浅析发动机零部件加工中的珩磨技术

论文导读：珩磨工艺是磨削加工的一种特殊形式，又是精加工中的一种高效加工方法。发动机汽缸体缸孔珩磨是平台珩磨最典型的应用。平台珩磨后可在缸孔（或缸套）表面形成一种特殊的结构，这种结构由具有储油功能的深槽及深槽之间的微小支承平台表面组成。铰珩工艺是在传统珩磨工艺的基础上发展起来的新工艺，其加工过程中融入了铰孔的特点，目前在缸体曲轴孔、连杆大小头孔的精整加工中广泛应用。发动机缸孔表面的微观质量，决定了发动机运转时的磨合性能、运转可靠性和润滑油消耗，通过刷珩工艺可以缩短发动机的磨合时间和显著降低润滑油消耗。在这种情况下进行的珩磨称作模拟珩磨，工件的珩磨质量可显著提高，工件的宏观形状精度可提高五至十倍。关键词：珩磨，平台珩磨，铰珩，刷珩，模拟珩磨，缸孔珩磨工艺是磨削加工的一种特殊形式，又是精加工中的一种高效加工方法。这种工艺不仅能去除较大的加工余量，而且是一种提高零件尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度的有效加工方法，在发动机零部件的制造中广泛应用。珩磨加工原理珩磨是利用安装于珩磨头圆周上的一条或多条油石，由涨开机构（有旋转式和推进式两种）将油石沿径向涨开，使其压向工件孔壁，以便产生一定的面接触。同时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。在大多数情况下,珩磨头与机床主轴之间或珩磨头与工件夹具之间是浮动的。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本身精度的影响较小,孔表面的形成原理基本上类似两块平面运动的平板相互对研而形成平面的原理。珩磨加工特点加工精度高：中小型的通孔加工，其圆柱度可达0.001mm以内。一些壁厚不均匀的零件,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,直线度可达到0.01mm/m以内。表面质量好：珩磨速度低（是磨削速度的几十分之一），且油石与孔是面接触，因此每一个磨粒的平均磨削压力小，这样珩磨时，工件的发热量很小，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。发表论文。加工范围广：可加工各种圆柱形孔：通孔、轴向和径向有间断的孔，如有径向孔或槽的孔、键槽孔、花键孔、盲孔、多台阶孔等。另外,用专用珩磨头,还可加工圆锥孔、椭圆孔等。免费论文参考网。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的应用，进一步拓展了珩磨的运用领域，同时也大大提高了珩磨加工的效率。纠孔能力强：采用珩磨工艺加工可以通过去除最少加工余量而极大地改善孔和外圆的尺寸精度、圆度、直线度、圆柱度和表面粗糙度。常见的珩磨技术平台珩磨发动机汽缸体缸孔珩磨是平台珩磨最典型的应用。平台珩磨后可在缸孔（或缸套）表面形成一种特殊的结构，这种结构由具有储油功能的深槽及深槽之间的微小支承平台表面组成。珩磨的加工余量取决于珩前的加工精度，一般情况下为0.04至0.1mm。缸孔平台珩磨后具有如下优点：良好的油膜储存性，可使用低摩擦力的活塞环；良好的表面耐磨性；降低润滑油消耗；减少发动机磨合时间；减少摩擦导致的功率损耗。平台珩磨的一般分为三个工序：粗珩，半精珩和平台珩。通过粗珩修正和稳定精镗缸孔后的形状精度，此外还要形成一个基础的表面结构。半精珩是基础平台珩磨阶段，缸壁的宏观几何形状将得到改善，并且表面的基本结构也将被加工出来，珩磨后形成均匀的交叉网纹。平台珩磨可在几秒种内将交叉网纹的尖峰磨掉，从而形成一个个小平台，这些小平台就是所谓的平台支承表面，平台表面的光洁度很高，同时又具有较高的支承率。理想的表面平台网纹结构对精珩和平台珩的同轴度要求很高，因此将两个阶段合并成一个工位加工更为合理，通过设计成有双进给装置和装有精珩、平台珩两种珩磨条的珩磨头，能够实现一次装夹即可完成精珩和平台珩，消除了重复定位误差的影响，可以减轻前加工的压力和对机床过高精度的要求。目前缸孔珩磨普遍采用金刚石或碳化硅砂条。发表论文。免费论文参考网。免费论文参考网。铰珩铰珩工艺是在传统珩磨工艺的基础上发展起来的新工艺，其加工过程中融入了铰孔的特点，目前在缸体曲轴孔、连杆大小头孔的精整加工中广泛应用。与传统珩磨相比，铰珩显著特征是其工具和工作中运动的特殊性。铰珩刀具的尺寸是根据最终加工尺寸事先设定的（可称为：定尺寸珩磨）。与传统的珩磨相比，铰珩的主轴上下行程运动速度较小，只有传统珩磨的五至十分之一，为2－6m/min。而主轴旋转速度则正好相反，为30－50m/min，切削过程仅需1～3个往复行程即可完成，这种加工方式比传统珩磨在很大程度上提高了加工效率。铰珩的优点：可获得良好的宏观几何形状；工艺稳定、简单、经济、可靠；很重要的一点是：铰珩可在一定程度上修正孔的位置精度；非常适合双金属孔的最终精加工（如铝合金缸体配铸铁主轴承盖的情况）。可采用大磨削量，有时代替精镗。铰珩砂条材料：金刚石、CBN、电镀金刚石。刷珩发动机缸孔表面的微观质量，决定了发动机运转时的磨合性能、运转可靠性和润滑油消耗，通过刷珩工艺可以缩短发动机的磨合时间和显著降低润滑油消耗。虽然珩磨后的表面感官上已经非常光滑了，但和其它金属切削加工一样，珩磨后的加工表面一样会残留有毛刺。将已珩磨表面放大后可以看到上面有很多微小的片状组织、卷边、石墨和毛刺，这些毛刺基本上只有千分之几毫米。刷珩正是要对珩磨后的表面做进一步的改善。发表论文。在刷珩过程中，砂条将由珩刷来代替。刷丝的基础材料为尼龙，其外表面有一层氧化铝或碳化硅晶体镀层。当珩刷进入被加工孔后，刷头向外扩展，做少量径向进给，以实现预压。根据刷丝粗细的不同，在刷头接触到加工表面后,直径方向进给1－3毫米。珩刷的磨损由手动或自动来补偿。刷珩的切削速度为40－80m/min，切削量仅为千分之几毫米。这种加工将不会影响工件的形状精度。模拟珩磨发动机缸体在与缸盖装配后，由于连接螺栓的作用会对缸体产生装配应力，进而造成缸孔的微观不均匀变形，这对今后发动机工作状态的不良影响不言而喻。针对这种问题，一些发动机制造工厂采取在珩磨前，在缸体顶面加装“模拟缸盖”或称“工艺缸盖”，模拟装配后缸体的受力状态，模拟缸盖将完全按照实际安装步骤和螺栓扭矩安装在缸体上,然后根据珩后精度要求进行相应次数的珩磨。在这种情况下进行的珩磨称作模拟珩磨，工件的珩磨质量可显著提高，工件的宏观形状精度可提高五至十倍。事实上，除了珩磨工序外，珩磨前的精镗缸孔往往也会采取类似工艺，目前国内康明斯发动机工厂、部分日系发动机工厂都有所应用。结束语：以上所叙述的几种珩磨工艺基本覆盖了当今发动机主要零部件生产所普遍采用的珩磨工艺。相信随着技术的发展，新的珩磨工艺还会不断涌现。版权所有禁止转载谢谢！论文查重