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金屬零件機械加工-珩磨原理、特點、先進工藝、

魂斗罗归来贴吧ak升龙 www.tvlnp.icu 日期:2018-07-12來源:未知

金屬零件機械加工-珩磨或稱搪磨,其加工方法是:機床主軸帶動珩磨工具(珩磨頭)一面旋轉,一面作直線上下往復運動,珩磨頭上的油石(磨條)在一定的向外脹出壓力作用下,在工件表面上去除磨屑,磨出螺旋形交叉網紋磨痕,它主要用于精密孔的加工,如發動機缸孔、壓縮機缸孔、連桿、泵體及控制塊等。下面隨賢集網小編一起來了解下珩磨原理、特點、先進工藝、加工工具。

 

圖1所示是珩磨加工中油石的運動軌跡,其中,lw為工件長度,πdw為工件孔的周長,θ為磨痕交叉角。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是油石在一個往復行程中折返時順次的位置。為了不讓磨痕重復,回程位置Ⅲ應偏離起始位置Ⅰ有S的距離。早期使用靠彈簧力推圓錐斜面脹出油石的珩磨頭,如圖2所示。目前新型珩磨頭主要均靠液壓脹出,圖2中的1為油石(磨條),油石是由磨料加結合劑構成的條形磨具,根據被加工材料的不同,可選擇相應油石中的磨料,形狀、種類、粒度、結合劑、硬度、組織和性能。珩磨頭通常由多塊油石均布構成,可同時對孔的多處進行加工。

珩磨原理、特點、先進工藝、加工工具

珩磨原理、特點、先進工藝、加工工具

 

 

珩磨原理及特點

 

(1)珩磨能夠精加工的原理。把珩磨油石和工件看成兩個互研的表面,為達到高的加工質量,應使它們在相對的往復運動中,油石上每一顆磨粒在孔壁上的運動軌跡都不重復。加工時,油石和工件在面接觸狀態下,以較低的切削速度和壓力,可靠地磨除工件較小的加工余量(一般為0.01~0.08mm,需根據不同加工材料、加工批量及加工要求而定)。珩磨能顯著地提高工件的尺寸精度(小孔達1~2μm,中等孔達10μm,二者甚至更?。┖托巫淳齲ㄐ】自捕卻?.5μm,圓柱度達1μm,中等孔圓度達3μm以上甚至更??;孔長300~500mm時,圓柱度達5μm以下,加工誤差分散范圍小,僅為1~3μm,加工表面質量高,其表面粗糙度值Ra僅約為0.4~0.04μm,甚至更?。?,一般因油石對工件平均壓力P小(約0.4~0.8MPa),故發熱量小,加工表面變質層也少,因為珩磨頭與工件是面接觸,同時參加切削的磨粒多,故也是一種高效的加工方法。

 

(2)珩磨加工的特點。除加工精度、形狀精度的圓度、圓柱度及表面質量高外,由于工件表面具有交叉的紋路,有利于油膜的形成和保持。因此,被加工工件的使用壽命往往比其他加工方法加工出的工件使用壽命高一倍以上,特別適用于相對運動要求高的精密偶件加工。珩磨加工范圍可更廣,除通孔外,間斷孔、盲孔、多臺階孔、余擺線孔、平面、球面及齒面均可加工,能適應加工許多金屬材料品種。

 

先進珩磨工藝及加工工具

 

德國的DIAHON公司是珩磨頭的專業生產公司。他們的產品原來只用于專用的珩磨機上,2006年開發出能用于加工中心上的幾類產品,使客戶不需專用的珩磨機床,就可以完成珩磨工序,這立刻受到汽車、航空、船舶及含液壓系統的許多行業的廣泛歡迎,這樣既可擴大加工中心的功能,又促進了零件加工的工藝集中,大大提高了加工效率,也提高了加工精度,節約了投資和運營成本。

 

油石的磨料和結合劑的選擇很重要。過去多采用一般氧化鋁、碳化硅磨料,目前DAIHON等先進企業主要采用金剛石、立方氮化硼磨料,它們的切削能力高,比磨耗小,自銳性好,耐熱性、化學穩定性也高??突秈峁┕ぜ?、工件材料及珩磨余量,DAIHON技術人員可為之選擇珩磨頭的結構,油石磨料的種類、粒度、結合劑、硬度及尺寸等相關技術參數。在經常的聯系中,DIAHON會不斷優化客戶珩磨工藝,使客戶在這方面始終保持最先進水平。

 

