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[其他] 珩磨工艺原理介绍

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发表于 2016-9-6 09:16:43 | 显示全部楼层 |阅读模式
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      珩磨是磨削加工的特殊形式,又是精加工中一种高效加工方法。这种工艺不仅能往除较大的加工余量(在20世纪50年代珩磨还是作为抛光用),而且是一种进步零件尺寸、几何外形精度和表面粗糙度的有效加工方法。

珩磨加工原理
      1. 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。
      2. 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,孔表面的形成基本上具有创制过程的特点。所谓创制过程是油石和孔壁相互对研、互相修整而形成孔壁和油石表面。其原理类似两块平面运动的平板相互对研而形成平面的原理。珩磨时由于珩磨头旋转并往复运动或珩磨头旋转工件往复运动,使加工面形成交叉螺旋线切削轨迹,而且在每一往复行程时间内珩磨头的转数不是整数,因而两次行程间,珩磨头相对工件在周向错开一定角度,这样的运动使珩磨头上的每一个磨粒在孔壁上的运动轨迹不会重复。
      此外,珩磨头每旋转一周,油石与前一转的切削轨迹在轴向上有一段重叠长度,使前后磨削轨迹的衔接更平滑均匀。这样,在整个珩磨过程中,孔壁和油石面的每一点相互干涉的机会差未几相等。因此,随着珩磨的进行孔表面和油石表面不断产生干涉点,不断将这些干涉点磨往并产生新的更多的干涉点,又不断磨往,使孔和油石表面接触面积不断增加,相互干涉的程度和切削作用不断减弱,孔和油石的圆度和圆柱度也不断进步,最后完成孔表面的创制过程。为了得到更好的圆柱度,在可能的情况下,珩磨中经常使零件掉头,或改变珩磨头与工件轴向的相互位置。
      需要说明的一点:
      由于珩磨油石采用金刚石和立方氮化硼磨料,加工中油石磨损很小,即油石受工件修整量很小。因此,孔的精度在一定程度上取决于珩磨头上油石的原始精度。所以我们用金刚石和立方氮化硼油石时,珩磨前要很好地修整油石,以确保孔的精度。

直接珩磨新工艺
      珩磨过的齿轮由于改变了轮齿的表面结构,因而能降低噪声和延长使用寿命。经珩磨的齿轮表面,形成类似于鱼骨刺的表面结构,有利于从齿根面端部到节圆直径表面上形成一层润滑油膜,有利于抑制噪声的产生。特殊过程运动会使珩磨工具在对应方向上与工件产生转动接触,从而天生这种表面结构。合成速度分量作用于齿面,天生一个轴向的切削速度分量,所以可使磨具的磨粒与整个齿面保持接触。与齿轮磨削相比,珩齿时的切削速度极慢,为0.5~6.5m/s。
      因此,作用于起切削作用的磨粒、结合剂特别是工件材料上的热量极低,因而在珩磨过程中不会发生金相组织的变化,不必担心会出现“烧伤”。即便将切削速度进步到10 m/min(新一代机床所能达到的速度)、在加工过程中仍不会有产生热负荷的危险。在低速加工的夹紧时,会出现较大的力。这个力可能很大,表面的结构会发生压紧和残余压应力增大,而这种现象通常出现在热处理过程中。这种残余压应力增大对零件寿命有利,所以珩磨齿轮必然会进步其抗磨损性,因而珩磨齿轮的使用寿命要比用其它方法精加工的淬硬齿轮的寿命长。
      在利用直接珩磨法进行预加工时,不但获得很高的切除率,而且能经济地并以很高的重复精度达到了预期的质量要求。更快更经济地加工要求经常与进步加工重复性和质量并使机床操纵尽可能简便的要求如影随形。以前,在进行珩磨时需选用人造树脂结合氧化铝或硬质合金磨具,电镀CBN或金刚石磨具或者是复合模具对于过程控制,理论上存在双面接触、单面线接触和单面点接触几种可能性,以及有或没有工件与工件驱动同步。同时,还存在将这类策略组合在一起,促成一种优化的效果的可能。在选用磨具材料时,必须考虑采用能达到最长磨具寿命的材料。还要考虑到,易切削磨料导致修整磨具过早磨损的问题。


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