工程陶瓷珩磨加工珩磨头的设计（含CAD图纸和说明书）
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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 head AbstractThis 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 R0.080.01 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 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，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。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，加工总周期为30秒；圆度0.0005mm；直线度0.0007mm；表面粗糙度Ra 0.06。实现了完全以珩代磨的目标，从而大大延长了提高了油泵油嘴的性能和寿命，完全达到家排污标准。2)珩磨在齿轮内孔中的应用： 现在广泛使用珩磨工艺的汽车齿轮有行星轮、太阳轮、双联齿轮等。 珩磨在增压器零件上的应用根据增压器中间壳的材料和内孔的特殊结构形式，可采用电镀金刚石磨粒套作为珩磨工具，多立轴结构型式，可以实现在一个循环过程中完成粗加工、半精加工、精加工和去毛刺等多个加工部序，多工位转台可以实现加工过程的自动化，提高工作效率。2.5珩磨头的结构形式：珩磨头的结构对加工质量和生产效率有很大的影响。对珩磨头的要求是：油石能在径向均匀的涨缩，对加工表面的压力能调整并保持在一定的调整范围；油 石座具有一定的刚度，当被加工孔的形状误差（如圆度圆柱度误差）使油石的压力增加时，油石在半径方向上不至于发生位移和歪斜；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。1）.通用珩磨头通珩磨头通常用来加工中等孔径，由磨头体、油石、油石座、导向条、弹簧、 锥体涨芯组成。当涨芯锥体移动时，油石便可涨开或收缩。珩磨头为棱圆柱体， 珩磨油石条数一般为奇数。油石座直接与进给涨锥接触，中间不用定销与过渡板， 结构简单，进给系统刚性好。磨头的外径尺寸应以被加工孔径为准，当油石处于收缩状态时，磨头外径比 被加工孔径小，以便磨头进入或退出工件孔；当油石处于最大涨开位置时，磨头 的外径至少应等于被加工孔的最终要求尺寸加上油石的极限磨耗量。有时在磨头体圆周上嵌有导向条，它与油石相间排列。当磨头进入工件孔时 起定心作用。此外，它还能防止油石因磨耗不均而导致磨头偏心。导向条在圆周 上的外径应比被加工孔的尺寸小 0.1-0.5mm，但比油石收缩时的外径大，并与油 石圆周同轴。2）.小孔珩磨头珩磨直径为 2-30mm 的小孔时，磨头与油石座成为一体，使涨芯与磨头体在整个长 度上为接触面，以增强刚度。（1).油石珩磨头适用于加工直线度要求较高、孔径为 2-30mm 的珩磨头由两根 导向条与一根切削油石组成。两根导向条非对称分布，宽度大的导向条用来承受 油石产生的径向力和切向力的合力（合力通过它的支撑面中间）, 防止珩磨头变 形。窄导向条起辅助支撑的作用，使珩磨头与孔的接触状态稳定，以提高加工精 度。导向条的材料用硬质合金或人造金刚石。根据孔径大小，导图2.2 直径大于12mm的小孔珩磨头：1涨心体 2油石 3油石座4磨头体 5活动套 6滑动螺母 7拉杆 8挡圈向条可以做成镶嵌式或用电镀法将金刚石微粉镀在磨头体上，也可镀上粗粒 度的金刚石，然后用立方氮化硼砂轮或油石将其磨钝，使其失去切削能力。（2）开轴瓦式珩磨头。由两个半圆性轴瓦构成，适用于加工直线度要求较高、有间断表面的孔。珩磨头的径向扩涨进给是通过楔形涨芯作用于两个半圆轴瓦的斜面上，缩回是靠轴 向两端的两个O形弹簧圈的弹力。它可用普通磨料油石粘接于磨头表面，也可以用几根金刚石油石用低熔点的焊条焊接于磨头表面。油石长度为一般珩磨头所选用油石长度的两倍。此磨头用于在磨床上修磨它的切削表面，加工精度稳定，切削效率比单油石珩磨孔高 10左右，使用寿命长。(3）.可调整的整体珩磨头，在大量生产中用着这种准珩磨头来加工高精度的孔。孔的形状误差可达 0.5微米以下，尺寸误差可控制在 2-3 微米内，表面粗超度 Ra达 0.2微米。磨头体为一整体套筒，两边对称开俩不两条向槽，在其表面上镀 上 0.3-0.5mm厚度的金刚石磨粒，磨头内孔为 1:50 锥孔。利用锥孔中的锥形涨芯使 整个磨头体长生弹性变形而调整到预定的尺寸。早加工过程中没有涨缩运动，因此可以看作是一种成型工具。使用这种珩磨头的机床，一般多为立式多轴多工位珩磨机。珩磨头与主轴间是刚性联接，工件夹具设计成浮动形式。珩磨头的运动与一般珩磨头运动不同，磨头一方面作旋转运动，一方面径向快速接近工件，轴向工作进给（进给速度为 1-1.5m/min）,快速退回。一个工作循环即可完成。3). 特殊珩磨头(1).盲孔珩磨头: 盲孔式珩磨头是珩磨加工工艺中必须使用的一种工具，与珩磨油石配合使用，能大大提高零件的加工精度和生产效率，具有精度高、可测量等特点。可完成一般珩磨工艺和平台网纹珩磨技术等工作，产品规格有8 到400不等,也可根据用户要求制作各种非标准规格。超硬材料珩磨油石是机械制造业中装在特种磨床-珩磨机上加工各种发动机缸体孔、缸套（含薄壁缸套）、连杆孔以及其它高精密孔等工件的一种先进工具，它是采用超硬材料（人造金刚石或立方氮化硼）和金属结合剂，混合、压制、烧 结而成，具有磨消效率高、磨耗小、使用方便、经济效益好等特点，可以满足高精度珩磨工艺和平台网纹珩磨技术的要求，已在汽车、拖拉机、冰箱压缩机、 缝 纫机、气动液压件等行业广泛使用. 图2.3 1、油石；2、导向条；3、扩涨锥心；4、磨头体； 5、 弹簧; 2）.锥孔珩磨头 锥形轴与磨头体通过键带动而一起旋转，同时磨头体又带动油石座与 油石作旋转往复运动（锥形心轴不作往复运动）。因油石座与油石是沿锥形心轴的 锥面上移动的，并且要求锥形心轴在轴向无窜动，因此，工件孔的锥度精度取决于锥形心轴的锥度。3.大孔珩磨头主要用于大孔径的珩磨加工。图2.4 大孔珩磨头结构图 1推杆 2 连杆 3 连接销 4磨头壳体 5螺钉 6环拉簧 7油石座 8 涨锥 9油石 10顶柱 11 压板2.6珩磨机有哪几种，选用原则：珩磨机可分立式和卧式两种。除加工2m以上、外形较复杂、装嫁较为困难的小工件采用卧式珩磨机外，一般采用立式珩磨机。选用珩磨机的原则如下：1）根据所生产工件的批量大小，选择不同型式的珩磨机。工件生产量大，选用功率大、自动化程度高的珩磨机。生产量小，应选用通用性好的珩磨机。其珩磨的规格和参数，必须与工件外形尺寸、加工表面的尺寸相匹配。2)根据所珩孔的结构型式，选择珩磨机的往复机构及性能。在珩磨盲孔时，要求往复机构换向重复精度高，能适应手动或自动控制行程长短。3)根据同一孔分阶段珩磨的次数、生产批量与生产节拍工件外形及一工件上所加工的孔数，选择珩磨机主轴数和工作台形式。4)根据工件尺寸大小、结构形式、加工精度、珩磨头结构形式、油石耐用度、生产批量等，选择工件尺寸控制方式。5) 根据工件尺寸加工表面粗糙度要求、尺寸精度，选定切削液净化方式与冷却装置。根据设计要求，选择M4250A的立式珩磨机床，沈阳中捷友谊厂生产的产品可达到加工要求。2.7 珩磨工件常见有哪些缺陷和消除措施:1）孔的圆度误差大，其原因是机床主轴和工件孔不同轴误差大，夹具夹紧点选择不当或夹紧力过大，造成工件变形。珩磨头制造精度差，或珩磨头制造精度差，或珩磨头刚性差，油石座与磨头体配合不好。磨头与主轴没有采用浮动连接。磨头动平衡不好，使工件产生偏心和振动，前工序工件孔圆度误差太大和加工余量太小，或工件孔不能充分均匀相互修整，油石的硬度不均匀、磨损不一致或严重堵塞。主轴与磨头采用浮动连接时，油石太短，不能起导向作用。切削液太脏。消除措施;针对以上产生原因进行分析，采取相应措施。2）圆柱度误差大。主要原因是油石上下行程调整后产生偏移或油石越程量选择不当，前工序后孔的圆柱度误差大，工件夹紧变形或上下直径误差大。消除措施：根据工件孔的情况，合理选择油石长度和油石的越程量。合理选择夹紧工件的夹紧点和夹紧力，防止工件变形。消除油石座和锥芯的上下窜动，仔细校正油石，使油石的外径上下一致。3）直线度误差大;其原因是工件夹紧不当造成的工件变形，浮动环节转动不灵活，工件前工序孔直线度误差过大或加工余量小。油石太短和接触不良。消除措施，前工序孔的直线度达到要求，适当增加油石长度和提高油石矫正精度，合理夹紧工件，以减少工件变形，仔细检查浮动装置，消除不灵活。4）工件中心与基面垂直度误差大，其原因是工件安装不当，造成孔的中心线与机床主轴中心线偏斜过大，夹具定位面与机床主轴中心不垂直和机床与工件孔同轴度误差大。消除措施:调整夹具使工件孔与机床主轴中心线同轴并垂直，使磨头浮动装置灵活。5）加工表面粗糙度大：其原因是油石压力大，珩磨液粗糙度太低和很脏。压力太小，珩磨交叉角太大，油石磨料粒度太粗或油石气孔堵塞。消除措施：适当减少油石压力和珩磨交叉角，选用较细磨料粒度的油石，增大珩磨液的流量和压力，并保持清洁。6）加工表面有划伤：其原因是油石磨料粒度不均匀或油石气孔堵塞，珩磨液不清洁，含有磨屑和磨粒，或流量过小和压力低。消除措施：增大珩磨液的流量和压力，保持清洁，防止油石气孔堵塞。7）加工效率低：其原因是油石的压力太小、磨料的粒度太细，油石的硬度过高和自锐性太差，油石的磨粒和结合剂选择不当，珩磨液的黏度太大。消除措施：合理的选择油石压力、磨料、粒度和结合剂，降低珩磨液的黏度，选用较软的油石硬度来提高油石的自锐性。8）油石的磨耗大：其原因是珩磨头的刚性太差，油石座与珩磨头配合太松，使珩磨时产生振动，油石的工作压力过大，油石硬度太低，造成油石脱粒太快。