珩磨加工初探相关知识

　　珩磨是用4～6根砂条组成的珩磨头对内孔进行光整加工。珩磨不但生产率高，并且加工精度也很高，一般尺寸精度可达IT5～IT6级，表面粗糙度可达0.8～0.1μm，并且能修正孔的几何形状偏差。
　　
　　近年来应用塑料（金刚砂）混合压制成的珩磨工，根据珩磨工具不同用途可压制各种形状，使珩磨不仅能用于加工内孔，并能加工外圆、平面、球面及各种特形表面，如外圆表面化的珩磨工具为柱形珩轮，齿轮的珩磨工具为磨料齿轮。
　　
　　为进一步提高珩磨生产率，珩磨工艺朝着强力珩磨、自动控制尺寸的自动珩磨、电解珩磨和超声珩磨等方向发展。
　　
　　一、珩磨的工作原理
　　
　　珩磨时，砂条上的磨粒以一定的压力、较低的速度对工件表面进行磨削、挤压和刮擦。砂条作旋转运动和上下往复运动，使砂条上的磨粒在孔表面所形轨迹成为交叉而不重复的网纹（如图1所示），与内孔磨削相比，珩磨参加切削的磨粒多，加在每粒磨粒上的切削力非常小。珩磨的切速低，仅为砂轮磨削速度的几十分之一，在珩磨过程中又旋转加大量的冷却液，使工件表面得到充分冷却，不易烧伤，加工变形层薄，故能得到较细表面粗糙度。
　　
　　图1磨粒在孔表面上形成的轨迹
　　
　　珩磨头与机床主轴采用浮动连接，以保证余量均匀，由于砂条很长，珩磨时工件的凸出部分先与砂条接触，接触压力较大，使凸出部分很快被磨去，直至修正到工件表面与砂条全部齿轮测量仪接触。因此，珩磨能够修正前道工序产生的几何形状误差和表面波度误差（图2所示），但不能修正轴线位置误差。
　　
　　图2珩磨能修正前道工序的误差a）圆度b）圆柱度c）表面波度
　　
　　二、影响珩磨质量和生产率的因素
　　
　　要获得良好的珩磨效果，除选用*的珩磨工具及正确选用磨条材料和粒度外，珩磨时采用工艺参数对加工质量和生产率也有很大的影响。
　　
　　三、珩磨的圆周速度υy和往复运动速度υw
　　
　　增加υw，砂条自砺作用好，生产率高。增加υy，除了提高工效外，还能改善珩齿机表面质量。但两者均不能过分地增高，否则会导致切削削温度提高，排屑困难、砂条堵塞、磨耗加剧、珩磨效果急剧下降（如图3所示）。珩磨速度υh为υy与υw的合成速度。这两者合成决定了
　　
　　图3珩磨速度与珩磨量（w）及砂条磨耗量（s）的关系
　　
　　1—珩磨压力106N／㎡2—珩磨压力5×105N／㎡3—珩磨压力3×105N／㎡
　　
　　珩磨轨迹的交叉角a的大小，而a角的大小又与珩磨的生产率和表面粗糙度有关，一般认为a=30°～60°时，珩磨效果好，建议采用的珩磨角为：粗珩a=40°～60°；精珩a=20°～40°。对于Uh建议采用下列数值：加工未淬火钢为36～49m∕min；淬火钢为23～36m∕min；铸铁61～70m∕min；铝合金为70～76m∕min。
　　
　　四、珩磨压力
　　
　　它指砂条作用在工件表面的压力，决定于被加工表面的硬度，磨条的性质及加工的表面粗糙度要求。例如珩磨铸铁时，粗珩取5×105～106N∕㎡；精珩取2×105～5×105N∕㎡。珩磨钢件时，粗珩取8×105～2×106N∕㎡；O精珩取4×105～8×105N∕㎡。有时曾提高表面粗糙度，精珩时甚至采用105N∕㎡的压力。
　　
　　五、珩磨头的行程Lx和越程a
　　
　　Lx与砂条长度Lsh、被加工的长度Lk及（下转第57页）（上接第58页）越程a的关系如图4示，可列关系式如下：
　　
　　图4行程与砂条长度的关系Lx=Lk＋2a－Lsh
　　
　　从上式可知，增加砂条长订和减少越程可以减少行程长度，从而可提高生产率。但砂条长度和越程对珩磨质量有影响，过长的嫠条容易引起砂条磨损不均匀现象，反而影响孔的几何精度。越程太长，会使珩磨头失去稳定的珩磨机导向作用，可能引起珩磨头的倾斜和摆动，使孔产生喇叭口，过小的越程，使孔壁中部磨得过多，产生鼓形。实际工作时，砂条长度和越程大小可按加工的情况而选择。珩磨长孔（孔径大于孔长）时，取Lsh≈1／2Lk，a≈Lsh；珩磨短孔取Lsh≈（2∕3～3∕4）Lk，a≈（1∕4～1∕5）Lsh。
　　
　　六、润滑与冷却
　　
　　为了减小珩磨灭时工件的发热，及时排除切屑以细化表面粗糙度，在珩磨时必须施加润滑冷却液。珩磨铸铁和钢时，通常采用40％～60％的硫化；珩磨青铜时可以干磨或用水作冷却液。冷却液除要保证足够的流量外，还应注意过滤，除去其中的磨粒和切屑。在近代的珩磨机中，冷却液循环系统具有降温设备，以控制冷却液的温度，保证珩磨的精度。
　　
　　七、结语
　　
　　珩磨的应用范围很广，可加工铸铁，淬硬的钢件，但不宜加工易堵堵塞油石的韧性金属零件，珩磨可以加工孔径为ф5～ф500mm的孔，也可以加工L∕D>10以上的深孔，因此，珩磨工艺广泛应用于汽车、拖拉机、煤矿机械、机床和军工等生产部门