工程陶瓷珩磨加工珩磨头的设计【9张CAD图纸和说明书】
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湘潭大学兴湘学院毕业设计说明书题 目： 工程陶瓷珩磨加工珩磨头的设计 专 业： 机械设计及其自动化 学 号： 2010963005 姓 名： 陈伟苗 指导教师： 周后明 完成日期： 2014.05.28 湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目： 工程陶瓷材料珩磨加工珩磨头的设计 学号：2010963005 姓名：陈伟苗 专业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 周后明 系主任： 刘柏希 一、主要内容及基本要求珩磨加工是精密配合孔类加工的重要方法，随着工程陶瓷材料的应用越来越广泛，对高性能陶瓷材料的珩磨加工将占有很大的比重，珩磨头是珩磨加工工艺中必须使用的一种工具。本设计为工程陶瓷材料珩磨加工珩磨头的设计，其主要技术指标与要求如下： 1、珩磨头的珩磨直径范围：200250mm.； 2、珩磨头的机体材料：45 号钢； 3、珩磨头的油石长度：200mm； 4、整机形式：立式，要求构造简单、成本低 5、符合 JB/9896-1999 等相关标准 设计要求： 1、完成工程陶瓷材料珩磨加工珩磨头的方案设计和选型论证； 2、珩磨头的结构设计，绘制部件装配图和主要零件图，图纸总量折合成 A0，不少于 2 张 3、撰写设计说明书，关键零件应进行强度和刚度计算，说明书字数不少于 15 万4、完成资料查阅和 3000 字的文献翻译 二、重点研究的问题珩磨头的结构设计及相关强度校核。 三、进度安排序号 各阶段完成的内容 完成时间1 查阅资料、调研 第 1，2 周2 制订设计方案 第 3，4 周3 分析与计算 第 5，6 周4 绘部件装配图 第 7，8、9 周5 绘零件图 第 10，11 周6 撰写设计说明书 第 12，13 周7 准备答辩材料 第 14 周8 毕业答辩 第 15 周四、应收集的资料及主要参考文献1、机械设计手册 2、机械传动设计手册 3、于思远，林彬. 工程陶瓷材料的加工技术及其应用M . 北京：机械工业出版社,2008. 4、袁哲俊，王先逵. 精密和超精密加工技术-第 2 版M. 北京：机械工业出版社,2007. 5、袁巨龙. 功能陶瓷的超精密加工技术M. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2000 6、王先逵. 精密加工技术实用手册M. 北京：机械工业出版社,2007 7、王勇，赖思奇，郭磊. 基于 CAXA 软件的珩磨头三维造型设计J. 煤矿机械，2009，30（11）：230-231. 8、中华人民共和国机械行业标准：JB/9896-1999. 湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）评阅表学号 2010963005 姓名 陈伟苗 专业 机械设计及其自动化 毕业论文（设计）题目： 工程陶瓷珩磨加工珩磨头的设计 评价项目 评 价 内 容选题1.是否符合培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的；2.难度、份量是否适当；3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。能力1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力；2.是否有综合运用知识的能力；3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力；4.是否具备一定的外文与计算机应用能力；5.工科是否有经济分析能力。论文（设计）质量1.立论是否正确，论述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范；2.文字是否通顺，有无观点提炼，综合概括能力如何；3.有无理论价值或实际应用价值，有无创新之处。综合评价陈伟苗的毕业设计为工程陶瓷珩磨加工珩磨头的设计，论文选题符合培养目标要求，能体现学科专业特点，达到了综合训练的目的。