普通珩磨和超声波振动珩磨课件.ppt

普通珩磨和超声波振动珩磨,目录,一.珩磨工艺特征,珩磨加工是利用可缩涨的磨头，使珩磨条压向工作表面，以产生一定的接触面积和相应的压力，在适当的珩磨液作用下，珩磨条对被加工表面做旋转和往复进给的相对综合运动，来加工圆柱内表面的一种精整加工方法。珩磨用的工具叫做珩磨头，呈圆柱形。偶尔珩磨圆柱外表面时采用外珩磨头，但是其结构复杂，操作困难，加工效果比较差，所以外珩磨头几乎完全被淘汰了；因此，珩磨一般指的是珩磨内圆柱表面。,珩磨定义,一.珩磨工艺特征,珩磨加工原理珩磨是利用带有磨条（油石）的珩磨头对孔进行精整、光整加工的方法。珩磨时，工件固定不动，珩磨头由机床主轴带动旋转并作往复直线运动。在相对运动过程中，磨条以一定压力作用于工件表面，从工件表面上切除一层极薄的材料，其切削轨迹是交叉的网纹。,一.珩磨工艺特征,珩磨切削过程的分类,Diagram,这些珩磨用量，对珩磨生产率和表面光洁度有较大影响的因素,切削速度,网文交叉角,油石工作压力,扩张进给速度,加工余量,越行程,珩磨用量,一.珩磨工艺特征,珩磨加工的特点,二.珩磨设备简介,立式珩磨机床,卧式珩磨机床,特点珩磨头自由悬挂在机床主轴上；珩磨头对机床主轴各方面压力均匀。,适用范围气缸孔、套孔、液压缸孔和其它精密通孔和不通孔,特点在珩磨过程中，珩磨头容易紧压下侧，使珩磨出来的零件孔一边超差。,适用范围珩磨长孔，如等径管子、炮膛等。,珩磨机床,二.珩磨设备简介,图1立式珩磨机床,二.珩磨设备简介,图2卧式珩磨机床,二.珩磨设备简介,珩磨机床的特征：机床主轴的旋转运动由电动机通过变速箱来带动；主轴的往复运动由液压控制；珩磨头与主轴的联结，多采用球头铰接；珩磨油石的缩涨也为液压控制；所以珩磨机工作时均匀而平稳，没有震动，生产率高，珩磨出来的零件质量好而稳定。,二.珩磨设备简介,表1几种珩磨机的主要工艺性能,三.珩磨头的构造,珩磨头必须具备的基本条件：（1）油石能在径向均匀地涨缩，对加工表面的压力能调整并保持在一定的调节范围；（2）油石座具有一定的刚度，当被加工孔的形状使油石的压力增加时，油石在半径方向不致发生位移和歪斜；（3）珩磨到最后尺寸时，油石能迅速缩回，以便珩磨头从孔内退出。,三.珩磨头的构造,珩磨头的结构形式,(1)通用珩磨头右图2，是中等孔径通用珩磨头，由磨头体、油石、油石座、导向条、弹簧、锥体涨芯组成。当涨芯锥体3移动时，油石便可涨开或收缩。油石座直接与进给涨芯接触，中间不用顶销与过渡板，结构简单，进给系统刚性好。,图2中等孔径通用珩磨头1本体前导向2弹簧圈3锥体涨芯4油石座,三.珩磨头的构造,(2)小孔珩磨头珩磨230mm的小孔时，磨头体与油石座成为一体，使涨芯与磨头体在整个长度上为面接触，以增强刚性。1）单油石珩磨头如下图所示磨头，适用于加工直线度要求很高、孔径为230mm的孔，珩磨头由两根导向条与一根切削油石组成。,图3单油石珩磨头1涨楔2磨头体3油石座4辅助导向条5主导向条,三.珩磨头的构造,2）对开轴瓦式珩磨头由两个半圆形轴瓦构成，如下图所示。适用于加工直线度要求较高、有间断表面的孔。,图4对开轴瓦式珩磨头1、3O形弹簧2油石4珩磨头5调节板6联结轴7调节件,三.珩磨头的构造,3）可调整的整体珩磨头在大量生产中用这种珩磨头来加工高精度的孔。孔的形状误差可达0.5m以下，尺寸误差可控制在23m内，表面粗糙度Ra达0.2m。使用这种珩磨头的机床，一般均为立式多轴多工位珩磨机。珩磨头与主轴间为刚性联接，工件夹具设计成浮动形式。,图5可调整的整体珩磨头锥孔,三.珩磨头的构造,（3）大孔珩磨头主要用于大孔径的珩磨加工，右图为凸环式大孔珩磨头，凸环4的外径接近珩磨孔径，以支持油石座2和承受珩磨切削力，具有较好的刚性。,图6凸环式大孔珩磨头1弹簧圈2油石座3油石座横销4凸环5涨锥,三.珩磨头的构造,（4）特殊珩磨头盲孔珩磨头、锥孔珩磨头等，在此不详细讲解。,图7盲孔珩磨a）长油石珩磨b）长短油石珩磨,图8锥孔珩磨头1锥形心轴2磨头本体3油石座4油石5工件6簧圈7键,三.