消除措施：合理选择油石的硬度及工作压力，提高油石座与珩磨头间配合精度，防止在珩磨过程中产生振动，选用耐磨性高的磨料。 第三章 珩磨头的结构设计3.1珩磨油石的选择：1）珩磨的油石的长宽高：油石长度 的选择与工件孔的长度 L 有关，油石过短会降低珩磨效率，油石过长则影响孔的圆柱度。油石长度选择可参考公式 =(13 34)L。 表3.11 珩磨直径与油石长度的关系对应表油石宽度小，与工件接触面积小，切削效率低。油石过宽，切屑不易排除。容易造成油石堵塞。而影响油石的切削性能和加工精度，选择珩磨油石的原则是：工件材料硬时，油石应窄些，工件材料软时，油石应宽一些。加工铸铁时，油石应宽一些。加工软钢时，油石应该窄一些，这样有利于排屑。金刚石等超硬磨料的油石宽度大约为一般磨料油石宽度的1/3-1/2.一般珩磨头上的油石总宽度约占所磨孔周长的15%-28%。金刚石油石或孔径大时，油石的总宽度要小些。珩磨小孔时，可采用大的油石总宽度。2）珩磨油石的数量：珩磨油石的数量，应根据工件的孔径材质、硬度、珩磨孔径的尺寸、珩磨精度和表面粗糙度、油石的工作压力及切削效率等选用。珩磨油石必须保证粒度、硬度均匀，不允许混入粗磨料和杂质，并且要求具有一定的弹性和抗压性能。在保证珩磨头刚性的情况下，油石数量增多，可以避免工件形状对精度的影响，还能提高珩磨效率。但也要考虑数量增多，可以避免工件形状对加工精度的影响，还能提高珩磨效率。但也要考虑切削液能否充分注入和切屑是否易于排除。当工件孔中有键槽或有径向孔时，这时的油石宽度必须大于键槽宽度和径向孔的直径，此时珩磨头的油石数量就应该相应减少。子啊一般的情况下，油石的数量与宽度可按下表选取： 表3.12 珩磨头直径与油石数量、宽度对应表珩磨头直径/mm油石数量油石宽度/mm珩磨头直径/mm油石数量油石宽度/mm小于1023-550-1503-67-1510-202-33-8150-2504-1011-2020-502-45-10大于2503-6大于153)怎样选择珩磨油石的长度:珩磨油石的长度，与所珩磨的孔径，孔的形式和孔的精度要求有关。油石长度越长，则导向性就越好，所珩磨孔的直线性就越好。而且效率也就越高。但油石不宜过长，否则会增大珩磨头的尺寸与数量，同时也影响油石和油石座的刚性。一般情况可按下表选取： 表3.13 孔的类型和孔的真度对照表孔的类型不校准原始孔的直度校准原始孔的直度一般孔Lw/Dw大于等于3大孔L大于等于（1-1.5）DwL大于等于（1/5-1）Lw小孔L=（1/2-2/3）Lw一般短孔Dw大于等于LwL=（2/3-3/4）Lw带窗口或空刀的长孔L大于2Lk或L大于等于（1-1.5）Dw或L=（1/2-2/3）LL大于2Lk或大于等于（4/5-1）Lw多台阶孔L应大于三个台阶跨距的长度，保证加工一个台阶孔时，至少有两个台阶孔作支撑导向注;表中，Lw件工件孔长度；L油石长度；Lk窗口或空刀长度；Dw孔的直径。4)怎样选择珩磨油石的磨料:1.白玉刚（WA）:主要用于珩磨抗拉强度高、韧性大的金属，如碳钢、合金钢等。2.单晶刚玉（AS）：主要用于珩磨韧性大的难加工金属，如轴承钢、高速钢等。3.绿碳化硅（GC）和黑碳化硅（C）：主要用于珩磨抗拉强度低和脆性大的材料，如铸铁、硬质合金、黄铜，宝石、青铜、陶瓷、玻璃等。4人造金刚石（D）：主要用于高硬度高脆度难切削材料，如铸铁、硬质合金、淬火钢、宝石、玉石、陶瓷、玻璃、半导体等。5.立方氮化硼（CBN）：主要用于珩磨硬度高、韧性大的难加工材料，如不锈钢、耐热钢、高强度钢和镍基合金等。5)油石的粒度:应比砂轮选择的粒度细一些，并要求磨料粒度均匀，不允许混入粗磨粒和杂质。应根据工件材料和工件表面粗糙度要求来选择珩磨油石磨料的粒度： 表3.14 油石粒度与你凹面粗糙度对应表油石粒度加工表面粗糙度Ra/m油石粒度加工表面粗糙度Ra/m钢铸铁、青铜、铝合金钢铸铁、青铜、铝合金120-1500.81.6W40-W280.10.2150-2400.40.8W200.050.1240-W400.20.46)怎样选择珩磨油石的硬度:在相同的磨削条件，珩磨油石的硬度应比砂轮硬度低一些，以保证油石在珩磨过程中自锐好。在工件要求高精度时，要求油石的硬度均匀。普通油石硬度在J-P间选择，金刚石油石的硬度在M-S间选用。在珩磨油石硬度选择时，还要根据材料的硬度。工件材料硬度高，油石硬度低，反之，则油石硬度应高，如表： 表3.15 工件硬度与油石硬度对应表工件材料硬度（HRC）6058-5752-5745-5134-4434油石硬度DEF-GG-HJ-KK-NP-QQ-R7）怎样选择珩磨油石的结合剂:珩磨油石的结合剂，主要有陶瓷、树脂、青铜、电镀金属4种，一般刚玉类、碳化硅磨料采用陶瓷结合剂。这种结合剂，性能稳定，不收温度的影响，但脆性大。人造金刚石多采用以青铜为主的金属结合剂，这种结合剂的强度大，能承受较大的负荷，寿命长，主要用于珩磨硬脆性材料。树脂结合剂的强度比青铜低，珩磨时气孔不易堵塞，且有弹性，加工的表面粗糙度低，受高压时仍能保持切削性能，但易磨损，可用于作一般磨料、金刚石磨料和立方氮化硼磨料油石的结合剂。电镀金属结合剂，它的粘结度高，但受镀层厚度的限制，一般用于金刚石磨料的结合剂。 珩磨用油石选用结合剂的原则是：加工硬材料时，选用软的结合剂。加工软材料时选用硬的结合剂。如珩磨铸铁等较软而容易切削的金属，珩磨中产生的切屑多，切屑对结合剂造成强烈的磨损，为了减少油石的磨损，应选用耐磨而硬度高的金属与陶瓷结合剂。在珩磨淬火钢等硬度高的材料，切下的切屑少而细，切屑对结合剂的磨耗小，磨粒脱落困难，为了使油石自锐性好，保持磨粒锋利，应选硬度低的树脂结合剂。8）怎样选择珩磨油石的组织和浓度:珩磨用油石的组织有紧密的和疏松多孔的，它的选择原则与砂轮组织选择原则相同。在珩磨硬度低，韧性大的工件材料时，应选组织紧密的组织。金刚石或立方氮化硼要规定其浓度。在1cm3体积中含有金刚石或立方氮化硼磨料重量4.4克拉时，定为浓度为100%。常见的油石浓度为150%（6.6克拉/cm3）、100%（4.4克拉/cm3）、75%（3.3克拉/cm3）、50%（2.2克拉/cm3）四种。其中浓度100%最常用。但同样的浓度，粗粒度的油石，所含颗粒的数量少，故浓度应选得高些。相反，细粒度的油石，所含的磨粒数量多，故浓度应当适当选得低些。珩磨硬度高的材料和粗珩磨时，应选高浓度的油石，反之应选用低浓度的油石。如下表： 表3.16 零件硬度与油石加工方式工件名称材料硬度加工表面粗糙度Ra/m油石汽车气缸套HT200HB180-2410.2粗珩GC120MV精珩GCW28MV拖拉机缸套孔HT200高频淬火HRC39-470.2粗珩GC80MV半精珩GC180LV精珩GCW28KV连杆孔40CrHB223-2800.8WA180MV或GC180MV柱塞套GCr15HRC60-650.4WA180MV阀门衬套4Cr14Ni14W2Mo氮化580.1DM40D100综合以上的结论：本次设计选用两组不同的珩磨油石来珩磨100mm的孔，故一组为硬度为g-h，人造金刚石材料，以青铜为结合剂，3个油石，宽度为10mm，粒度为130;另一组为硬度p-q，立方氮化硼材料，陶瓷结合剂，3个油石，10mm的宽度，粒度为w40-w28.3.2珩磨油石怎样与油石座固定：珩磨油石与油石座牢固地结合在一起，才能在珩磨的带动下进行珩磨工作。要求结合可靠，在工作中不脱落、不松动，而且要求油石与油石座固定和装卸方便。油石与油石座结合固定有以下三种方式：（1）机械夹固式:采用螺钉、压板将油石夹紧在油石座上。（2）粘接式：这种方式是最常用的结合固定方法。一般油石可用虫胶片（漆片、洋干漆）粘接。用胶粘接的好处是可避免机械夹固受力不均匀和造成油石断裂的问题。粘接的方法是将粉碎的虫胶均匀撒在油石座槽内，加热100左右，使其融化，当胶熔化后，把油石放上加压，冷却后即可进行加热到小于250，使胶熔化，即可将油石座取下来。大尺寸的金刚石油石，可用流动性好的低熔点焊条，与油石座焊接在一起，冷却后进行修整和使用。（3）直接结合式：加工小孔的金刚石或立方氮化硼油石及一些特殊珩磨头，也可将油石和油石座做成一体，或将磨料的磨粒直接镀在磨头的工作表面上，也有将油石直接粘在塑性油石座上，便于进行环规式测量或减少噪声。综合考虑，本次设计选用机械夹固式。3.3怎样修整珩磨用的油石由于油石、油石座、珩磨头的制造和装配误差的影响，油石装在珩磨头上后，油石工作面与磨头的同轴度和圆柱度的误差较大。虽然油石在珩磨过程中能得到修整，但因工件余量小，不能再最初珩磨中修整完整。而影响加工质量。因此，油石在珩磨使用前，必须进行修整，以使工件达到预想的加工质量。下面介绍两种修整的方法（1）采用磨削法：对规格较大的珩磨头和采用一般磨料的油石，可根据油石工作面的尺寸要求，设计专用夹具，将固定在油石座上的油石一起安装在专用夹具上进行外圆磨削。也可以安装在磨头上，在磨头两端配置定位盘后，在外圆磨床上进行磨削。此种方法，修整后的油石精度高。如下图是专用夹具： 图3.1 专用夹具图人造金刚石或立方氮化硼油石，可在外圆磨床上用碳化硅砂进行磨削修整。修整时，砂轮的速度为（1-3）m/s，砂轮磨料的粒度应选择比油石磨料粒度粗一号的碳化研磨粉，放在平板上，手持油石作转动，或采用专用夹具使油石作螺旋运动，研去油石上一部分结合剂，达到油石锐化。（2）采用研磨法：对于珩磨小孔的金刚石或立方氮化硼条形油石，可采用研磨法，将带有磨料的工作层表面，用比油石磨料粗的碳化硅粉放到平板上进行研磨，当表面基本研平后，再放在专用虎钳夹紧，如下图所示，将定位基准面磨平，使油石的尺寸大小一致，再装在研磨头上，进行试研磨后，正式进行研磨工件。经过修正后的金刚石油石，油石它的切削能力较大，研磨的工件表面相对粗糙一些。待研磨一定数量工件后，磨粒的切削情况稳定，工件的加工表面质量才好加工质量才好。3.4.涨锥的设计：涨锥是利用结构通过它的轴向移动来扩涨或收缩油石。