该生具有较强的文献查阅、资料综合归纳整理的能力，能在设计工作中较熟练运用所学知识，毕业设计技术方案可行，工作量适当，设计思路较清晰，研究内容具有一定的实际应用价值，论文质量较好，同意参加答辩评阅人： 2014 年 5 月 28 日 湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）鉴定意见学号： 2010963005 姓名： 陈伟苗 专业： 机械设计及其自动化 毕业论文（设计说明书） 65 页 图 表 9 张论文（设计）题目： 工程陶瓷珩磨加工珩磨头的设计 内容提要： 1、珩磨头的珩磨直径范围：200250mm.；2、珩磨头的机体材料：45 号钢；3、珩磨头的油石长度：200mm； 4、整机形式：立式，要求构造简单、成本低； 5、符合 JB/9896-1999 等相关标准； 6、双排珩磨头。通过对珩磨头结构的设计，采用双排珩磨头加工，提高加工精度，通过利用不同的珩磨油石的粒度和压力来提高加工效率和精度。另外，采用人工手动进给机构控制涨锥的左右移动，可以更好的控制不可控因素，提高加工精度。指导教师评语陈伟苗同学在毕业设计期间态度比较认真，其毕业设计的内容为工程陶瓷珩磨加工珩磨头的设计，在认真阅读国内外相关参考文献基础上，基本了解相关领域的研究现状。在毕业设计期间，对珩磨头的机械部分进行了结构设计及相关的设计计算。通过毕业设计陈伟苗同学对机械设计的相关技巧、以及机械设制造相关领域的基础知识的掌握有了较大的进步，初步掌握了相关制图软件在机械设计中的应用。论文达到毕业设计要求，同意参加答辩，推荐毕业设计成绩为“ ”。指导教师： 年 月 日答辩简要情况及评语答辩小组组长： 年 月 日答辩委员会意见答辩委员会主任： 年 月 日 目 录前 言 41. 课 题 研 究 的 目 的 及 意 义 52. 国 内 外 珩 磨 头 的 研 究 情 况 51） .国 外 研 究 情 况 62） .国 内 研 究 情 况 6第一章、光整加工 61.1 光整加工与珩磨加工的关系71.2 什么是光整加工71.3 光 整 加 工 的 原 理 71.4 光整加工的特点8第 二 章 、 一 般 珩 磨 92.1 珩 磨 加 工 原 理 102.2珩磨的工艺特点及应用范围122.3珩磨的切削过程142.4珩磨技术在汽车制造中的应用182.5珩磨头的结构形式202.6 珩 磨 机 有 哪 几 种 ， 选 用 原 则 212.7 珩 磨 工 件 常 见 有 哪 些 缺 陷 和 消 除 措 施 22第 三 章 珩 磨 头 的 结 构 设 计 233.1珩 磨 油 石 的 选 择 233.2珩磨油石怎样与油石座固定233.3怎样修整珩磨用的油石293.4. 涨 锥 的 设 计 ： 303.5导 向 装 置 的 设 计 31第 四 章 珩 磨 用 量 的 选 择 324.1.怎样选择珩磨速度与切削交叉角 324.2.珩磨头油石扩张进给方式对珩磨过程有哪些影响 354.3.怎样选择珩磨油石的工作压力 374.4珩磨时怎样选择定量进给的进给进度 374.5.珩磨时怎样调整工作行程 384.6怎样选择工件孔的珩磨余量 384.7珩磨前对工件有哪些要求394.8珩磨不同形状孔时有哪些工作要点 394.9珩 磨 头 的 工 作 行 程 的 计 算 和 调 整 404.10.珩 磨 前 工 序 要 求 414.11 珩 磨 液 的 选 择 414.12.手 动 进 给 机 构 的 设 计 43第 五 章 珩 磨 头 结 构 薄 弱 零 件 的 校 核 455.1 零件 3 圆柱销扭转强度的校核 455.2 零件 11 六角头沉头螺钉强度的校核 46结 束 语 49致 谢 51参 考 文 献 52 工程陶瓷珩磨加工珩磨头的设计摘要本 设 计 是 对 加 工 工 程 陶 瓷 材 料 的 珩 磨 头 的 结 构 设 计 ,我 首 先 通 过 查 阅 有 关 的视 频 ， 了 解 了 珩 磨 加 工 的 特 点 ， 再 查 阅 相 关 资 料 认 识 了 解 珩 磨 机 的 工 作 原 理 ，清 楚 其 结 构 组 成 ， 然 后 重 点 观 察 现 有 珩 磨 头 的 结 构 ， 对 我 国 的 珩 磨 机 掌 握 其 运动 参 数 的 选 择 原 则 、 油 石 个 数 的 选 择 油 石 的 形 状 和 密 度 及 分 布 原 理 、 涨 锥 的 设计 技 术 要 求 以 及 进 给 机 构 的 运 动 装 置 等 ； 然 后 通 过 和 老 师 不 断 的 沟 通 与 交 流 ，确 定 了 设 计 方 向 。 