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数控机史上最全珩磨工艺及珩磨工具,收藏这个,基本珩磨知识都会了!(一)

编辑:陕西海晟机械有限公司时间:2019-04-01

  珩磨简介

  珩磨或称搪磨,其加工方法是:机床主轴带动珩磨工具(珩磨头)一面旋转,一面作直线上下往复运动,珩磨头上的油石(磨条)在一定的向外胀出压力作用下, 数控珩磨机在工件表面上去除磨屑,磨出螺旋形交叉网纹磨痕,它主要用于精密孔的加工,如发动机缸孔、压缩机缸孔、连杆、泵体及控制块等。

  图1所示是珩磨加工中油石的运动轨迹,其中,l w为工件长度,πdw为工件孔的周长,θ为磨痕交叉角。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是油石在一个往复行程中折返时顺次的位置。为了不让磨痕重复,回程位置Ⅲ应偏离起始位置Ⅰ有S的距离。早期使用靠弹簧力推圆锥斜面胀出油石的珩磨头,如图2所示。目前新型珩磨头主要均靠液压胀出,图2中的1为油石(磨条),油石是由磨料加结合剂构成的条形磨具,根据被加工材料的不同,可选择相应油石中的磨料,形状、种类、粒度、结合剂、硬度、组织和性能。珩磨头通常由多块油石均布构成,可同时对孔的多处进行加工。



  珩磨原理及特点

  1. 数控珩磨机能够精加工的原理

  把珩磨油石和工件看成两个互研的表面,为达到高的加工质量,应使它们在相对的往复运动中,油石上每一颗磨粒在孔壁上的运动轨迹都不重复。加工时,油石和工件在面接触状态下,以较低的切削速度和压力,可靠地磨除工件较小的加工余量(一般为0.01~0.08mm,需根据不同加工材料、加工批量及加工要求而定)。珩磨能显著地提高工件的尺寸精度(小孔达1~2μm,中等孔达10μm,二者甚至更小)和形状精度(小孔圆度达0.5μm,圆柱度达1μm,中等孔圆度达3μm以上甚至更小;孔长300~500mm时,圆柱度达5μm以下,加工误差分散范围小,仅为1~3μm,加工表面质量高,其表面粗糙度值R a仅约为0.4~0.04μm,甚至更小),一般因油石对工件平均压力P小(约0.4~0.8MPa),故发热量小,加工表面变质层也少,因为珩磨头与工件是面接触,同时参加切削的磨粒多,故也是一种高效的加工方法。



  2.珩磨加工的特点

  除加工精度、形状精度的圆度、圆柱度及表面质量高外,由于工件表面具有交叉的纹路,有利于油膜的形成和保持。因此,被加工工件的使用寿命往往比其他加工方法加工出的工件使用寿命高一倍以上,特别适用于相对运动要求高的精密偶件加工。珩磨加工范围可更广,除通孔外,间断孔、盲孔、多台阶孔、余摆线孔、平面、球面及齿面均可加工,能适应加工许多金属材料品种。

  先进珩磨工艺及加工工具

  德国的DIAHON公司是珩磨头的专业生产公司。他们的产品原来只用于专用的珩磨机上,2006年开发出能用于加工中心上的几类产品,使客户不需专用的珩磨机床,就可以完成珩磨工序,这立刻受到汽车、航空、船舶及含液压系统的许多行业的广泛欢迎,这样既可扩大加工中心的功能,又促进了零件加工的工艺集中,大大提高了加工效率,也提高了加工精度,节约了投资和运营成本。

  油石的磨料和结合剂的选择很重要。过去多采用一般氧化铝、碳化硅磨料,目前DAIHON等先进企业主要采用金刚石、立方氮化硼磨料,它们的切削能力高,比磨耗小,自锐性好,耐热性、化学稳定性也高。客户若提供工件图、工件材料及珩磨余量,DAIHON技术人员可为之选择珩磨头的结构,油石磨料的种类、粒度、结合剂、硬度及尺寸等相关技术参数。在经常的联系中,DIAHON会不断优化客户珩磨工艺,使客户在这方面始终保持最先进水平。

  DAINHON公司用于加工中心的珩磨头主要有以下4个系列,它们也代表了珩磨头发展的几个方向:

  1.CoolEX系列

  从字面上CoolEX是杰出的冷却润滑,为了避免油石堵塞,降低磨削区温度和提高表面粗糙度质量,珩磨时必须用冷却润滑液,一般冷却润滑液工作压力为0.3~0.5MPa,正好接近珩磨时油石对工件表面的压力,此系列无需对加工中心本身进行技术改造。它精巧地通过经主轴中心孔的内部冷却润滑液压系统,一方面胀出油石,另一路径可使切削液直接喷至珩磨部位,这样可保证它们是在优化润滑冷却和排屑的条件下进行加工。加工过程由先进的测量系统及时测定,100%对尺寸及表面质量进行了控制。

  CoolEX2是二次膨胀工具系统,即能在一个珩磨头上,完成粗珩和精珩两个工步。

  CoolEXTB是在CoolEX基础上进行改造,数控珩磨机可将它使用在BTA深孔加工机床上。进一步发展出的CoolEXact可以在加工过程停顿时,进行尺寸控制,也不需对加工中心进行技术改装。