工程陶瓷珩磨加工珩磨头的设计

1、 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： 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2014.05.28 全套图纸，加 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：姓名： 专业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 系主任： 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

2、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

3、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

4、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 姓名 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

5、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

6、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： 姓名： 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

7、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XXX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

8、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5 1）.国外研究情况6 2）.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

9、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

10、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

11、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 head AbstractThis

12、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

13、 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 th

14、e 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 o

15、verall 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, fi

16、nally 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, m

17、echanical 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,

18、 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11 1）.国外研究情况12 2）.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

19、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

20、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

21、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

22、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

23、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

24、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

25、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6080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1/1501/250，同时油石对工件的压力也可提高23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

26、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

27、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

28、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

29、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

30、、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 R0.080.01 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

31、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

32、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

33、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 1334 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

34、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

35、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

36、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

37、。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

38、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

39、可达Ra（00.2-0.05）但不能提高位置精度。所以采用珩磨加工，可以代替部分磨削加工，其加工效率与磨削相当。它加工的形状和位置精度，与前道工序有密切关系，所以在珩磨前要保持工件的形状、位置精度。珩磨比磨削加工精度高,因为磨削时支撑砂轮的轴承位于被珩孔之外,会产生偏差,特别是小孔加工,磨削精度更差。珩磨一般只能提高被加工件的形状精度,要想提高零件的位置精度,需要采取一些必要的措施。如用面板改善零件端面与轴线的垂直度(面板安装在冲程托架上,调整使它与旋转主轴垂直,零件靠在面板上加工即可)。2）表面质量好： 珩磨后的表面具有交叉网纹，有利于储存润滑油的储存盒油膜的保护，并具有夹较高的支撑率，能承

40、受较大的载荷，耐磨损，使用寿命长，由于珩磨的速度只有普通磨削的十分之一，油石与工件是面接触，每个磨粒所承受的磨削力很小，因此，珩磨过程中的热量很小，使工件表面不产生烧伤、裂纹和变质层，也几乎没有嵌砂和挤压硬质层。因而广泛用于气缸套、缸筒的内孔精加工。珩磨加工面几乎无嵌砂和挤压硬质层。3) 加工范围广： 珩磨主要用于孔的加工，如圆柱孔、盲孔、锥孔等，也可以用于平面、外圆、球面等成型面的加工，珩磨的孔径为（1-1200）MM或更大，孔长可达12000mm，长径比可大于10 ，几乎所有的材料都能进行珩磨加工。特别是金刚石和立方氮化硼磨料的应用，进一步拓展了珩磨的运用领域，同时也大大提高了珩磨加工的效

41、率。4)切削余量少： 为达到图纸所要求的精度，采用珩磨加工是所有加工方法中去除余量最少的一种加工方法。在珩磨加工中，珩磨工具是以工件作为导向来切除工件多余的余量而达到工件所需的精度。珩磨时，珩磨工具先珩工件中需去余量最大的地方，然后逐渐珩至需去除余量最少的地方。5)纠孔能力强： 由于其余各种加工工艺方面存在不足，致使在加工过程中会出现一些加工缺陷。如：失圆、喇叭口、波纹孔、尺寸小、腰鼓形、锥度、镗刀纹、铰刀纹、彩虹状、孔偏及表面粗糙度等。（注意：珩磨只能改变形状精度，不能改变位置精度）6）对机床精度要求低：珩磨加工除采用专有用的珩磨机，也可以在车床、镗床、钻床上进行珩磨。超高硬度金刚石和立方氮

42、化硼磨料的珩磨条和珩磨轮的应用，加上进给方式改进和自动测量的应用，推动了珩磨工艺的发展，广泛应运于高精度孔的加工，其特点更为突出。采用珩磨工艺加工可以通过去除最少加工余量而极大地改善孔和外圆的尺寸精度、圆度、直线度、圆柱度和表面粗糙度。应运范围：加工精度高，珩磨后圆度可达0.00050.005mm，尺寸精度可达0.0050.025mm，表面粗糙度可达Ra0.40.05m，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，还可以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。几乎所有的材料均可以进行珩磨；珩磨后的表面纹理，