在加工时油石给涨锥带来很大的压力，因此，涨锥需要有较大的刚度。珩磨时油石扩大至最大时，油石外径应小于被加工孔珩磨前的孔径，以便于进入和退出。珩磨油石极限扩涨量应大于油石有效磨料厚度。即油石座涨开后的外径加上油石使用后的报废尺寸（普通油石 1-2mm，金刚石油石小于 0.1mm）应等于或略大于珩磨孔径。大孔珩磨头的扩涨或收缩是通过锥芯相对于珩磨油石座下部的锥面或锥体作轴向调节完成的。小孔珩磨头上的油石或油石座的扩涨或收缩，是依靠锥芯相对于珩磨油石基体的斜面作轴向运动来进行调节完成的。锥芯上的支撑油石的斜面数量，应与珩磨头上基体上的槽数相等，其等分也应与槽上的等分相吻合，以保证油石可以顺利的装入珩磨头基体。斜面角度的一致性，可以确保所有油石扩涨的一致，对提高珩孔精度，特别是孔的几何尺寸是大有好处的。大孔珩磨头所使用的锥芯斜面角度,除要求锥芯有足够的强度外，还要保证珩 磨油石在扩涨或收缩至极限时，锥芯仍保留一半油石长度在锥芯锥面上支撑着，其值可通过计算得出。 锥芯斜面角度的大小，应控制在 2-330范围内。加工直径 10mm 以下的 孔时，锥芯斜面角应在 2-230，加工直径在 10-20mm 孔径时，锥芯斜面角应 在 3或 330。锥芯斜角过小，影响油石快速进给或缩回，影响微量进给，且加工效率低， 油石利用率低。斜角过大时会使油石进给时扩涨过猛，虽能提高效率，但会使挤 压力、切削热增多，油石表面容易堵塞切屑，影响正常切削。如下图根据要求设计的涨锥。 图 3.2 涨锥图 3.5导向装置的设计：为了防止珩磨油进出孔时被破坏，避免绗磨头上其他零件与被加工表面接触， 绗磨头上一般都装有前导向头、导向条、后导向套等。小直径通孔珩磨，采用前导向头。 导向条及导向头外径应大于或者等于絎磨油石收缩至极限位置时的外径，小于被加工孔在珩磨前的最小直径。 导向的数量与油石数量相等，导向条长度每端超出油石 8-10mm，导向条两端应有 10X15倒锥，导向条外径圆柱度应小于 0.01mm，与工件已加工表面接触的导向件材料，采用夹布胶木，与工件待加工表面接触的导向材料，采用碳钢，合金钢或青铜，导向条采用硬质合金。 珩磨头基本、涨锥等主要零件的材料。珩磨头基本、涨锥等主要零件要求较高的强度和硬度，选用 CrWMn、CrMn、9SiCr 或 T8A 材料，要求硬度达到 62HRC。 图3.3 导向条 第四章 珩磨用量的选择4.1.怎样选择珩磨速度与切削交叉角：珩磨合成切削速度Ve是由圆角速度V和往复速度Va合成的。这个合成速度方向，就是油石上磨粒的切削方向。在珩磨头每一往复运动行程中，参加切削的每一个磨粒在表面上的运动轨迹是两条相交叉成一角度的螺旋线，无数颗磨粒切削的结果，便在工件孔表面上形成交叉网纹。网纹的交叉角=2arctan(Va/V),珩磨加工的效率和加工质量与合成速度和切削交叉角有关，也即与圆周速度和往复速度两者的比例关系有关。在实际工作中，珩磨机可供调整的参数，是圆周速度和往复速度。选择圆周速度和往复速度的方法有两种：第一种是根据珩磨效率和粗珩及精珩加工要求，选择合成切削速度和交叉角。在下表中可查相应的圆周速度和往复速度。第二种方法是表二查取。表4.1 珩磨不同工件材料的切削参数工件材料加工性质合成切削速度Ve/(m/min)交叉角（）圆周速度V/(m/min)往复速度Va(m/min)灰铸铁粗加工25-304523-2810-12精加工35453213.5球墨铸铁粗加工22-254520-239-10精加工30452712一般钢粗加工20-2550-6018-229-11精加工28452512合金钢粗加工25452310精加工28452611淬火钢粗加工15-224014-215-8精加工304014-215-8铝粗加工25-306021-2612-15精加工30453017.5青铜粗加工25-306021-2612-26精加工35453017.5黄铜粗加工18-306015-269-15精加工50304813紫铜粗加工25-306021-2612-15精加工40453816纯铁粗加工25-30453816精加工33453112 4.2 不同工件材料的圆周速度和往复速度工件材料硬度圆周速度V/(m/min)往复速度Va/(m/min)交叉角（）钢HB200-30025-552040-76HB230-47518-451844-90HRC50-6525-401848-72铸铁HB200-47550-652540-54HRC5025-402564-90铝HB50-11050-652540-54铜合金HB120-14050-652540-54HB180-20045-552548-60珩磨时的交叉角的大小对珩磨效率和珩磨后的工件表面粗糙度产生直接影响。交叉角为45时，珩磨效率最高。交叉角小，工件表面粗糙度低。一般粗珩磨时，交叉角为30-60；精珩磨时，交叉角为20-30。镜面珩磨时，交叉角为15-25。本次设计以汽车零件为加工对象，所以选择合金钢的技术参数。4.2.珩磨头油石扩张进给方式对珩磨过程有哪些影响：珩磨头油石扩涨进给方式，不仅影响珩磨的效率，而且也对工件的几何精度和表面粗擦度产生影响。1）定压扩涨进给这种进给方式，是通过液压等对珩磨头上的油石施加恒定的压力。在珩磨过程中，随着工件孔壁粗糙度的下降，油石对工件孔壁单位面积的压力和直接与压力相关的进给量也相应减少。也即定压进给方式是一种非匀速进给。为了提高珩磨效率和降低加工表面粗糙度，在实际工作中，采用在不同的珩磨阶段，对油石施加不同的压力。（1）单压力进给：这种珩磨过程是珩磨油石在一种压力下，快速趋进孔壁、珩磨，快速推出工件。在珩磨的前半段时间切除余量，后半段时间，油石的磨粒是破碎切削和堵塞切削，主要是降低工件表面粗糙度。采用此扩涨方式，因油石很快接触工件和进给压力过大，会造成油石损坏，所以进给压力不宜过大，而且对之前一工序的孔，要求形状精度好，表面粗糙度不高于Ra6.3m.(2)高压低压进给：珩磨过程是油石快速接触工件孔表面，高压珩磨、低压珩磨、快速退出工件。它是前半段时间以高压扩涨油石切除余量，后半段时间以低压无火花珩磨来提高加工精度和表面质量。但为了防止损坏油石，高压的压力不宜过大。此进给方式，在加工效率和加工表面粗糙度方面好于单压力进给。（3）低压高压低压进给：此珩磨时以低压力进给使油石接触工件，以防止油石损坏，然后以高压力进行切削去除余量，最后以低压力来提高工件精度和降低表面粗糙度。（4）两个阶段的高压低压进给：此种进给方式适用在一个珩磨上装有粗珩和精珩的两种油石的组合珩磨头，工件在一次装夹后完成粗、精珩磨。精珩磨时的高压比精珩的高压高、粗珩的低压比精珩的低压高。珩磨的过程是：粗珩油石快速涨开与工件表面接触，以高压力进行粗珩，去除大部分余量，接着油石压力降低，进行无火花珩磨后，粗珩油石缩回，油石压力消失，另一组精珩油石张开接触工件表面进行精珩，经过一定时间，油石的压力又降低进行短时间的终珩后结束。（5）低压高压脉冲低压进给：珩磨时过程是压力使油石接触工件表面，液压系统加压并产生多次突变压力，使油石的磨粒切入工件，由于压力大，使油石得到自锐。当压力降低时，油石的切削能力提高，使余量切除。最后还是采用低压力，来以提高孔的质量。2）定量扩涨进给此进给方式，就是不管被加工工件珩磨的难易或珩磨力的变化情况，油石始终以预定进给速度强制扩涨进给，因此它是一种匀速进给。这种进给方式珩磨的过程是：珩磨头进入孔后，油石快速接触孔壁，然后以慢速扩涨进行珩磨。到接近孔要求尺寸时，停止进给进行精珩，以达到孔的质量要求。这种进给方式的有点是对孔的原始误差修整能力比定压进给强，故加工精度高。3）定位定量进给这种进给方式，综合了定压进给和定量进给的优点。这种进给方式的珩磨过程是：先采用定压进给，使油石接触孔壁进行珩磨，当油石对孔表面进行粗珩后，再采用定量扩涨进给进行强制珩磨，最后采用不进给精珩。因此，加工效率和加工质量较高。4）手动扩涨进给这种进给方式，一种是停机手动进给，另一种是不停机进给。手动扩涨进给，珩磨油石的压力是变化和间歇的。只要珩磨头设计及工艺合理，其加工质量也很好。只不过加工效率低，适合用于单件生产。4.3.怎样选择珩磨油石的工作压力：珩磨油石的工作压力，是指垂直作用在油石上单位面积的平均压力。油石工作压力的大小，将直接影响金属切除余量、油石磨耗量、工件的加工精度和表面粗糙度。当油石的工作压力增大时，金属切除量也增大。油石的工作压力过大时，油石的消耗量急剧增大，工件加工表面质量也差。每一种珩磨用的油石，各有其临界的工作压力，当超过这一临界压力时，油石消耗严重，反而提高不了珩磨效率。选择油石工作压力时，还的考虑工件材料、形状及尺寸以及珩磨头的刚性、机床的功率等因素的影响。4.3 珩磨一般材料时油石工作压力的选择加工工序工件材料油石工作压力/MPa加工工序工件材料油石工作压力/MPa粗加工铸铁0.5-1.47粗加工钢0.4-0.78钢0.2-0.5铸铁0.05-0.1精加工铸铁0.2-0.5精加工钢-0.14.4珩磨时怎样选择定量进给的进给进度：定量进给的进给速度的选择，与工件材料、工件材料的硬度、加工阶段、加工效率、加工表面质量、油石消耗、油石尺寸、油石的磨料和粒度等因素有关。油石的定量进给速度高，则珩磨的效率高，不但造成油石消耗量大，而且使工件表面的粗糙度增大。所以在选择进给速度时，要综合考虑。工件材料硬度高时，进给应慢一些。工件材料硬度低，则应进给快些。珩磨钢件应进给慢些，加工铸铁进给慢些，加工铸铁应进给快些。粗珩进给快些，精珩进给慢些。油石磨料粒度粗进给快些，磨料粒度细则慢些。油石与孔接触面进给慢些，油石窄时则进给快些。4.5.珩磨时怎样调整工作行程：为使珩磨加工出形状精度高的孔，珩磨时必须调整好油石的工作行程和相应的越程量。珩磨油石的行程与越程量的大小，将直接影响所珩磨孔的质量。当珩磨油石的工作行程与油石的越程量合理，孔的圆柱度就好。如油石越程小，就出现孔的两端呈喇叭形。