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深孔的加工:深孔的珩磨、挤压发布时间:2011/2/23新闻来源:中华机械专家网新闻类别:技术论坛深孔的珩磨(原理、特点、珩磨头、珩磨液、工艺参数、工作压力、轮式珩磨)珩磨是在低的切削速度下,对工件表面进行光整加工的方法,是磨削的一种特殊形式,也是一种较高效率的机 工工艺。它能够提高工件尺寸和几何形状精度及降低工件表面粗糙度,而广泛于内孔的光整加工。1、珩磨加工的工作原理,是在一定机械作用下,珩磨条(轮)和工件的相对运动条件下,对工件表面进行低速傍2、珩磨加工的特点:加工精度高,珩磨后圆度可达0.00050.005mm,尺寸精度可达0.0050.025mm,表面粗 可达Ra0.4-0.05p m,而且无烧伤、嵌砂和裂纹;珩磨主要用于加工孔,适用于加工长径比大于10的深孔,还 适用于其它成形加工(球面、平面、外圆等)。珩磨孔的直径为11200mm,长度可达12000mm。几乎所有的 均可以进行珩磨;珩磨后的表面纹理,有利于油膜的形成,而使工件使用寿命增长;珩磨对机床的精度要求低 人劳动强度低,可适用普通机床(车、铣、镗、钻床)加工高精度的孔。珩磨油石3、珩磨油石(轮)的选择:珩磨油石(或轮)的选择,是根据工件材料和工件的表面质量要要求,来选择它们的特4 料、粒度、硬度和结合剂)的。1)、磨料:珩磨碳钢、合金钢时,选用白刚玉(WA);珩磨不锈钢、轴承钢、高速钢时,选用单晶刚玉(SA)或格 (PA);珩磨不锈钢、高强度钢、高温合金、耐热钢时,选用立方氮化硼(CBN):珩磨硬脆材料时,选用碳化物磨料 C、 BC、 D)。2)、粒度:磨料的粒度是根据工件表面粗糙度的要求来选择。Ra0.8p m 为 120#150#; Ra0.4p m 为 150#240#; Ra0.2p m 为 240#W40; Ra0.1p m 为 W40W20; RaV0.( 为VW20。3)、结合剂:条式和大直径孔珩磨时,一般选用陶瓷结合剂(V)和树脂结合剂(B)外,还采用青铜结合剂(QT), 径珩磨条也多采用B和QT结合剂。珩磨轮一般采用树脂结合剂。4)、硬度:在相同条件下,珩磨油石的硬度应比砂轮的硬度低一些,以保证油石在珩磨过程中自锐性好。普通 的硬度在JP(软3中硬1)选用,金刚石和立方氮化硼油石的硬度在MS(中硬1)选用。总之,珩磨油石( 的硬度与工件材料的硬度有关。也即是工件材料的硬度高,油石的硬度应低。5)、浓度:只有金刚石和立方氮化硼为磨料的磨具才规定浓度。它是指1cm3体积中含有金刚石或立方氮化硼磨 重量(克拉)。常用油石的浓度为150% (6.6克拉/cm3)、100% (4.4克拉/cm3)、75% (3.3克拉/cm3)、和50% ( 克拉/cm3)四种。它也和工件材料的硬度和磨料粒度有关,硬度高的工件材料和磨料粒度粗,也就选高浓度;I就选低浓度。6) 、油石长度和珩磨轮直径:珩磨油石长度一般为1.5倍孔径;珩磨轮直径一般为50120mm。4、珩磨头:深孔珩磨头有以下几种,如图2021。珩磨头的结构形式,根据不同的需要有许多种,如有珩磨, 大孔、锥孔、盲孔和台阶孔。从扩张力分有定压的、手动扩张的。(a)I、形源赞;油石:4-ffi磨契:5调节板:卜联轴节;7、调节件(b)一师助导向条一主导向条;3 涨芯* 4油石座和油石图21、小孔桁磨头5、珩磨液:珩磨钢或铸铁时,采用80%煤油+20%的机械油;珩磨青铜、铝,采用煤油。6、珩磨工艺参数:圆周速度Vc=1528m/min,往复速度Va=1020m/min,交叉角0 =30o45o,如图22,合, 度 Ve=2035m/min。图22、单个磨条的布磨条痕交叉角的计算:Vc=Vecos0/2(m/min)Va=Vesin0/2(m/min)7、珩磨时的工作压力:一般为0.10.8MPa,精珩时取小值。