珩磨头的构造,珩磨夹具,2019/12/15,21,可编辑,三.珩磨头的构造,珩磨头与夹具的配用与对中合理安排磨头与夹具的浮动环节，以保证在面接触的状态下能稳定地达到要求的加工精度。珩磨头与夹具浮动的目的是补偿机床、珩磨头、夹具的同轴度及轴线的倾斜度误差对加工精度的影响。若配用不当上述误差将不能充分补偿，将严重地影响加工精度。所谓对中就是调整珩磨夹具中的工件孔与导向套、珩磨机主轴的同轴度。保证对中要求才能收到减少误差，提高珩磨质量的效果。,三.珩磨头的构造,表2珩磨头与夹具配用及对中要求,四.珩磨油石,影响油石性能的因素珩磨前正确的选择油石，是保证顺利完成珩磨工艺的重要条件之一。油石的性能，主要有四个因素来决定：（1）制造油石用的磨料（2）磨料的粒度（3）油石的硬度（4）粘结磨料用的结合剂,四.珩磨油石,TL代表绿碳化硅；280代表磨粒的粒度；ZR2代表油石的硬度；A代表粘结磨料用的结合剂,四.珩磨油石,磨料目前珩磨油石主要是由白刚玉、黑碳化硅、绿碳化硅等三种磨料所制成。（1）白刚玉磨料硬度高且尖锐，但韧性差，磨粒容易破碎。适宜珩磨淬火钢、高碳钢、高速钢及薄壁零件等抗拉强度高和韧性相当大的金属。,四.珩磨油石,（2）碳化硅磨料,四.珩磨油石,磨料的粒度粒度是指磨料颗粒的粗细和大小。油石是用粒度很细的磨粒制成的。油石粒度越粗，切削金属越快，生产率越高，但加工表面光洁度较差；反之，粒度越细，得到的表面光洁度就越高。粗珩磨选择粒度80180的油石，通常采用的粒度120精珩磨选择粒度为280W20的油石,四.珩磨油石,油石的硬度油石的硬度，指的并不是磨料颗粒本身的硬度，而是油石结合剂的强度。而结合剂强弱的具体表现就是磨料颗粒从结合剂中脱落下来所需的力量的大小。需要的力量大，即为硬油石；反之为软油石。选择油石的硬度，应该和磨削的金属硬度成适当的反比。即磨硬的的金属要选择较软的油石；加工较软的金属选择的油石硬度要偏高一些。,四.珩磨油石,珩磨油石的连接方式,五、珩磨常见问题及解决办法,五、珩磨常见问题及解决办法,五、珩磨常见问题及解决办法,六、超声波振动珩磨简介,超声波振动珩磨在切削领域和已应用的磨削加工领域中表现出一系列独特的优点：,六、超声波振动珩磨简介,超声振动加工的发展在国外，日本、德国在振动切削领域取得了显著成果；在国内，南京航空航天大学、哈尔滨工业大学、广西大学等单位在超声振动切削方面处于领先水平。超声振动珩磨，根据油石振动方向的不同一般可分为三种：轴向振动、径向震动、扭转振动。由于目前受超声换能器的限制，使用较多的是轴向振动。,六、超声波振动珩磨简介,超声珩磨系统简言之，超声振动珩磨就是在不改变珩磨头体基本结构的基础上，在油石条附加上一个超声频的轴向振动，实现油石磨粒脉冲珩磨。超声珩磨装置安装在珩磨机的主轴上。珩磨运动包括旋转，上下移动和超声振动。超声变幅杆，其主要的作用是收集能量和有效的转换能量；也就是说，它能够放大高频的机械振动。工具振动系统，作为珩磨系统的主要阻抗负载，它完成珩磨切削而且决定系统的频率。柔性杆从振动磁盘收到弯曲的振动后，将其转换成纵向振动，然后传输至油石座。油石座随着油石一起振动，其频率与珩磨头一样。,六、超声波振动珩磨简介,超声珩磨振动原理：超声波发生器1通电产生的超声频电震荡通过换能器2转换为超声机械振动，再通过变幅杆3将换能器2输出的超声频轴向振动放大后传给玩去振动圆盘4，并将弯曲振动转变成沿杆轴向方向的轴向振动，再通过挠性杆5将轴向振动传给油石座6，油石座6带动油石7在珩磨头体中以预定的频率轴向振动。,超声珩磨振动系统原理图1超声波发生器2换能器3变幅杆4弯曲振动盘5挠性杆6油石座7油石8振动波形,六、超声波振动珩磨简介,超声振动使珩磨油石具有较强的自砺性，磨粒变得锋利，有利于提高切削效率,超声振动珩磨时，由于高频振动提高了实际切削速度，并以动态冲击力作用于切削，从而可以获得较大的剪应力，有助于塑性金属趋于脆性状态，减少了塑性变形，有利于切削,超声振动降低了油石的堵塞性，可以选用较细磨粒的油石进行珩磨，提高加