一端越程量大，一端越程量小，所珩磨孔产生一端越程量大，一端越程量小，所珩磨孔产生一段大一端小。珩磨油石在孔的两端越程量大，所珩磨孔为中间打两端小呈腰鼓形。孔的长度L、油石长度l,越程量a和行程长度l,珩磨油石工作行程l的计算式子：l=L+2a-l。油石的越程量一般取油石长度的1/5-1/3，但越程量与所珩磨孔的前工序几何形状差，被加工工件材料、油石往复运动时在孔的两端停留时间长短有关。因此按上面公式计算调整机床后，应进行试珩并进行测量孔的实际情况，然后重新调整越程量再珩磨，直至合格。在大批生产中，用金刚石油石珩磨，孔的圆柱度精度要求高时，应严格控制珩磨油石圆柱度的锥度和工件孔的前工序几何形状误差。4.6怎样选择工件孔的珩磨余量：为了去除前工序的工件表面加工痕迹和形状误差，珩磨时的加工余量应大于前工序总误差，一般取前工序总误差的（2-2.5）倍。在大批生产，尤其是对精密孔的珩磨加工，加工余量的大小，除影响珩磨效率外，还直接影响加工精度和表面质量的稳定性。下表为不同材料及不同生产批量的珩磨余量参考值： 表 4.4 工件材料和加工余量的关系工件材料加工余量/mm单件生产成批大量生产特殊生产铸铁0.06-0.150.02-0.060.4钢一般钢0.06-0.150.02-0.060.5淬火钢0.02-0.080.005-0.030.1硬铬0.03-0.080.02-0.03粉末冶金0.1-0.20.05-0.08轻金属0.03-0.10.02-0.080.2非金属0.04-0.080.02-0.084.7珩磨前对工件有哪些要求：工件孔在珩磨前，也必须达到一定的尺寸和几何形状精度及表面粗糙度要求。根据工件材料的性能选留合理的珩磨余量。工件的几何形状精度误差不能太大，应尽可能小一些。工件表面粗糙度不应大于Ra6.3m，最好应达到Ra3.2m以下。1）采用立方氮化硼和人造金刚石珩磨淬火钢时，加工表面不允许有脱碳层。由于这些油石在珩磨的过程中不易脱落。使脱碳层的微层堵塞油石气孔，这样不仅使珩磨的效率降低，堵塞严重时，可能使珩磨无法进行。2）不同的进给方式，对工件珩磨前的加工也不相同。采用定压力进给时，前工序的孔的圆柱度误差不能过大，如果过大，先用短行程消除孔的锥度误差，再进行正常珩磨，不然将影响工件的圆柱度的精度。在采用定量进给时，珩磨余量分散度不能过大，如果尺寸分散度大时，应按照尺寸大小分组进行珩磨。3）珩磨前要求被加工工件表面的硬化程度和深度不宜过大，它的大小，也将影响珩磨过程和珩磨效果。如果工件表面加工硬化严重，应采用措施将硬化层先珩磨去掉，否则将难以保证珩磨加工的稳定性。4.8珩磨不同形状孔时有哪些工作要点：（1）长孔，珩磨孔与孔径之比大于3的长孔时，要注意两端的油石越程量调整，避免孔的圆柱度误差增大。应采取措施防止因工件长度产生的变形。工件装夹时与珩磨头对中要好。（2） 短孔。珩磨孔长与孔径之比小于1时，在往复速度与长孔相同的情况下，由于单位时间内的行程次数增大，应适当降低往复速度，以防止方向时的冲击和振动。一般取油石长度为工件长度的2/3-3/4，越程量为1/4油石长度。应采用珩磨头与机床主轴刚性连接，以免油石太短、导向性差造成的珩磨头不稳定而影响工件孔的加工精度。（3）带有沟槽的孔，珩磨这类型的孔时，应采用低油石切削压力、高的圆周速度进行珩磨。当沟槽对珩磨加工有防碍时，可在沟槽内镶与工件材料相同的材料，以补平沟槽对珩磨的影响。（4）盲孔。盲孔工件的越程槽宽至少应比油石的越程量大5mm,越程槽的深度应大于1/2径向珩磨余量。工件孔短时，必须随时修整油石不均匀磨损部分。当油石行只盲孔底部时，应停止油石的往复运动，并作短时间的圆周运动，可防止和减少所珩磨孔的圆柱度误差，使用盲孔专用珩磨头。4.9珩磨头的工作行程的计算和调整：为了加工出直径一致、圆柱度好的孔，必需调整好珩磨工作行程及相应的越 程量。如图 2 所示，若珩磨油石长度为 1，孔长为 L ，行程长为 L1，上端越程量为 L1，下端越程量为 L2 则珩磨工作行程长度按下列公式计算： Ll=L+L1+L2-l 图 4.3 珩磨头的计算珩磨过程与越程量之间的关系 珩磨油石在被加工孔小的越程量 l1 和 l2 一般为珩磨油石长度的 1/31/5 。它与珩磨头油石座的支撑点、珩磨机床往复运动情况与在两端停留的时间以及加 工零件的材质与形状有关。当一端越程量大时，工件孔易产生喇叭口形：当一端 越程量小时，工件孔易产生口部小的情况；两端越程量都大或小时，则工件孔易 产生腰鼓形：一端越程量大，一端越程量小时，则工件孔易产生锥度。因此，按 上述计算公式计算出行程调整机床之后，还需进行试珩，根据测量孔的实际尺寸， 再重新调整其越程量，直至合格。油石的越程量与孔前工序误差、被加工工件的材质、油石在孔两端停留时间 等因素有关。越程量过大，在孔两端易形成喇叭孔；越程量过小，中部的重叠珩 磨时间过长，易出现腰鼓行；若两端越程量不等，则易产生锥度。取越程量为油石长度的 14，在油石长度的选择时，越程量就一定选择了。4.10.珩磨前工序要求：1. 珩磨前被加表面不应有硬化层，否则珩磨前将硬化层完全磨去，以保证加 工精度的稳定性。2.严格控制珩磨前孔的尺寸公差，以保证珩磨余量合理。3.不得使用钝化了的油石，以免加工表面形成积压硬化层。4.待珩表面不应残留氧化物(脱碳层、铁锈等)、油漆、油垢等物，以免堵塞油石。5.金刚石油石珩磨淬硬钢时，加工表面不允许有脱碳层。4.11珩磨液的选择：珩磨液有油剂和水剂两种，水剂的切削液冷却性、冲刷性好。适合粗珩工序。珩磨应使用切削液，目的是吸收热量，冷却工件与油石，冲刷工件和油石表面，冲走脱落磨料、碎末等杂质，以免堵塞油石，并在油石和工件接触表面形成一层很薄的油膜，以改善加工状态。一般珩磨过程中，油石与工件处于面接触状态。所以在一定压力作用下油石上的磨粒对工件表面进行切削，并且在切削的同时，有一定的切屑和磨粒脱落，为了防止碎屑影响加工，所以要冲洗掉油石上和孔中的切屑和磨粒，进而必须采用能很好清洗，又具有一定冷却、润滑和清洗作用的珩磨液，以减少相互之间摩擦和防止工件受热变形。珩磨液的黏度直接影响孔的表面粗糙度和切削效率。工件材料的硬度和韧性不同，珩磨液的黏度选用也不同。工件材料硬度高时，应选择黏度低的珩磨液。工件材料硬度低、韧性高时，应选用黏度高的珩磨液。油石的工作压力高，珩磨时合成速度低，金属切除小时，选用黏度高的珩磨液。反之，选用黏度低的珩磨液。一般珩磨液切削液用煤油，有利于珩磨过程中的清洗，冷却和适当的润滑。加工精度要求高时，采用70%-80%的煤油加20%-30%的锭子油。加工钢时，可以用煤油加10%-20%2号锭子油，或55%煤油加40%油酸加5%的松节油，或煤油与极压切削的混合油。加工铸铁时可用煤油或煤油加10%-20%的2号锭子油或机械油。加工青铜时，用煤油。加工铝合金，用煤油，或煤油加10%-15%的锭子油或机械油。在成批生产或精加工时，采用对珩磨液进行过滤，以去除液中的切屑和磨粒，防止划伤工作表面。对于精密加工，要求珩磨液的温度比室温低5左右。 油剂切削液通常加入有适量硫化物，硫和铁元素化合形成一种抗粘焊和堵塞的硫化铁，对改善珩磨过程有利常用珩磨切削液的种类及适用范围如下表： 表 4.5 珩磨加工适应材料的油剂类型成分（%）适 用 范围煤 油锭子油油酸松节油其他油 剂90-8010-20钢 、 铸铁、铝55405高 强 度 钢、韧性材料100粗 珩 铸铁、青铜98石油硫酸钡硬 质 合金95硫酸+ 猪油铝、铸铁90硫酸矿物油铸铁75硫酸矿物油软钢95硫酸矿物油硬钢水剂磷酸三钠环烷皂硼砂亚硝酸钠火碱其他粗珩钢、 铸铁、青 铜 及 各 种 脆 性 材料0.60.250.25水0.60.60.25水0.250.250.250.25水0.60.250.250.250.25水此表源于先进磨削技术P312 页4.12.手动进给机构的设计 手动进给装置的工作原理：转动手柄16，在手柄的带动下螺纹调整轴套17开始转动，此时有两种运动的可能：其一，轴承座一移动，然后带动轴承25、紧定螺钉23、连接板1移动，但是由于轴承挡圈22和支持轴20的存在(与机床床身相连，在机床运动过程中是相对固定的零件， 图 4.4珩磨加工装配图不会发生移动)，使得这种运动不可能发生。其二，螺纹轴套17自身移动，由于紧定螺钉的存在，使得端盖17和螺纹轴套17连接在一起，一起移动，同时轴承也向下移动，轴承的移动使得传动轴13也向相同的方向运动，由于传动轴13是穿在连接轴28内的，所以带动连接轴28一起移动，而连接轴28又是通过螺纹与零件30连接杆相连的，所以可将运动传递给零件30连接杆，同时连接杆30的另一端与涨锥6通过螺纹连接，于是运动就可有连接杆30传递给涨锥6，涨锥6的移动带动圆柱销3径向移动，从而实现油石的扩涨。在连接杆30靠近涨锥处装有有弹簧34，是为了使涨锥的受力面积大，从而在一定程度上保证油石扩涨或收缩的稳定性。珩磨头的浮动是有31滚子实现的，在进给量，压力转速等都选定以后，主轴带动安装体12转动，通过六角头沉头螺钉将运动传递给30传动架，由于传动架30与9调整安装周是通过滚子31连接的，从而实现了珩磨头的浮动加工。第五章珩磨头结构薄弱零件的校核5.1 零件 3 圆柱销扭转强度的校核 零件3圆柱销的材料是45钢，许用切应力=240MP。圆柱扭转时的强度条件为整个圆轴横截面上的最大切应力不超过材料的许用切应力，即 （5-11）对于等截面圆轴，则有 （5-12）工程中通常给出传动轴的转速及其所传递的功率，而作用于轴上的外力偶矩并不直接给出，外力偶矩的计算公式为 （5-13）式中，Me为外力偶矩；P为轴的传递功率；n为轴的转速。输入力偶矩为主动力偶矩，其转向与轴的转向相同；输出力偶矩为阻力偶矩，其转向与轴的转向相反。由参数的选择知圆周速度V=35m/min,往复速度=10m/min,油石工作压力0.2MPa， 所以n=30r/min。 （5-14）由于是大孔珩磨选取的功率为15KW.