珩磨加工工艺

机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME1珩磨工艺简介小组成员：汪斌张恒张平专业：机械制造指导老师：张为民机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME2珩磨定义：用镶嵌在珩磨头上的油石对工件表面施加一定压力，珩磨工具或工件同时作相对旋转和轴向直线往复运动，切除工件上极小余量的精加工方法。珩磨头分类：机械加压式、气压或液压自动调压式数种。图中所示的珩磨头为机械加压式，实际生产中多用液压调压式珩磨定义机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME3珩磨技术发展珩磨技术是随着汽车的诞生和发展应运而生。气缸—活塞环是汽车中最重要的摩擦副，其性能的优劣和工作的状态直接影响到汽车产品的质量、品位、使用寿命和人类的生存环境。其中，珩磨是气缸工作表面最重要的精密制造技术。机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME4珩磨在汽车上的加工缸体内孔表面形成连杆内孔（大、小端）的珩磨加工动力总成中变速齿轮的内孔珩磨加工珩磨三种加工方式机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME5珩磨巨头的诞生1924年，善能（美国，Sunnen）公司成立。致力于珩磨技术开发和珩磨机的生产。双巨头1926年，德国C.W.Gehring创设珩磨机制造公司，并以自己名字作为公司的命名。机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME6珩磨巨头的诞生1928年德国Gehring公司所在地1928年，工人使用珩磨工具修磨发动机缸孔机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME7珩磨技术发展史1970年左右，日本字都宫大学的隈部淳一郎教授率先研究超声珩磨技术。1988年，中国研制成功了卧式超声珩磨装置，对钛合金、铜、铝进行了超声珩磨试验。1991~1993年，中国研制成功了立式超声珩磨装置，对钢质薄壁缸套、铸铁缸套进行了大量超声珩磨试验。从1992年开始，德国、中国等国家开始研究激光珩磨技术。卧式超声珩磨装置立式超声珩磨装置机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME8珩磨优点、应用范围加工精度高表面质量好加工效率高应用广泛先进制造技术属于光整加工技术应用领域•汽车制造•航空航天•火炮、导弹•摩托车、拖拉机•坦克、舰船•工程机械•~~~机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME9珩磨应用范围大量应用于各种形状的孔的光整或精加工，孔径在Φ1~1200mm，长度可达20000mm。国内珩磨机工作范围Φ5~250mm，孔长3000mm。可用于外圆、球面及内外环形曲面加工。如活塞环、挺杆球面与滚球轴承的内外圈等。珩磨内孔尺寸：1~1200mm珩磨内孔深度：1~20000mm尺寸精度：0.002~0.01mm表面粗糙度：0.025~1.6um技术指标机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME10适合的工件材质机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME11珩磨工具材料材料特殊金属陶瓷白刚玉油石立方氮化硼人造金刚石碳刚玉油石绿刚玉油石机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME12珩磨技术发展前景智能化在线测量数字化前景数控激光珩磨超声波珩磨超声波珩铰方向机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME13单进给珩磨平顶珩磨强力珩磨超声珩磨珩铰挤压珩磨珩磨总览机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME14单进给珩磨原理：采用一组装配在珩磨头体上的油石，给油石沿径向对工件施加一定的压力，并进行旋转运动和往复运动进行加工的精密加工方法。内孔、外圆、平面珩磨原理示意图机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME15切削轨迹珩磨油石的切削轨迹机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME16加工精度不仅可以获得高尺寸精度，还能修正孔在珩磨前加工中出现的轻微形状误差，如圆度、圆柱度和表面波纹等。（a）波纹（b）锥度（c）鼓形或凸形机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME17珩磨头中等孔径的通用珩磨头小孔珩磨头短孔珩磨头大孔珩磨头珩磨头典型结构机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME18中等孔径的通用珩磨头1、本体前导向2、弹簧圈3、进给胀锥4、油石座机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME19小孔珩磨头1、胀楔2、本体3、油石座4、辅助导向条5、主导向条机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME20短孔珩磨头1.连接螺母2.短销3.本体4.胀锥5.导向条6.油石座7.弹簧圈机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME21大孔珩磨头(a)凸环式大孔珩磨头(b)可调式大孔珩磨头1、本体凸环2、油石座横销3、油石座4、弹簧圈5、胀锥机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME22珩磨头的连接杆(a)浮动(b)半浮动(c)刚性机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME23平顶珩磨平顶珩磨(plateauhoning)：单进给珩磨技术的新发展粗珩•粗粒度的珩磨油石在工件表面上加工出较粗糙的、划痕很深的轮廓，沟槽深度达8~10um精珩•用细粒度的珩磨油石，把这些划痕的尖峰变成平顶凸峰，此时表面的沟槽深度为4~6um。机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME24平顶珩磨与单进给珩磨的区别加工的工件表面微观几何形状不同（a）单进给珩磨（b）平顶珩磨发动机汽缸套•承载面积大4倍左右•大大减少工作表面的磨损•提高机件寿命•减少燃料消耗机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME25强力珩磨用切削性能较强的油石和较高的珩磨压力，在刚性较好的珩磨机上进行大余量或高效率珩磨加工。可直接精加工冷拔钢管或者粗镗后的缸筒强力珩磨机示意图机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME26强力珩磨过程强力珩磨油石对工件的压力较大，油石与工件的接触面积、单位面积切削力不断变化，形成强力珩磨的三个阶段。•脱落珩磨阶段•破碎珩磨阶段•堵塞珩磨阶段机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME27强力珩磨应用钢管、气缸等强力珩磨•一次加工成精密的孔，珩磨余量0.5~1.5mm，表面粗糙度为1.5~1.8um，金属切除率为218~546mm3/s。淬硬工件强力珩磨•使用超硬磨料或碳化硅磨料油石、低粘度珩磨液。珩磨速度一般在15m/min左右。韧性材料强力超声珩磨•采用强力超声珩磨装置对铜、铝等韧性材料进行珩磨时，可以高效地去除2.3~2.8mm的余量。机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME28超声珩磨普通珩磨的不足•油石极易堵塞、油石寿命减短，容易划伤缸套工作表面。•铸铁淬硬缸套和陶瓷发动机珩磨时，加工噪声大、精度低。超声加工的优点•珩磨力小、珩磨温度低、油石不易堵塞、加工效率高、质量好、零件滑动面耐磨性高•解决普通珩磨存在的问题，尤其是硬脆材料的珩磨问题。机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME29超声珩磨工作原理超声珩磨机是机、电、声一体化的高技术产品。超声波能量是利用超声珩磨装置传输到珩磨加工区的。因此，超声珩磨装置是超声珩磨机的核心部分。机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME30原理机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME31珩铰利用金刚石铰刀代替珩磨头上的油石，在珩磨机上利用原有的工装与珩磨运动，实现以铰代珩。一次往复行程便可完成加工，但可加工余量比珩磨小。机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME32挤压珩磨挤压所磨也称为磨料流加工(abrasiveflowmachining)，是一种用具有流动性的黏弹性材料(由聚合物截体和磨料组成)对工件进行表面抛光和去毛刺的新工艺技术。挤压珩磨加工原理机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME33挤压珩磨特点1.一次加工完成去毛刺、抛倒圆角、改变零件表面性能。2.同时加工一个或多个工件的单一或多个表面（高效、经济）。3.加工几何形状复杂的表面，如窄缝、交叉孔道、异形曲面。4.可加工玻璃、陶瓷等硬脆材料5.取代手工抛光，大幅减少劳动强度机械与能源工程学院CollegeofMechanicalEngineeringCME34谢谢！