磨中经常使零件掉头,或变化珩磨头与工件轴向互相位置。 需要阐明一点:由于珩磨油石采用金刚石和立方氮化硼等磨
9、料,加工中油石磨损很小,即油石受工件修整量很小。因而,孔精度在一定限度上取决于珩磨头上油石原始精度。因此咱们用金刚石和立方氮化硼油石时,珩磨前要较好地修整油石,以保证孔精度。 3. 珩磨切削过程: 3.1 定压进给珩磨:定压进给中,进给机构以恒定压力压向孔壁,分三个阶段。 第一种阶段是脱落切削阶段,这种定压珩磨,开始时由于孔壁粗糙,油石与孔壁接触面积很小,接触压力大,孔壁凸出某些不久被磨去。而油石表面因接触压力大,加上切屑对油石粘结剂磨耗,使磨粒与粘结剂结合强度下降,因而有磨粒在切削压力作用下自行脱落,油石面即露出新磨粒,此即油石自锐。 第二阶段是破碎切削阶段,随着珩磨进行,孔表面越来越光 ,
10、与油石接触面积越来越大,单位面积接触压力下降,切削效率减少。同步切下切屑小而细,这些切屑对粘结剂磨耗也很小。因而,油石磨粒脱落很少,此时磨削不是靠新磨粒,而是由磨粒尖端切削。因而磨粒尖端负荷很大,磨粒易破裂、崩碎而形成新切削刃。 第三阶段为堵塞切削阶段,继续珩磨时油石和孔表面接触面积越来越大,极细切屑堆积于油石与孔壁之间不易排除,导致油石堵塞,变得很光滑。因而油石切削能力极低,相称于抛光。若继续珩磨,油石堵塞严重而产生粘结性堵塞时,油石完全失去切削能力并严重发热,孔精度和表面粗糙度均会受到影响。此时应尽快结束珩磨。 3.2 定量进给珩磨:定量进给珩磨时,进给机构以恒定速度扩张进给,使磨粒强制性
11、地切入工件。因而珩磨过程只存在脱落切削和破碎切削,不也许产生堵塞切削现象。由于当油石产生堵塞切削力下降时,进给量不不大于实际磨削量,此时珩磨压力增高,从而使磨粒脱落、破碎,切削作用增强。用此种办法珩磨时,为了提高孔精度和表面粗糙度,最后可用不进给珩磨一定期间。 3.3 定压-定量进给珩磨:开始时以定压进给珩磨,当油石进入堵塞切削阶段时,转换为定量进给珩磨,以提高效率。最后可用不进给珩磨,提高孔精度和表面粗糙度。 二. 盲孔珩磨技巧众所周知,在机加工工艺中,咱们会遇到各种各样孔型加工,如通孔、台阶孔、盲孔、花键孔、键槽孔和串联孔等使用珩磨工艺,几乎各种孔都可以采用珩磨工艺来进行加工为了能更好地使
12、用珩磨工艺加工工件,我将在此向人们逐个简介珩磨加工过程中某些技巧当前向各位简介一下盲孔加工过程中某些技巧,但愿对人们在盲孔珩磨加工时有所协助不带退刀槽带退刀槽何谓盲孔?所谓盲孔就是孔另一端为完孔,或有一台阶孔或孔内有一平面制止工具从孔一端加工到另一端孔,这些类型孔通称为盲孔盲孔种类普通分为三种:带退刀槽盲孔、不带退刀槽盲孔和台阶型盲孔台阶型盲孔类型尺寸精度规定无尺寸精度规定有时对某些不带退刀槽盲孔,在其盲孔端部有一段尺寸不作尺寸精度和粗糙度规定虽然在珩磨时,在盲孔端部会产生一定锥度,但由于这段尺寸规定精度较低,采用珩磨加工这种类型孔就显得轻而易举了在生产、工装制作和机加工时,没有谁乐意采用现行
13、加工办法,如镗孔、铰孔、磨孔或珩孔来加工精度规定较高盲孔无论采用何种磨料工具,都不也许在盲孔底部加工一种完全清根圆角,其或大或小在盲孔根部均有一种小圆角许多设计中规定不带退刀槽盲孔或台阶孔,其实有时并没有这种必要如果工程师在设计盲孔零件时在其端部设计一种退刀槽,这将极大地改进盲孔加工,也将极大地简化珩磨加工过程(其他加工也是如此)并同步减少加工成本珩磨加工局限性在大多数状况下,盲孔都可以较好地通过珩磨加工来完毕正如其他机加工办法同样,珩磨有时也有它局限性在加工后盲孔端部总是有一种圆角圆角半径大小取决于几种方面因素,如所珩孔孔径,孔长,材质,加工公差,珩前孔形以及珩磨余量等需再次强调是在盲孔端部
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