1 、引言
在珩磨加工中,珩磨工藝參數(shù)的選擇對(duì)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(guò)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(gè)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(guò)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*初珩磨過(guò)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(wú)法保證。因此在使用新珩磨油石時(shí),在加工之前必須對(duì)珩磨油石進(jìn)行修理(也稱(chēng)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*理想的。但由于有些磨頭本身的結(jié)構(gòu)等其他方面原因,需采用專(zhuān)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(dòng)聯(lián)結(jié),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(jī)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(jìn)行修整。砂輪轉(zhuǎn)速為18-25m/s,磨頭轉(zhuǎn)速為 1-3m /min,進(jìn)刀深度一般磨修用0.02—0.04mm/行程 ,精修為0.01mm/行程。同時(shí)需要大量冷卻液澆入。
4 、定壓擴(kuò)張進(jìn)給形式
在定壓擴(kuò)張進(jìn)給中,珩磨頭漲縮機(jī)構(gòu)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(shí)間的增加,各種要素并不是以固定不變的值進(jìn)行切削,而是金屬磨去量和珩磨油石磨損量隨著珩磨時(shí)間的增加逐漸減少,而表面質(zhì)量隨著珩磨時(shí)間的增加逐漸光滑。之所以產(chǎn)生這種情況,主要是珩磨切削是處于面接觸狀態(tài),而定壓擴(kuò)張進(jìn)給隨動(dòng)性強(qiáng),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(shù)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(zhuǎn)(圓周)速度 V旋 和往復(fù)速度V往 合成。在珩磨加工過(guò)程中,由于切削運(yùn)動(dòng)的結(jié)果,珩磨油石的磨粒在加工面上切削出交叉網(wǎng)紋,其網(wǎng)紋形成的角度叫切削交叉角 θ 。上升網(wǎng)紋與水平線形成的角度叫做切削升角α1 ,下降網(wǎng)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(jì)算
珩磨切削速度可按下述公式計(jì)算 旋轉(zhuǎn)(圓周)速度計(jì)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(zhuǎn) 速 r/min
5.1.3 切削速度對(duì)切削量的影響
在珩磨加工中,切削速度對(duì)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(wú)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(duì)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(duì)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(dāng)然,被加工面粗糙度也隨著變粗。這是因?yàn)樵阽衲デ邢鬟^(guò)程中,保持珩磨油石的銳利是靠加工表面粗糙度來(lái)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(dāng)切削交叉角為0°時(shí),切削效率低 ;當(dāng)切削交叉角為 90°時(shí),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(guò)實(shí)驗(yàn),當(dāng)切削交叉角為 45°左右時(shí)切削量*大。因此,在珩磨加工中,要提高生產(chǎn)率應(yīng)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(qiáng)——單位面積上的壓力。而不是機(jī)床壓力表上的數(shù)值或其他壓力數(shù)值。 本文討論定壓擴(kuò)張進(jìn)給的珩磨機(jī)床,其珩磨油石工作壓力可按下式計(jì)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(zhǎng)度 ,m m n一珩磨油石條數(shù)
5.2.2 珩磨油石工作壓力的選擇
珩磨油石工作壓力對(duì)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(shí),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(shí),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(shí),除根據(jù)上述情況考慮外,還要根據(jù)所使用的機(jī)床動(dòng)力大小 、珩磨頭及珩磨夾具的剛性、珩磨油石的強(qiáng)度 、珩磨;油石與被加工面的實(shí)際接觸面以及工件的材質(zhì)、尺寸大小和形狀等因素全面考慮 。 一般情況下,生產(chǎn)型珩磨機(jī)的珩磨油石工作壓力可按表 1 選擇。修配型珩磨機(jī),因其功率小所配的珩磨頭和夾具剛性相對(duì)較低 ,其珩磨油石工作壓力應(yīng)減少,一般為 2-5 kgf/cm2 。
6、珩磨工作行程的計(jì)算與調(diào)整
為了加工出直徑一致、圓柱度好的孔,必需調(diào)整好珩磨工作行程及相應(yīng)的越程量。如圖2 所示,若珩磨油石長(zhǎng)度為 1,孔長(zhǎng)為 L ,行程長(zhǎng)為 L1,上端越程量為 L2,下端越程量為l2則珩磨工作行程長(zhǎng)度按下列公式計(jì)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(zhǎng)度的 1/3—1/5 。它與珩磨頭油石座的支撐點(diǎn) 、珩磨機(jī)床往復(fù)運(yùn)動(dòng)情況與在兩端停留的時(shí)間以及加工零件的材質(zhì)與形狀有關(guān) 。當(dāng)一端越程量大時(shí),工件孔易產(chǎn)生喇叭口形 :當(dāng)一端越程量小時(shí),工件孔易產(chǎn)生口部小的情況;兩端越程量都大或小時(shí),則工件孔易產(chǎn)生腰鼓形:一端越程量大,一端越程量 小時(shí) ,則工件孔易產(chǎn)生錐度。因此,按上述計(jì)算公式計(jì)算出行程調(diào)整機(jī)床之后 ,還需進(jìn)行試珩,根據(jù)測(cè)量孔的實(shí)際尺寸,再重新調(diào)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(jī)械制造業(yè)中已得到了廣泛的應(yīng)用 ,通過(guò)對(duì)珩磨原理及其工藝參數(shù)選擇的了解,可以幫助同行業(yè)技術(shù)人員很好地、更快地掌握該 加工技術(shù)的要點(diǎn),并在以后的實(shí)際工作中共同學(xué)習(xí)和探討。