此得出圆柱销所受力偶矩 =4774.5N.m （5-15）有公式算的最大切应力=59.3 （5-16）已知零件3圆柱销的材料是45钢，许用切应力=240MP，因此零件3圆柱销是安全的。5.2 零件 11 六角头沉头螺钉强度的校核521螺栓组连接的受力分析进行螺栓组连接受力分析的目的是，根据连接的结构和受载情况，求出受力最大的螺栓及其所受力，以便进行螺栓连接的强度计算。为了简化计算，在分析螺栓组连接的受力时，假设所有螺栓的材料、直径、长度、和预紧力均相同；螺栓组的对称中心与连接结合面的形心重合；受载后连接结合面仍保持为平面。转矩T作用在连接结合面内，在转矩T的作用下，底板将绕通过螺栓组对称中心并与结合面垂直的轴线转动。为了防止底板转动，可采用普通螺栓连接，也可采用铰制孔用螺栓连接。采用普通螺栓连接时，靠连接预紧后在结合面间产生的摩擦力矩来抵抗转矩T，假设各螺栓的预紧力相同，即各螺栓的预紧力均,则各螺栓连接处产生的摩擦力均相同，并假设此摩擦力集中作用于螺栓中心处。为了防止结合面发生相对转动，各摩擦力应与该螺栓的轴线到螺栓组对称中心0的连线（即力臂）相垂直。根据作用在底板上的力矩平衡及连接强度的条件，应有 （5-21）由上式可得各螺栓所需要的预紧力为 （5-22）式中：结合面的摩擦力系数，见下表；第i个螺栓的轴线到螺栓组对称中心0的距离；Z螺栓数目;Ks防滑系数，同前。 表5.22 连接件与结合面的状态与摩擦系数被连接件结合面的表面状态摩擦系数钢和铸铁零件干燥的加工表面0.100.16有油的加工表面0.060.10钢结构件轧制表面、钢丝刷清理浮锈0.300.35涂富锌漆0.350.40喷砂处理0.450.55铸铁对砖料、混泥土和木材干燥表面0.400.45有预紧力公式 （5-23）算的2600N,取3000N.。有参数选择中的油石压力为0.2MPa，算出螺栓组所受总力 =0.2MPa3.14=3.4N （5-24）螺栓的总拉力为 （5-25）或 （5-26） F=+ （5-27）总拉力；考虑到螺栓在总拉力的作用下可能需要补充拧紧，故仿前将总拉力增加30%以考虑扭转切应力的影响。于是螺栓危险截面的拉伸强度条件为 （5-28）208MPa45钢的许应拉伸强度=315MPa，因此是安全的。结束语： 三个多月的毕业设计即将结束，这次设计给了我一次将书本理论知识与实际设计结合的机会。回顾整个过程，我个人局的受益颇多。我的本次毕业设计论文题目是：工程陶瓷珩磨加工珩磨头的设计。由于珩磨是光整加工的一种，所以其中叙述了光整加工的范畴、特点和精整加工原理，同时介绍了磨削的发展过程和发展现状，其中着重介绍了珩磨头的类型、珩磨加工原理、特点。在论文第二章介绍了光整加工，是对包括珩磨这一类加工方法的总的概述，以精整加工的原理为重点介绍了精整加工的范畴、精整加工的特点。第三章介绍了一般珩磨。包括珩磨加工的原理和特点（其中通过详细介绍珩磨运动过程和珩磨切削过程，来理解整个珩磨的过程）。在本章中珩磨头的结构形式是重点，以通用机珩磨头、单油石珩磨头、对开轴瓦式珩磨头、可调整床珩磨头等为依据，为后续设计奠定基础。第四章是设计的重点。不仅包括珩磨油石的选择、珩磨基体的设计、导向装置的设计、涨锥的设计，而且还有手动进给机构的设计。有点通过查阅各种资料来选取参数，有的通过计算来确定结构尺寸。第五章是对设计的一个检验，通过选择珩磨工艺参数（切削速度、网纹交叉角、油石工作压力、扩涨进给速度、加工余量和越程量）来检验结构的合理性。 通过这次毕业设计，我基本上掌握了对特殊的零件机械加工工艺过程的分析、珩磨加工的原理、珩磨头的结构设计。同时了解了加工工具的浮动连接等。学会了办公软件的常用操作和查阅相关手册资料等。 总的来说，这次设计提高了我独立分析问题，解决问题的能力。这些经历将对我以后走向工作岗位有极大的帮助。 由于自己的能力有限，设计中还有许多不足之处，恳请各位老师的批评指正。 致谢 本学位论文是在我的导师周后明教授的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。在此谨向周老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我极大的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们! 最后，再次对关心、帮助我的老师和同学表示衷心地感谢！参考文献：1张辽远 现代加工技术 机械工业出版社 2002.2郑文虎 机械加工现场实用经验 国防工业出版社 2009.3杨江河 程继学 机密加工实用技术 机械工业出版社 2007.4郑文虎 精密切削与光整加工技术 国防工业出版社 2006.5袁根福 祝锡晶 精密与特种加工技术 北京大学出版社 2007.6王先逵 精密加工和纳米加工 机械工业出版社 20087韩广利 曹文杰 机械加工工业基础 天津大学出版社 20058王先逵 机械加工工艺手册 机械工业出版社 20099闻邦椿 机械设计手册第五版 机械工业出版社 201010于思远，林彬. 工程陶瓷材料的加工技术及其应用M . 机械工业出版社2008 11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 12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 13中华人民共和国机械行业标准：JB/9896-1999. AUTOMATIC TRANSMISSIONThe modern automatic transmission is by far, the most complicated mechanical component in todays automobile. It is a type of transmission that sifts itself. A fluid coupling or torque converter is used instead of a manually operated clutch to connect the transmission to the engine. There are two basic types of automatic transmission based on whether the vehicle is rear wheel drive or front wheel drive. On a rear wheel drive car, the transmission is usually mounted to the back of the engine and is located under the hump in the center of the floorboard alongside the gas pedal position. A drive shaft connects the transmission to the final drive which is located in the rear axle and is used to send power to the rear wheels. Power flow on this system is simple and straight forward going from the engine, through the torque converter, then trough the transmission and drive shaft until it reaches the final drive where it is split and sent to the two rear transmission. On a front wheel drive car, the transmission is usually combined with the final drive to form what is called a transaxle. The engine on a front wheel drive car is usually mounted sideways in the car with the transaxle tucked under it on the side of the engine facing the rear of the car. Front axles are connected directly to the transaxle and provide power to front wheels. In this example, power floes from the engine, through the torque converter to a larger chain that sends the power through a 180 degree turn to the transmission that is along side the engine. From there, the power is routed through the transmission to the final drive where it is split and sent to the two front wheels through the drive axles. There are a number of other arrangements including front drive vehicles where the engine is mounted front to back instead of sideways and there are other systems