珩磨作為光整加工的一種,在零部件加工行業(yè)特別是汽車(chē)行業(yè)有著普遍的應(yīng)用,主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔、曲軸軸承孔、連桿、齒輪內(nèi)孔、空壓機(jī)箱體、控制閥體、滑動(dòng)軸承及其他臺(tái)階孔的加工。珩磨技術(shù)應(yīng)用的主要目的是改善工件表面粗糙度,獲得符合圖樣要求的表面結(jié)構(gòu)、形狀公差以及直徑等。本文以缸孔的加工過(guò)程為例對(duì)珩磨機(jī)的調(diào)整過(guò)程進(jìn)行介紹。
關(guān)于珩磨后缸孔表面質(zhì)量的調(diào)整,本文主要從表面粗糙度的調(diào)整、網(wǎng)紋角的調(diào)整及其他常見(jiàn)問(wèn)題的解決進(jìn)行介紹。
1.表面粗糙度的調(diào)整
(1)加工余量的選擇
精鏜后缸孔的尺寸情況、表面質(zhì)量狀態(tài)以及珩磨后零件的質(zhì)量要求,對(duì)于珩磨的加工余量的分配方案極為重要。通常情況下,珩磨加工需要直徑方向上40~75 mm的加工余量,以及表面粗糙度Ra1.0~3.0 mm的要求。
表面粗糙度的情況必須與加工余量的大小相匹配,以確保清除先前加工循環(huán)的任何加工痕跡。余量小,不能充分消除缸孔固有誤差,重新建立精度;余量大,珩磨時(shí)間長(zhǎng),加工效率低,油石磨損快,加工成本高而且加工精度差,質(zhì)量不穩(wěn)定。粗珩磨、半精珩磨和精珩磨之間的余量分配也是同樣的道理。
(2)砂條的選擇
對(duì)珩磨的表面質(zhì)量起決定因素的是珩磨砂條,也被稱(chēng)為油石。砂條的選擇主要取決于下面幾個(gè)因素:工件材質(zhì)、產(chǎn)品圖樣要求和余量分配等。
砂條的性能主要是由磨料、磨料的粒度、砂條硬度及結(jié)合劑等因素決定。
目前常用的磨料有金剛石和CBN(立方氮化硼)兩種。金剛石砂條主要應(yīng)用于鑄鐵和其他低硬度金屬的加工中,CBN砂條主要用于硬質(zhì)鋼的加工。在這兩種高硬度磨削材料的實(shí)際應(yīng)用中,金剛石占55%,氮化硼占45%。
磨料的粒度是表示磨粒的顆粒尺寸,粒度的單位是微米,粒度號(hào)越小磨粒越細(xì),粒度號(hào)越大則磨粒越粗。粒度的選擇主要取決于對(duì)工件表面的加工精度和生產(chǎn)效率的要求。粗粒度及中等粒度具有較好的切削性能,適用于粗珩磨及半精珩磨加工;細(xì)粒度則應(yīng)用于精珩磨加工。被加工零件的物理機(jī)械性能也是決定粒度的因素之一,硬度低、延展性及韌性大的材料宜用粗粒度刀具加工,而硬度高性脆的材料宜用細(xì)粒度刀具加工。
磨料的濃度是指單位體積珩磨條中磨料顆粒的質(zhì)量。粒度不變的情況下,濃度越高,磨料越多。濃度影響溝槽數(shù)量,濃度越高,有效溝槽數(shù)量相對(duì)越多。濃度過(guò)低,相當(dāng)于減少了參與切削的刀頭,會(huì)降低切削速度。濃度的選擇應(yīng)與加工效率及成本進(jìn)行綜合考慮。
砂條硬度與磨粒硬度是兩個(gè)概念,是指結(jié)合劑對(duì)磨粒黏結(jié)能力的強(qiáng)弱。珩磨砂條的硬度過(guò)低,結(jié)合劑對(duì)磨粒的黏結(jié)能力弱,磨粒脫落快,尺寸容易超出規(guī)定值,同時(shí)砂條消耗快;珩磨砂條的硬度過(guò)高,已磨耗的磨粒不易脫落,珩磨條自銳性不良,表面易堵塞,導(dǎo)致切削性能低甚至消失,尺寸往往達(dá)不到規(guī)定值。
砂條的自銳性與機(jī)床參數(shù)的調(diào)整有關(guān)。在一定壓力前提下,砂條的自銳性要好。在工作中,逐漸磨鈍的砂粒要能脫落,逐步更新。磨鈍的磨粒不脫落則拉不出溝槽;沒(méi)有磨鈍的磨粒脫落則造成浪費(fèi),沒(méi)有達(dá)到物盡其用的原則。
砂條硬度與結(jié)合劑的選擇、配比有關(guān)。常見(jiàn)的結(jié)合劑包括青銅結(jié)合劑、陶瓷結(jié)合劑、樹(shù)脂結(jié)合劑及電鍍金屬結(jié)合劑等。
(3)加工參數(shù)的調(diào)整
在加工余量基本一致、砂條固定不變的情況下,調(diào)整加工參數(shù)可以在一定范圍內(nèi)改變缸孔表面質(zhì)量。
在講解加工參數(shù)調(diào)整細(xì)節(jié)前,我們先了解一下珩磨機(jī)漲刀系統(tǒng)的差異。目前珩磨機(jī)通常采用兩種不同漲刀系統(tǒng)主軸:電子機(jī)械式漲刀系統(tǒng)和液壓漲刀系統(tǒng)。電子機(jī)械式漲刀系統(tǒng)常用于粗珩和半精珩主軸;液壓漲刀系統(tǒng)常用于精珩主軸。
不同漲刀系統(tǒng)使用的參數(shù)不同。除旋轉(zhuǎn)速度、往復(fù)行程加速度和往復(fù)行程速度等基本參數(shù)外,電子機(jī)械式漲刀系統(tǒng)參數(shù)還包括膨脹脈沖當(dāng)量、膨脹速度、珩磨次數(shù)或珩磨時(shí)間,液壓漲刀系統(tǒng)參數(shù)還包括膨脹壓力、珩磨次數(shù)或珩磨時(shí)間等。這些參數(shù)用來(lái)衡量砂條漲刀力及該力的作用在工件表面的時(shí)間長(zhǎng)短。砂條漲刀力的大小即作用在工件加工表面的壓力大小,對(duì)于工件珩磨后的表面質(zhì)量有著決定性的影響。一旦壓力過(guò)大,加工表面容易產(chǎn)生微小的毛刺和卷邊,對(duì)比如圖2所示。針對(duì)不同的漲刀系統(tǒng),我們可以調(diào)整類(lèi)似的參數(shù)。精珩壓力、珩磨次數(shù)或珩磨時(shí)間、旋轉(zhuǎn)速度的變化對(duì)表面質(zhì)量都是有影響的。特別需要注意的是設(shè)備調(diào)整參數(shù)后,由于刀具磨損狀態(tài)的更新,調(diào)試結(jié)果在幾個(gè)零件加工后才能得到完整的體現(xiàn),也就是說(shuō)要調(diào)試后前幾個(gè)零件是不具有參考價(jià)值的。