43、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，工人劳动强度低，可适用普通机床(车、铣、镗、钻床)加工高精度的孔。1）珩磨能获得较高的尺寸精度和形状精度，加工精度为IT7IT6级，孔的圆度和圆柱度误差可控制在35m的范围之内，但珩磨不能提高被加工孔的位置精度。2）珩磨能获得较高的表面质量，表面粗糙度Ra为0.20.025m，表层金属的变质缺陷层深度极微（2.525m）。3）与磨削速度相比，珩磨头的圆周速度虽不高，但由于砂条与工件的接触面积大，往复速度相对较高，所以珩磨仍有较高的生产率。珩磨在大批大量生产中广泛用于发动机缸孔及各种液压装置中精密孔的加工，孔径范围一般为15500或

44、更大，并可加工长径比大于10的深孔。但珩磨不适用于加工塑性较大的有色金属工件上的孔，也不能加工带键槽的孔、花键孔等断续表面。2.3珩磨的切削过程： 在珩磨过程中，珩磨油石表面状态、油石对工件的压力和工件加工表面状态三者终在变化，但因采取的扩涨进给方式不同其变化过程也不同。 1）定压进给珩磨， 定压进给中进给机构以恒定的压力压向孔壁,共分三个阶段。第一个阶段是脱落切削阶段,这种定压珩磨,开始时由于孔壁粗糙,油石与孔壁接触面积很小,接触压力大,孔壁的凸出部分很快被磨去。而油石表面因接触压力大,加上切屑对油石粘结剂的磨耗,使磨粒与粘结剂的结合强度下降,因而有的磨粒在切削压力的作用下自行脱落,油石面即

45、露出新磨粒,此即油石自锐。第二阶段是破碎切削阶段,随着珩磨的进行,孔表面越来越光,与油石接触面积越来越大,单位面积的接触压力下降,切削效率降低。同时切下的切屑小而细,这些切屑对粘结剂的磨耗也很小。因此,油石磨粒脱落很少,此时磨削不是靠新磨粒,而是由磨粒尖端切削。因而磨粒尖端负荷很大,磨粒易破裂、崩碎而形成新的切削刃。 第三阶段为堵塞切削阶段,继续珩磨时油石和孔表面的接触面积越来越大,极细的切屑堆积于油石与孔壁之间不易排除,造成油石堵塞, 变得很光滑。因此油石切削能力极低, 相当于抛光。若继续珩磨,油石堵塞严重而产生粘结性堵塞时,油石完全失去切削能力并严重发热,孔的精度和表面粗糙度均会受到影响。

46、此时应尽快结束珩磨。为了避免油石堵塞和提高加工效率，有时也会采取以下方法：珩磨头主轴定时改变旋向，使油石上的磨粒在其他方向参加切削。在进给机构中加上液压脉冲机构，定时瞬时增加切削压力，促使油石自锐。控制加工余量和预加表面粗糙度，即使加工余量合理，预加工表面不宜太光滑，以免影响油石自锐。 2）定量进给珩磨： 定量进给珩磨时,进给机构以恒定的速度扩张进给,使磨粒强制性地切入工件。因此珩磨过程只存在脱落切削和破碎切削,不可能产生堵塞切削现象。当有油石堵塞时，径向进给量大于磨削量，致使珩磨压力增大，磨粒脱落、破碎，从而使切削能力增强。油石完全失去切削能力并严重发热,孔的精度和表面粗糙度均会受到影响。为

47、了降低工件表面粗糙度并提高精度用此种方法珩磨时,为了提高孔精度和表面粗糙度,最后可用不进给珩磨一定时间。3）定位-定量进给珩磨： 开始时以定压进给珩磨,当油石进入堵塞切削阶段时,转换为定量进给珩磨,使油石上磨粒产生脱落、破碎，而获得新的切削能力，使珩磨效率提高。最后可用不进给珩磨,提高孔的精度和表面粗糙度2.4珩磨技术在汽车制造中的应用 先进的精密孔加工设备和技术在汽车及零部件加工业的应用十分广泛，比较典型的应用有发动机缸体、缸套、连杆、齿轮、油泵油嘴、刹车泵、刹车鼓、油缸、转向器、增压器等。如：1)珩磨在油泵油嘴行业的应用： 善能KGM-5000系列珩磨机是针对油泵油嘴行业的柱塞而开发的高精度珩磨机，去除量为0.01mm，加