that drive all four wheels but the two systems described here are by far the most popular. A much less popular rear and is connected by a drive shaft to the torque converter which is still mounted on the engine. This system is found on the new Corvette and is used in order to balance the weight evenly between the front and rear wheels for improved performance and handling. Another rear drive system mounts everything, the engine, transmission and final drive in the rear. This rear engine arrangement is popular on the Porsche. The modern automatic transmission consists of many components and systems that designed to work together in a symphony of planetary gear sets , the hydraulic system, seals and gaskets , the torque converter , the governor and the modulator or throttle cable and computer controls that has evolved over the years into what many mechanical inclined individuals consider to be an art from . Here try to use simple, generic explanation where possible to describe these systems.1）Planetary gear sets Automatic transmission contains many gears in various combinations. In a manual transmission, gears slide along shafts as you move the shift lever from one position to another, engaging various sizes gears as required in order to provide the correct gear ratio. In an automatic transmission, how ever, the gears are never physically moved and are always engaged to the same gears. This is accomplished through the use of planetary gear sets. The basic planetary gear set consists of a sun gear, a ring and two or more planet gears, all remaining in constant mesh. The planet gears are connected to each other through a common carrier which allows the gears to spin on shafts called “pinions” which are attached to the carrier. One example of a way that this system can be used is by connecting the ring gear to the input shaft coming from the engine, connecting the planet carrier to the output shaft, and locking the sun gear so that it cant move. In this scenario , when we turn the ring gear , the planets will “walk” along the sun gear ( which is held stationary ) causing the planet carrier to turn the output shaft in the same direction as the input shaft but at a slower speed causing gear reduction ( similar to a car in first gear ) . If we unlock the sun gear and lock any two elements together, this will cause all three elements to turn at the same speed so that to output shaft will turn at the same rate of speed as the input shaft. This is like a car that is third or high gear. Another way we can use a planetary gear set is by locking the planet carrier from moving, then applying power to the ring gear which will cause the sun gear to turn in opposite direction giving us reverse gear. The illustration in Figure shows how the simple system described above would look in an actual transmission. The input shaft is connected to the ring gear; the output shaft is connected to the planet carrier which is also connected to a “Multi-disk” clutch pack. The sun gear is connected to drum which is also connected to the other half of the clutch pack. Surrounding the outside of the drum is a band that can be tightened around the drum when required to prevent the drum with the attached sun gear from turning. The clutch pack is used, in this instance, to lock the planet carrier with the sun gear forcing both to turn at the same speed. If both the clutch pack and the band were released, the system would be in neutral. Turning the input shaft would turn the planet gears against the sun gear, but since noting is holding the sun gear, it will just spin free and have no effect on the output shaft. To place the unit in first gear, the band is applied to hold the sun gear from moving. To shift from first to high gear, the band is released and the clutch is applied causing the output shaft to turn at the same speed as the input shaft. Many more combinations are possible using two or more planetary sets connected in various ways to provide the different forward speeds and reverse that are found in modern automatic transmission. 