最 后 分 析 了 现 有 珩 磨 头 结 构 的 缺 点 ， 确 定 了 对 工 程 陶 瓷 加 工所 用 珩 磨 头 的 总 体 方 案 。在 确 认 方 案 后 通 过 对 珩 磨 头 结 构 的 设 计 对 各 个 具 体 零 件 进 行 相 应 的 设 计 ，然 后 对 一 些 有 强 度 要 求 和 扭 矩 要 求 的 零 件 进 行 校 核 ， 使 设 计 出 的 结 构 确 保 磨 削可 靠 运 行 ， 最 后 绘 制 整 套 的 珩 磨 头 结 构 的 装 配 图 和 零 件 图 。在 通 过 对 珩 磨 头 的 结 构 设 计 ， 使 书 本 知 识 和 理 论 与 实 际 生 产 相 结 合 ， 加 强了 对 机 械 设 计 ， 工 程 材 料 ， 理 论 力 学 ， 机 械 原 理 等 相 关 专 业 知 识 的 理 解 ， 让 自己 能 运 用 书 本 知 识 设 计 出 基 本 符 合 生 产 要 求 的 零 部 件 。 而 且 在 论 文 中 我 充 分 地运 用 了 大 学 期 间 所 学 到 的 知 识 进 行 了 复 习 ， 巩 固 和 深 化 ， 达 到 了 预 期 的 设 计 意图 。关 键 词 ： 油 石 ； 涨 锥 ； 珩 磨 头 。The design of the honing machining engineering ceramics honing headAbstractThis design is the structure of the honing head of machining engineering ceramics material design, I first by looking at the video, understanding of the features of the honing process, and then understand the working principle of honing machine to consult the relevant information, know its structure, and then focus on observation of the structure of existing honing head, to our country of honing machine to master the principle of choosing the motion parameters, the number of the choice of sharpening stone shape and density, and distribution principle, design and technical requirements as well as the rise of cone motion device of can feed mechanism, etc: Then through constant communication and communication and the teacher, determine the design direction. In the final analysis the shortcoming of the existing structure of honing head, used for machining engineering ceramics was determined the overall scheme of the honing head.After confirm scheme using the set of honing head structure design principle to each specific parts of the corresponding design, and then some, the strength and torque requirements of parts of the structure of the designed to ensure reliable operation