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            珩磨加工原理及其工藝參數的選擇
            發布時間:2018/4/2 21:41:31   點擊次數:

              1 、引言

              在珩磨加工中,珩磨工藝參數的選擇對加工孔的精度、表面粗糙度、加工效率以及珩磨油石的使用壽命等都有很大的影響。

              2 、珩磨工作原理

              珩磨加工是采用三塊平板互研的原理加工出精密的表面。在磨削中,把珩磨油石切削面和被加工零件表面看做平板互相修整的過程。

              3 、珩磨油石的修整

              由于珩磨油石、油石座及磨頭體等的制造誤差,裝配后珩磨頭的珩磨油石不可能形成一個歸整間斷的圓柱面,保證珩磨油石與被加工面都接觸良好。雖然在珩磨過程中,珩磨油石可以和工件相互修整,但工件留磨量都較小,所以在最初珩磨過程中就不可能得到充分的修整。尤其是超硬磨料的珩磨油石,由于其本身耐磨,就更不能得到充分的修整。因而在加工中就不可能得到理想的加工表面,精度也無法保證。因此在使用新珩磨油石時,在加工之前必須對珩磨油石進行修理(也稱為歸圓)。 普通珩磨油石的修整,是直接把珩磨油石裝在所使用的磨頭上,拿到外圓磨床上歸圓,這是最理想的。但由于有些磨頭本身的結構等其他方面原因,需采用專用夾具在外圓磨床上用砂輪修整其外徑。如珩磨工件的精度要求較低,珩磨頭為浮動聯結,也可以利用廢活或加工余量大的工件孔,在所使用的珩磨機床上直接校正歸圓。 超硬珩磨油石的修整,可在外圓磨床上用炭化硅砂輪進行修整。砂輪轉速為18-25m/s,磨頭轉速為 1-3m /min,進刀深度一般磨修用0.02—0.04mm/行程 ,精修為0.01mm/行程。同時需要大量冷卻液澆入。

              4 、定壓擴張進給形式

              在定壓擴張進給中,珩磨頭漲縮機構雖然以恒定的珩磨油石工作壓力壓向被加工件孔壁,但在磨削中,隨著時間的增加,各種要素并不是以固定不變的值進行切削,而是金屬磨去量和珩磨油石磨損量隨著珩磨時間的增加逐漸減少,而表面質量隨著珩磨時間的增加逐漸光滑。之所以產生這種情況,主要是珩磨切削是處于面接觸狀態,而定壓擴張進給隨動性強,在磨削中,切削量的大小,取決于磨粒和其銳利情況以及磨下的磨粒與切削被清除情況。

              5 、珩磨工藝參數的選擇

              5.1 切削速度與切削交叉角的選擇

              5.1.1 速度與切削交叉角

              切削速度 V 由旋轉(圓周)速度 V旋 和往復速度V往 合成。在珩磨加工過程中,由于切削運動的結果,珩磨油石的磨粒在加工面上切削出交叉網紋,其網紋形成的角度叫切削交叉角 θ 。上升網紋與水平線形成的角度叫做切削升角α1 ,下降網紋與水平線形成的角度叫切削降角α2。

              5.1.2 珩磨切削速度的計算

              珩磨切削速度可按下述公式計算 旋轉(圓周)速度計算公式為: V旋 = πD n/1000 (m/min) 式中 :D 一被加工直徑 mm n 一主軸轉 速 r/min

              5.1.3 切削速度對切削量的影響

              在珩磨加工中,切削速度對比切削量(切削量/所切入的功——表明珩磨油石的銳利性)影響較小。無論珩磨鑄件或珩磨鋼件 ,切削速度的變化,其比切削量變化不大。

              5.1.4 切削交叉角對切削量和珩磨油石磨損量以及表面粗糙度的影響

              在珩磨加工中,切削交叉角對切削量和珩磨油石磨損量以及表面粗糙度影響較大。增加切削交叉角,比磨石減量隨著增加。當然,被加工面粗糙度也隨著變粗。這是因為在珩磨切削過程中,保持珩磨油石的銳利是靠加工表面粗糙度來修整,只有銳利的珩磨油石切削量才能提高,而油石要銳利就必然要磨損。當切削交叉角為0°時,切削效率低 ;當切削交叉角為 90°時,珩磨油石磨損大,加工表面粗糙度粗 ,這樣反而使切削量不大。通過實驗,當切削交叉角為 45°左右時切削量最大。因此,在珩磨加工中,要提高生產率應采用 45°左右的切削交叉角 ,在精加工中可采用 20-30°。 5.2 珩磨油石工作壓力及其影響

              5.2.1 珩磨油石工作壓力

              所謂珩磨油石工作壓力 ,系指珩磨油石作用在被加工表面的壓強——單位面積上的壓力。而不是機床壓力表上的數值或其他壓力數值。 本文討論定壓擴張進給的珩磨機床,其珩磨油石工作壓力可按下式計算 (不考慮摩擦力和其他作用力)。 P = (d2πp/4Bln )ctgβ/2 式中 P一珩磨油石工作壓力,kgf/cm2≈bar B一珩磨油石寬度 ,m m L一珩磨油石長度 ,m m n一珩磨油石條數

              5.2.2 珩磨油石工作壓力的選擇

              珩磨油石工作壓力對珩磨切削性能影響很大,直接影響切削效率、珩磨油石磨損量和工件精度與粗糙度。珩磨工作壓力大時,珩磨切削量和珩磨油石磨損量都大,加工精度和表面粗糙度也差。珩磨工作壓力小時,切削量和珩磨油石磨損量都小,加工精度和表面粗糙度則好。 選擇珩磨油石工作壓力時,除根據上述情況考慮外,還要根據所使用的機床動力大小 、珩磨頭及珩磨夾具的剛性、珩磨油石的強度 、珩磨;油石與被加工面的實際接觸面以及工件的材質、尺寸大小和形狀等因素全面考慮 。 一般情況下,生產型珩磨機的珩磨油石工作壓力可按表 1 選擇。修配型珩磨機,因其功率小所配的珩磨頭和夾具剛性相對較低 ,其珩磨油石工作壓力應減少,一般為 2-5 kgf/cm2 。

              6、珩磨工作行程的計算與調整

              為了加工出直徑一致、圓柱度好的孔,必需調整好珩磨工作行程及相應的越程量。如圖2 所示,若珩磨油石長度為 1,孔長為 L ,行程長為 L1,上端越程量為 L2,下端越程量為l2則珩磨工作行程長度按下列公式計算: L l = L + l1 + l2 - l 珩磨油石在被加工孔小的越程量 l1 和 l2一般為珩磨油石長度的 1/3—1/5 。它與珩磨頭油石座的支撐點 、珩磨機床往復運動情況與在兩端停留的時間以及加工零件的材質與形狀有關 。當一端越程量大時,工件孔易產生喇叭口形 :當一端越程量小時,工件孔易產生口部小的情況;兩端越程量都大或小時,則工件孔易產生腰鼓形:一端越程量大,一端越程量 小時 ,則工件孔易產生錐度。因此,按上述計算公式計算出行程調整機床之后 ,還需進行試珩,根據測量孔的實際尺寸,再重新調整其越程量,直至合格。 珩磨是工藝中常用的光整加工方法,該加工方法在機械制造業中已得到了廣泛的應用 ,通過對珩磨原理及其工藝參數選擇的了解,可以幫助同行業技術人員很好地、更快地掌握該 加工技術的要點,并在以后的實際工作中共同學習和探討。


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