2）Clutch packA clutch pack consists of alternating disks that fit inside a clutch drum. Half of the disks are steel and have spines that fit into groves on the inside of the drum. The other half have a friction material bonded to their surface and have spines on the inside edge that fit groves on the outer surface of the adjoining hub. There is a piston inside the drum that is activated by oil pressure at the appropriate time to squeeze the clutch pack together so that the two components become locked and turn as one. 3）One-way Clutch A one-way clutch (also known as a “sprig” clutch) is a device that will allow a component such as ring gear to turn freely in one direction but not in the other. This effect is just like that bicycle, where the pedals will turn the wheel when pedaling forward, but will spin free when pedaling backward. A common place where a one-way clutch is used is in first gear when the shifter is in the drive position. When you begin to accelerate from a stop, the transmission starts out in first gear. But have you ever noticed what happens if you release the gas while it is still in first gear? The vehicle continues to coast as if you were in neutral. Now, shift into Low gear instead of Drive. When you let go of the gas in this case, you will feel the engine slow you down just like a standard shift car. The reason for this is that in Drive, one-way clutch is used whereas in Low, a clutch pack or a band is used. 4）Torque Converter On automatic transmission, the torque converter takes the place of the clutch found on standard shift vehicles. It is there to allow the engine to continue running when the vehicle comes to a stop. The principle behind a torque converter is like taking a fan that is plugged into the wall and blowing air into another fan which is unplugged. If you grab the blade on the unplugged fan , you are able to hold it from turning but as soon as you let go , it will begin to speed up until it comes close to speed of the powered fan . The difference with a torque converter is that instead of using air it used oil or transmission fluid, to be more precise. A torque converter is a lager doughnut shaped device that is mounted between the engine and the transmission. It consists of three internal elements that work together to transmit power to the transmission. The three elements of the torque converter are the pump, the Turbine, and the Stator. The pump is mounted directly to the torque housing which in turn is bolted directly to the engines crankshaft and turns at engine speed. The turbine is inside the housing and is connected directly to the input shaft of the transmission providing power to move the vehicle. The stator is mounted to a one-way clutch so that it can spin freely in one direction but not in the other. Each of the three elements has fins mounted in them to precisely direct the flow of oil through the converter. With the engine running, transmission fluid is pulled into the pump section and is pushed outward by centrifugal force until it reaches the turbine section which stars it running. The fluid continues in a circular motion back towards the center of the turbine where it enters the stator. If the turbine is moving considerably slower than the pump , the fluid will make contact with the front of the stator fins which push the stator into the one way clutch and prevent it from turning . With the stator stopped, the fluid is directed by the stator fins to re-enter the pump at a “help” angle providing a torque increase. As the speed of the turbine catches up with the pump, the fluid starts hitting the stator blades on the back-side causing the stator to turn in the same direction as the pump and turbine. As the speed increase, all three elements begin to turn at approximately the same speed. Sine the 80s, in order to improve fuel economy, torque converters have been equipped with a lockup clutch which locks the turbine to the pump as the vehicle reaches approximately 40-50 mph. This lockup is controlled by computer and usually wont engage unless the transmission is in 3rd or 4th gear. 5）Hydraulic System The hydraulic system is a complex maze of passage and tubes that sends that sends transmission fluid and under pressure to all parts of the transmission and torque converter