of grinding, finally draw a complete set of the honing head structure of the assembly drawing and part drawing.In through the structure of honing head design, make the book knowledge and theory combined with the actual production, strengthens the of mechanical design, engineering material, theoretical mechanics, mechanical principle and so on the understanding of the relevant professional knowledge, let oneself can apply book knowledge to design basic meet the requirements of the production parts. And in the thesis I fully apply the knowledge learned during the period of university has carried on the review, consolidate and deepen, achieved the desired design intent.Key words: oil stone; Cone up; Honing head.目 录前 言 103. 课 题 研 究 的 目 的 及 意 义 114. 国 内 外 珩 磨 头 的 研 究 情 况 111） .国 外 研 究 情 况 122） .国 内 研 究 情 况 12第一章、光整加工 121.1 光整加工与珩磨加工的关系131.2 什么是光整加工131.3 光 整 加 工 的 原 理 131.4 光整加工的特点14第 二 章 、 一 般 珩 磨 152.1 珩 磨 加 工 原 理 162.2珩磨的工艺特点及应用范围182.3珩磨的切削过程202.4珩磨技术在汽车制造中的应用242.5珩磨头的结构形式262.6 珩 磨 机 有 哪 几 种 ， 选 用 原 则 272.7 珩 磨 工 件 常 见 有 哪 些 缺 陷 和 消 除 措 施 28第 三 章 珩 磨 头 的 结 构 设 计 293.1珩 磨 油 石 的 选 择 293.2珩磨油石怎样与油石座固定293.3怎样修整珩磨用的油石353.4. 涨 锥 的 设 计 ： 363.5导 向 装 置 的 设 计 37第 四 章 珩 磨 用 量 的 选 择 384.1.怎样选择珩磨速度与切削交叉角 384.2.珩磨头油石扩张进给方式对珩磨过程有哪些影响 414.3.怎样选择珩磨油石的工作压力 434.4珩磨时怎样选择定量进给的进给进度 434.5.珩磨时怎样调整工作行程 444.6怎样选择工件孔的珩磨余量 444.7珩磨前对工件有哪些要求454.8珩磨不同形状孔时有哪些工作要点 454.9珩 磨 头 的 工 作 行 程 的 计 算 和 调 整 464.10.珩 磨 前 工 序 要 求 474.11 珩 磨 液 的 选 择 474.12.手 动 进 给 机 构 的 设 计 49第 五 章 珩 磨 头 结 构 薄 弱 零 件 的 校 核 515.1 零件 3 圆柱销扭转强度的校核 515.2 零件 11 六角头沉头螺钉强度的校核 56结 束 语 57致 谢 57参 考 文 献 58 前 言1.课 题 研 究 的 目 的 及 意 义 ：随着我国教育的普及和科技的迅猛发展，国民经济等各行业对高精度、高品质、多品种、多功能、高度自动化的技术装备的需求不断增大，这促使了科技的极大发展，磨削加工技术是先进制造技术中的重要领域，是现代机械制造业实现精密加工、超精密加工最有效的基本技术。具有关资料表明，磨削加工占整个机械加工的 40%左右，在金属切削机床的 11各大类中，磨床的品种是最为繁多的一种。利用珩磨头珩磨工件精加工表面，主要用于汽车、航空、液压件、轴承等行业中珩磨工件的孔加工。随着我国交通运输、航天、军事、工业的飞速发展，高级铁路、公路、神州系列的建设步伐的加快，国家安全的日益重要，对零件的精密度要求越来越高，产品质量要求也逐步提高，所以发展珩磨业是必要的。