8、珩磨余量:和般为2ap=0.050.1mm,或取前工序总误差的22.5倍。现在在加工长度较大的油缸时,可用 钢管,不经过切削,采用刚性珩磨头,直接珩磨加工出油缸。9、轮式珩磨:轮式珩磨也是一种对工件表面进行光整加工的方法之一。它的原理与实质是利用细粒度磨料的珩/ 在浮动的状态下,对工件表面进行低速磨削。轮式珩磨可采用单轮、双轮或多轮的形式。珩磨轮安装的工件轴 空间相成25o35o,如图2325所示。图23、车床用内孔布磨头k布磨轮:2、轮轴;3、磨头杵图24、双轮内孔布磨头I、轴承;L所磨粒;3、支座;4,支架;5、调匏螺钉图25,所磨时的旋转轮式珩磨可适用于不同硬度、材质的材料,对前工序工件表面粗糙度要求不高,可达到Ra0.05Mm的表面粗糙 由于它在浮动状态下工作,不能改变工件的形状精度。它适用于外圆、内孔、平面,更适用大孔径深孔的光整1)、轮式珩磨的工艺参数:余量:2ap=0.050.1mm;工件(或珩磨磨头)速度:Vc=5080m/min;进给量:f=0, 1mm/r;接触压力:100200N。2)、珩磨轮特性的选择:参考条式珩磨,但它的结合剂一般采用树脂结合剂。3)、珩磨液:粗珩时,可加油酸,一般采用煤油80%90%+10#机械油10%20%。4)、珩磨轮的修整:可采用人造聚晶金刚石(PCD )刀具车削,使内外圆同轴和形状接近工作状态;在珩磨过程中 修整其形状。5)、珩磨轮制造:珩磨轮工作层由磨料70%,环氧树脂20%,乙二胺7%,邻苯二甲酸二丁酯3%组成。浇注 用容器把环氧树脂加热到7080C,把磨料加热到60C左右,倒在一起搅拌均匀,再把其它两种倒入搅拌均匀 加热到7080C,并不停地搅拌,3min后即可浇注到模型中,如图26所示,等固化冷却后出模,修整后即可图26、布磨轮的浇注1、掰磨粒的稔芯;2、浇注模】3,磨料层八、深孔的挤压 挤压加工是小孔表面精整和强化的方法之一,它可以得到IT5IT6的精度和Ra1.6-0.21p m的表面粗糙度, 对于工具要求简单,对机床的精度要求也低。它适合于孔径250mm的孔,而且加工效率也很高。它的特 精整尺寸、挤光表面、强化表层。1、挤压元件:挤压元件的形状如图27所示。它是由工具钢、合金工具钢、高速钢和硬质合金制造。前三种材 火后硬度达到HRC60-66,加工后的表面粗糙度应小于Ra0.05p m。图27、内孔挤压头的几何形状a、锥形挤压头】4无后母锥形挤反头;s番双我锥锥形挤压头;土球形挤压头;带圆柱的球形挤压头;f、曲线挤崖头在使用时最常采用的是a、d、e三种。它的前锥角a和后锥角a =4o5o;棱带宽度b=1.52mm,也可以月1/13d+0.3的公式计算(d为孔径);球形挤压头的球径D二孔径d+过盈量。2、挤压过盈量:挤压头直径大于工件孔径的量为过盈量。过盈量小了,孔挤压后无法全部熨平反之会产生拉三 伤。它的大小与工件材料、孔径和孔的壁厚有关,有般为0.050.1mm。孔径小,孔壁薄时,取小值。3、挤压方式:孔的长度较短和孔径大时,采用推挤,反之采用拉挤。拉挤还可以在拉床上进行。4、挤压速度:工件为塑性材料时,Vc=25m/min,为脆性材料时(如铸铁、黄铜),Vc=57m/min。5、挤压润滑剂:工件为塑性材料时,为黄油或MoS2油膏或机械油+石墨;工件为脆性材料时,用机械油+豆油 压铝时,用高浓度的乳液;挤压铸铁时,用煤油。其中机械油+石墨效果最好。加工深孔数控钻床九、结束语:加工深孔,是机械加工比较难而复杂的加工,所以在加工的每一环节都应严谨对待,不可忽视。 认识和掌握加工条件的每一环节,就能达到预想的目的。
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