and. Transmission fluid serves a number of purpose including : shift control ,general lubrication and transmission cooling . Unlike the engine, which uses oil primary for lubrication, every aspect of a transmissions function is dependant on a constant supply of fluid is send pressure. In order to keep the transmission at normal operating temperature, a portion of the fluid is send to through one of two steel tubes to a special chamber that is submerged in anti-freeze in the radiator. Fluid passing through this chamber is cooled and then returned to the transmission through the other steel tube. A typical transmission has an avenge of ten quarts of fluid between the transmission , torque converter , and cooler tank , In fact , most of the components of a transmission are constantly submerged in fluid including the clutch packs and bands . The friction surfaces on these parts are designed to operate properly only when they are submerged in oil.6）Oil Pump The transmission oil pump (not to confuse with the pump element inside the torque converter) is responsible for producing all the oil pressure that is required in the transmission. The oil pump is mounted to front of the transmission case and is directly connected to a flange on the engine crankshaft; the pump will produce pressure whenever the engine is running as there is a sufficient amount of transmission fluid available. The oil enters the pump through a filter that is located at bottom of the transmission oil pan and travels up a pickup tube directly to the oil pump. The oil is then sent, under pressure to the pressure regulator, the valve body and the rest of the components, as required. 7）Valve Body The valve body is the control center of the automatic transmission. It contains a maze of channels and passages that direct hydraulic fluid to the numerous valves which when activate the appropriate clutch pack of band servo to smoothly shift to the appropriate gear for each driving situation. Each of the many valves in the valve body has a specific purpose and is named for that function. For example the 2-3 shift valves activate the 2nd gear up-shift or the 3-2 shift timing valve which determines when a downshift should occur. The most important valve and the one that you have direct control over is the manual valve. The manual valve is directly connected to the gear shift handle and covers and uncovers various passages depending on what position the gear shift is paced in. When you place the gear shift in Drive, for instance, the manual valve directs fluid to the clutch pack (s) that activates 1st gear. It also sets up to monitor vehicle speed and throttle position so that it can determine the optimal time and the force for the 1-2 shifts. On computer controlled transmission, you will also have electrical solenoids that are mounted in the valve body to direct fluid to the appropriate clutch packs or bands under computer control to more precisely control shift points.8）Seals and Gaskets An automatic transmission has many seals and gaskets to control the flow of hydraulic fluid and to keep it from leaking out. There are two main external seals: the front seal and the rear seal. The front seal seals the point where the torque converter mounts to the transmission case. This seal allows fluid to freely move from the converter to the transmission but keeps the fluid from leaking out. The rear seal keeps fluid from leaking past the output shaft. A seal is usually made of rubber (similar to the rubber in a windshield wiper blade) and is used to keep oil from leaking past a moving part such as a spinning shaft. In some cases, the rubber is assisted by a spring that holds him rubber in close contact with the spinning shaft. A gasket is a type of seal used to seal two stationary parts that are fasted together. Some common gasket materials are: paper, cork, rubber, silicone and soft metal. Aside from the main seals, there are also a number of other seals and gasket that vary from transmission to transmission. A common example is the rubber O-ring that seals the shaft for the shift control lever. This is the shaft tha
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