长期以来，由于国外的垄断，国内技术的落后，以及我国各行业发展的相对落后，对于精密度要求一直很低，甚至大部分标准是沿用国外的标准。但随着改革开放和政策的改变，大量人才回国、政府和本土企业等各方面的重视，我国珩磨业发展迅速。在 20世纪 70年代我国开始采用金属结合剂的金刚石油石和立方氮化硼油石，在用它们以加工淬火钢或铸铁时，磨耗量仅为普通油石的1/1501/250 左右，同时油石对工件的压力也可提高大约 23 倍，从而使珩磨的效率和表面质量进一步得到提高。2014-2018 年中国人造金刚石珩磨条行业调查及发展前景分析报告从行业市场份额、行业需求增长率、竞争者数量、行业产量、利润、企业规模、技术、进入退出壁垒等几个方面，综合分析，定性判断人造金刚石珩磨条行业所处的行业将进入快速发展期。综合国家统计局、国家信息中心、海关总署、行业协会等权威部门发布的统计信息和统计数据，糅合各类年鉴信息数据、财经媒体信息数据、商用数据库信息数据，从行业发展现状，当前产业政策，行业所处生命周期，行业市场竞争程度，市场稳定性几个方面分析，我国目前对珩磨加工的要求高，需求大。 为了早日实现我国尽快发展我国珩磨业，也是我校领导和教授对行业的远瞻性，本次毕业设计的课题“工程陶瓷珩磨加工珩磨头的设计”在对国家技术开发和科技发展支持的同时，让我们充分融合书本知识，对设计和开发新产品有解。2.国 内 外 研 究 情 况 ：1） .国 外 研 究 情 况 ： 早 在 十 八 世 纪 左 右 ， 为 了 适 应 缝 纫 机 、 钟 、 手 表 、自 行 车 、 枪 械 等 零 件 淬 硬 后 的 加 工 ， 英 国 、 德 国 和 美 国 等 发 达 国 家 研 制 出 用天 然 磨 料 砂 轮 的 磨 床 。 这 些 磨 床 在 当 时 现 成 的 机 床 如 车 床 、 刨 床 等 上 面 加 装磨 头 改 制 而 成 ， 它 们 结 构 简 单 、 刚 度 低 ， 在 磨 削 时 容 易 产 生 振 动 ， 所 以 要 求操 作 工 人 要 有 很 高 的 技 艺 才 能 磨 出 精 密 的 工 件 。1876 年 在 巴 黎 博 览 会 展 出 的 美 国 布 朗 -夏 普 公 司 制 造 的 万 能 外 圆 磨 床 ，是 首 次 具 有 现 代 磨 床 基 本 特 征 的 机 械 。 它 的 工 件 头 架 和 尾 座 安 装 在 往 复 移 动的 工 作 台 上 ， 箱 形 床 身 提 高 了 机 床 刚 度 ， 并 带 有 内 圆 磨 削 附 件 。 1883 年 ，这 家 公 司 制 成 磨 头 装 在 立 柱 上 、 工 作 台 作 往 复 移 动 的 平 面 磨 床 。在 1900 年 前 后 ， 随 着 人 造 磨 料 的 发 展 ， 液 压 传 动 的 应 用 ， 对 磨 床 的 发 展有 很 大 的 推 动 作 用 。 近 代 工 业 特 别 是 汽 车 工 业 的 发 展 ， 各 种 不 同 类 型 的 磨 床相 继 问 世 。 如 20 世 纪 初 ， 研 制 出 加 工 气 缸 体 的 行 星 内 圆 磨 床 、 曲 轴 磨 床 、凸 轮 轴 磨 床 和 带 电 磁 吸 盘 的 活 塞 环 磨 床 等 。1908 年 自 动 测 量 装 置 开 始 应 用 到 磨 床 上 。 到 了 1920 年 前 后 ， 无 心 磨 床 、双 端 面 磨 床 、 轧 辊 磨 床 、 导 轨 磨 床 ， 珩 磨 机 和 超 精 加 工 机 床 等 相 继 制 成 并 投入 使 用 ， 50 年 代 又 出 现 了 可 作 镜 面 磨 削 的 高 精 度 外 圆 磨 床 ， 60 年 代 末 又 出现 了 砂 轮 线 速 度 达 60 80 米 /秒 的 高 速 磨 床 和 大 切 深 、 缓 进 给 磨 削 平 面 磨 床 ，70 年 代 ， 采 用 微 处 理 机 的 数 字 控 制 和 适 应 控 制 等 技 术 在 磨 床 上 得 到 了 广 泛 的应 用 。20 世 纪 70 年 代 开 始 采 用 金 属 结 合 剂 的 金 刚 石 油 石 和 立 方 氮 化 硼 油 石 ，用 以 加 工 淬 火 钢 或 铸 铁 时 ， 磨 耗 量 仅 为 普 通 油 石 的 1/150 1/250， 同 时 油石 对 工 件 的 压 力 也 可 提 高 2 3 倍 ， 从 而 使 珩 磨 的 效 率 和 表 面 质 量 进 一 步 得 到提 高2） .