DAINHON公司用于加工中心的珩磨頭主要有以下4個系列,它們也代表珩磨頭發展的幾個方向:

 

(1)CoolEX系列(見圖3)。從字面上CoolEX是杰出的冷卻潤滑,為了避免油石堵塞,降低磨削區溫度和提高表面粗糙度質量,珩磨時必須用冷卻潤滑液,一般冷卻潤滑液工作壓力為0.3~0.5MPa,正好接近珩磨時油石對工件表面的壓力,此系列無需對加工中心本身進行技術改造。它精巧地通過經主軸中心孔的內部冷卻潤滑液壓系統,一方面脹出油石,另一路徑可使切削液直接噴至珩磨部位,這樣可保證它們是在優化潤滑冷卻和排屑的條件下進行加工。加工過程由先進的測量系統及時測定,100%對尺寸及表面質量進行了控制。

珩磨原理、特點、先進工藝、加工工具

 

 

CoolEX2是二次膨脹工具系統,即能在一個珩磨頭上,完成粗珩和精珩兩個工步。CoolEXTB是在CoolEX基礎上進行改造,可將它使用在BTA深孔加工機床上。進一步發展出的CoolEXact可以在加工過程停頓時,進行尺寸控制,也不需對加工中心進行技術改裝。

 

(2)Xstep系列(見圖4)。帶有步進(step)可調膨脹機構,裝在加工中心后,需通過加工中心主軸中的推桿或者通過可更換的U軸系統(例如:KOMET的KOMTRONIC)。前者利用機械結構系統,后者利用U軸系統,所謂U軸系統是指在加工中心上能完成車床的功能,即除旋轉外,還能實現徑向進給。因此本系列實現主軸帶動珩磨頭旋轉的同時,油石還可以沿徑向數控移動,及時補償磨損,精確控制加工尺寸,實現高精度加工。

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孔徑測量可在機床外,而不影響加工時間。Xstep2型則是在一個珩磨頭上,能完成二次膨脹(即:粗珩和精珩)的數字尺寸控制系統。

 

(3)CoolEXstep系列(見圖5)。它結合了前兩個系列的優點,有突出的冷卻潤滑,保證良好的加工表面質量,又可步進脹出(2次或更多次)。它適合特別精確的加工。預珩達到預定直徑,精珩通過液壓控制,去除工件表面波峰達到要求表面質量。以上的珩磨加工運動可不間斷,從而可在很短時間內完成。

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(4)固定外徑系列(見圖6)。本系列還適合用于斷續孔的珩磨。珩磨頭直徑可預先設定為最終加工尺寸??準庸た稍諞桓鐾叢碩型瓿桑寸衲ネ方牒屯順隹祝?。它的優點是:在珩磨頭壽命期間,它加工出的各個孔,表面質量始終如一,過程簡單,就如鉸削;壽命長,磨損小。珩磨頭外徑尺寸可用手動,也可以通過機械來調節。尚可采用順序單行程珩磨工藝,采用一組依次增大的不同直徑珩磨頭,對工件孔逐次作一次往返進給,工件通過最后一個珩磨頭,達到最終要求的尺寸精度,也可以用這種方法加工臺階孔。本系列可用在加工中心、車床、銑床和鉆床,小直徑的可用于手動鉆床。

珩磨原理、特點、先進工藝、加工工具

DIAHON公司也繼續供應用于專業珩磨機的珩磨頭,單油石及多油石珩磨頭。只有單塊油石,再加兩塊導向油石的珩磨頭能最大限度糾正被加工孔的幾何偏差(例如直線度、圓度和圓柱度)。加工時,珩磨頭稍稍偏離軸心線旋轉,隨著材料的磨除,它向軸心線靠近,實現正確地加工。多塊油石珩磨頭可提高磨削率和幾何精度,并達到要求的微小公差和高表面質量。

 

幾種珩磨頭系列,各類珩磨頭均帶有標準的珩磨用油石,其規格按照不同的尺寸分段,并包含一些特殊的尺寸范圍。其中,ML系列多油石珩磨頭主要用于加工通孔;MLS系列應用于盲孔加工;THT系列用于珩磨水平管孔;SHT系列為殼形珩磨頭用于間斷孔加工,可與相關機床??榛低辰辛雍透?。

 

定制珩磨頭主要應用在特別預訂的加工中。如,殼形和套式珩磨頭用于間斷孔加工(如有鍵槽的孔和有敞開窗口的孔等);同軸多個珩磨頭用于同時加工同直徑或不同直徑的同軸孔。

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