国 内 研 究 情 况 ： 早 期 我 国 磨 床 工 业 及 磨 料 工 业 几 乎 一 片 空 白 ， 1944年 上 海 亚 中 机 械 厂 （ 今 上 海 第 三 机 床 厂 ） 才 制 造 出 我 国 第 一 台 外 圆 磨 床 。 解放 后 ， 我 国 相 续 建 立 了 现 代 化 的 磨 床 ， 磨 料 ， 磨 具 制 造 厂 及 专 业 研 究 所 ， 造就 了 一 大 批 从 事 磨 床 设 计 制 造 、 磨 床 磨 具 研 究 、 制 造 专 业 的 专 科 科 学 技 术 队伍 。 1955 年 以 前 ， 成 功 试 制 造 了 黑 、 绿 色 碳 化 硅 、 棕 色 的 刚 玉 ， 陆 续 开 发 了各 种 磨 具 。 1963 年 我 国 成 功 合 成 了 第 一 颗 人 造 刚 玉 ， 于 1966 年 投 入 批 量 生产 。 接 着 1967 年 成 功 研 制 立 方 硼 油 石 ， 1974 投 入 批 量 生 产 。 至 今 我 国 对 高速 磨 削 的 研 究 有 了 多 年 的 历 史 和 经 验 ， 在 70 年 代 进 行 了 80mm/s， 120mm/s的 磨 削 工 业 试 验 。 前 几 年 ， 也 计 划 开 展 了 250mm/s 的 磨 削 研 究 。改 革 开 放 前 后 ： 我 国 的 磨 料 磨 具 为 了 和 世 界 同 步 ， 在 以 下 几 个 方 面 进 行 了研 究 或 改 进 :（ 1） 进 行 提 高 磨 床 的 精 度 ， （ 2） 提 高 磨 削 的 自 动 化 程 度 ， (3)进行 高 速 研 磨 ， (4)加 大 高 精 度 和 高 光 洁 度 ， (5)能 强 力 磨 削 ， (6)宽 砂 轮 和 多砂 轮 的 磨 削 ， (7)提 高 磨 床 的 加 工 生 产 率 ， (8)发 展 特 殊 磨 削 和 成 型 磨 削 ， (9)超硬 磨 料 磨 具 。 超 硬 材 料 如 人 造 金 刚 石 和 立 方 氮 化 硼 目 前 被 称 为 世 界 上 最 硬 的物 质 ， 莫 氏 硬 度 为 10。3.论 文 的 基 本 设 计 思 路 ：主 要 研 究 珩 磨 头 的 运 行 方 式 、 结 构 等 。 根 据 设 计 题 目 的 要 求 ， 查 阅 相 关 资 料 ，了 解 观 察 现 有 珩 磨 机 珩 磨 头 的 结 构 ， 了 解 其 不 足 之 处 并 与 自 己 的 设 计 要 求 相 结合 ， 培 养 感 性 认 识 ， 为 后 期 设 计 奠 定 基 础 。 充 分 利 用 学 校 现 有 资 源 ， 在 图 书 馆查 阅 珩 磨 机 珩 磨 头 的 结 构 ， 并 向 老 师 请 教 其 工 作 原 理 及 相 关 零 部 件 的 性 能 、 工作 要 求 等 。第 一 章 光 整 加 工1.1光整加工与珩磨加工的关系：珩磨是一种以数根固结磨料的珩磨条所组成的珩磨头对内控表面进行光整加工的传统方法。珩磨是磨削加工的一种特殊形式，属于光整加工。需要在磨削或精镗的基础上进行。珩磨加工范围比较广，特别是大批大量生产中采用专用珩磨机珩磨更为经济合理，对于某些零件，珩磨已成为典型的光整加工方法，如发动机的气缸套，连杆孔和液压缸筒等。1.2.什么是光整加工：光 整 加 工 是 指 精 加 工 后 从 工 件 上 去 除 极 薄 的 材 料 层 ， 以 提 高 工 件 加 工 精 度 和 降 低 表 面 粗 超 度 的 加 工 方 法 ， 光 整 加 工 主 要 包 括 ： 超 精 加 工 、 珩 磨 加 工 、 超 声 波珩 磨 加 工 等 。1.3.光 整 加 工 的 原 理 ：光 整 加 工 是 一 种 选 择 压 力 作 用 点 的 加 工 方 法 ， 面 与 面 接 触 ， 使 突 出 来 的 点 受到 的 压 力 最 大 。 当 工 具 与 工 件 在 一 定 面 上 接 触， 施 加 压力后， 自动的 选择局部 突出的地 方加工 ， 故仅切除承 受压力处 的部分，这 加 工 方 法 使 工 具 与 工 件 分 布 随 着 进给 机 构 的 前 进 而 同 时 逐 步 提 高 精 度 ， 即 使 工 件 多 少 存 在 误 差 ， 由 于 加 工 过 程 中 工具 上 的 误 差 点 也 被 切 除 ， 相 互 提 高 了 加 工 精 度 ， 故 与 一 般 强 制 加 工 方 法 不 同 ， 光整 加 工 可 获 得 较 高 的 加 工 精 度 。 但 是 因 为 切 削 层 小 ， 故 需 要 较 长 的 加 工 时 间 。对加工精度而言，用细粒度的磨条以一定的压力压在旋转的工件上，并在轴向作往复振荡进行微量切削的光整加工方法。超精加工一般安排在精磨工序之 后进行，其 加工余量 很小（一 般为 58 微米） ，常 用 于加工各种 内外圆柱 面、圆锥面、平面、球面等，如曲轴、轧辊、滚动轴承套圈和各种精密零件等。工件经超 精 密 加 工 后 ， 表 面 粗 糙 度 可 达 R0.08 0.01 微米，表面加工纹路由波纹曲线相互交 叉 形 成 ， 从 而 易 于 形 成 油 膜 ， 提 高 润 滑 效 果 ， 因 此 耐 磨 性 较 好 。 由 于 切 削 区温 度 较 低 ， 表 面 层 有 轻 度 塑 性 变 形 ， 所 以 表 面 带 有 一 定 的 残 余 压 应 力 。 超 精 密 加工 常 用 的 磨条粒度一 般为 W0.5W2 。常用的 切削液为 80左右 的煤油加 20左 右的机油 ，并经严格过 虑，磨 条压力一 般为 0.050.3 兆 帕， 磨 条振幅一般 为 16 毫 米， 工件 圆 周 速 度 一 般 不 超 过 700 米 /分 。 若 需 要 提 高 零 件 的 形 状 精 度 及 去 掉 磨削 变 质 层， 必须 去掉 0.03 毫米 左右的余量， 此时采取 将超精加 工分为粗精 两阶段 ，粗加工时 用 较 粗 粒 度 的 磨 条 、 较 大 转 速 和 磨 条 压 力 ， 精 加 工 时 取 相 对 较 小 的 值 。 1.4.光整加工的特点：光整加工可获得比一般机械加工更高的加工精度。光整加工后可将工件的形状和尺寸精度提高一级，表面粗糙度 Ra值可达 0.20.025m。珩磨加工的工件表面质量特性好、加工效率高、经济性好，加工应用范围广。其特点是使用微粒组成的高品质微粒磨料固结磨具油石保证高的加工精度，要求磨料粒度、模具和组织保持良好的一致性，要求模具尺寸形状保持较高的准确性。为了实现各切削刃作微小的切削和高效的切削，要求磨具和工件有较大的接触面积，因此精整加工要求有良好的降温、冷却和排屑条件。一般光整加工因固结磨粒磨具的接触面积大，为了防止其发热变形、切屑堵塞磨具，固切削速度远低于磨削速度。为了不降低加工表面质量和加工效率，一般速度可在 100m/min-300 m/min之间选择。光整加工具有特殊的加工形式。模具与工件的相对复杂的运动得到精度较高的产品。诸如交叉切削运动（如珩磨加工）和相对振动切削运动（超精密加工）。光整加工所需的磨具不需修整。而是通过压力进给切削可通过各种加压方式 进行控制，使其从粗加工到精加工得到自动周期性自锐。超精加工、珩磨所用油石微刃切削力均匀，可以获得低粗糙的加工表面。现 超声波振动磨削及珩磨可以加工凹部及工件内表面异形孔，多角形等表面。第 二 章 一 般 珩 磨在一定压力下，珩磨头上的砂条（油石）与工件加工表面之间产生复杂的的相对运动，珩磨头上的磨粒起切削、刮擦和挤压作用，从加工表面上切下极薄的金属层。主要加工直径 5500 毫米甚至更大的各种圆柱孔，孔深与孔 径之比可达 10 或更大。在一定条件下，也可加工平面、外圆面、球面、齿面等。珩磨头外周镶有 210 根长度约为孔长 13 34 的油石，在珩孔时既旋转运 动又往返运动，同时通过珩磨头中的弹簧或液压控制而均匀外涨，所以与孔表面 的接触面积较大，加工效率较高。珩磨后 孔的尺寸精度为 IT74 级，表面 粗 糙 度可达 Ra0.320.04 微米。珩磨余量的大小，取决于孔径和工件材料，一般 铸铁件为 0.020.15 毫米，钢件为 0.010.05 毫米 。珩磨头的转速一般为 100200 转分，往返运动的速度一般为 1520 米分。为冲去切屑和磨粒， 改善表面粗糙度和降低切削区温度，操作时常需用大量切削液，如煤油或内加少量锭子油，有时也用极压乳化液。珩磨工艺(Honing Process)是磨削加工的一种特殊形式，又是精加工中的一种高效加工方法。这种工艺不仅能去除较大的加工余量，而且是一种提高零件尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度的有效加工方法，在汽车零部件的制造中应用很广泛。 珩磨加工原理 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 ）。珩 磨 工 艺 (Honing Process)是 磨 削 加 工 的 一 种 特 殊 形 式 ， 又 是 精 加 工 中 的一 种 高 效 加 工 方 法 。 这 种 工 艺 不 仅 能 去 除 较 大 的 加 工 余 量 ， 而 且 是 一 种 提 高 零件 尺 寸 精 度 、 几 何 形 状 精 度 和 表 面 粗 糙 度 的 有 效 加 工 方 法 ， 在 汽 车 零 部 件 的 制造 中 应 用 很 广 泛 。2.1 珩 磨 加 工 原 理 ：1） .在 一 定 压 力 下 ， 珩 磨 头 上 的 砂 条 （ 油 石 ） 与 工 件 加 工 表 面 之 间 产 生 复杂 的 的 相 对 运 动 ， 珩 磨 头 上 的 磨 粒 起 切 削 、 刮 擦 和 挤 压 作 用 ， 从 加 工 表 面 上 切下 极 薄 的 金 属 层 。 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） .在 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 。3） .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 亦 不 会 重 复 。 此 外 ,珩 磨 头 每 转 一 转 ,油 石 与前 一 转 的 切 削 轨 迹 在 轴 向 上 有 一 段 重 叠 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 不 多 相 等 。需 要 说 明 的 一 点 :由 于 珩 磨 油 石 一 般 采 用 金 刚 石 和 立 方 氮 化 硼 等 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 在 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 。 为 了 减 少 机 床 主 轴 与 工 件 的 中 心 不 同 轴 度 和 主 轴旋 转 精 度 对 工 件 加 工 精 度 的 影 响 ， 珩 磨 头 与 机 床 主 轴 间 采 用 浮 动 连 接 ， 以 工 件孔 作 导 向 。珩 磨 时 ， 珩 磨 头 圆 周 上 的 油 石 与 孔 壁 的 重 叠 接 触 点 相 互 干 涉 ， 一 方 面 油 石 将孔 壁 上 的 干 涉 点 磨 去 ， 另 一 方 面 孔 壁 也 相 应 的 使 用 油 石 上 面 的 磨 粒 尖 角 或 整 个磨 粒 破 碎 或 脱 落 ， 使 油 石 面 与 工 件 孔 壁 在 珩 磨 过 程 中 ， 既 旋 转 又 做 往 复 运 动 ，使 工 件 孔 的 加 工 面 形 成 交 叉 的 螺 旋 线 切 削 轨 迹 。 由 于 每 次 往 复 行 程 时 间 内 珩 磨头 的 转 数 为 非 整 数 ， 两 次 行 程 间 珩 磨 头 相 对 又 错 开 一 定 位 置 ， 这 样 复 杂 的 运 动使 珩 磨 油 石 的 每 一 个 磨 粒 在 孔 壁 上 运 动 的 轨 迹 不 重 复 。 在 整 个 珩 磨 的 过 程 中 ，孔 壁 及 油 石 面 上 每 一 个 点 相 互 干 涉 的 机 会 差 不 多 均 等 。 这 样 在 孔 壁 面 和 油 石 的接 触 面 积 不 断 增 加 ， 相 互 干 涉 的 作 用 和 切 削 作 用 不 断 减 弱 ， 孔 与 油 石 面 的 圆 度和 圆 柱 度 不 断 提 高 ， 孔 壁 的 粗 糙 度 降 低 ， 达 到 要 求 的 尺 寸 精 度 后 ， 完 成 孔 的 珩磨 。 图 2.1 珩 磨 加 工 的 运 动 方 式 图2.2珩磨的工艺特点及应用范围特点：1）加工精度高：采用珩磨加工孔时，其圆度、锥度为（0.005-0.010）纳米。表面粗糙度可达Ra（00.2-0.05）但不能提高位置精度。所以采用珩磨加工，可以
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