一直以來(lái)宽缴，珩磨工藝的發(fā)展受著多種因素的影響冗腐，如：珩磨前的預(yù)加工汰日、零件材料的特性鞋族、零件工藝性能要求、加工公差以及零件不斷小型化的發(fā)展趨勢(shì)等挂捅，這些要求推動(dòng)了珩磨技術(shù)近幾年來(lái)的快速發(fā)展芹助。由于珩磨具有較好的適應(yīng)能力，因此成為當(dāng)前最具發(fā)展?jié)撃艿目准庸な侄沃幌邢取状土！　?/p>

　　同軸珩磨　　

　　載重汽車(chē)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸壁上部進(jìn)行局部硬化后需要進(jìn)行珩磨，而同軸珩磨技術(shù)就是針對(duì)這一要求而開(kāi)發(fā)的伺糠∶晌剑　　

　　缸壁上部在經(jīng)過(guò)感應(yīng)淬火后，孔的上部會(huì)產(chǎn)生20μm的縮頸和大約60μm的同軸度偏差現(xiàn)象训桶。為了確保缸孔的同軸度累驮，特殊結(jié)構(gòu)的刀具、測(cè)量裝置和漲刀控制方式應(yīng)運(yùn)而生舵揭“ǎ　　

　　● 加工方式和結(jié)果　　

　　同軸珩磨的刀具上裝有兩套獨(dú)立的徑向漲刀裝置，分別作用于砂條和導(dǎo)向條午绳。位于刀具下端的硬質(zhì)合金導(dǎo)向條進(jìn)入缸孔后置侍，首先被漲出并貼靠在預(yù)加工過(guò)的缸壁下端，珩磨頭在軸線(xiàn)方向上進(jìn)行軸線(xiàn)定位拦焚。然后刀具上部的金剛石砂條隨之漲出瘫骏，開(kāi)始加工孔中硬化過(guò)的縮頸區(qū)域。由于砂條和導(dǎo)向條的徑向進(jìn)給是兩個(gè)獨(dú)立的漲刀機(jī)構(gòu)荣吻，因此當(dāng)液壓漲刀系統(tǒng)使導(dǎo)向條貼靠孔壁后哭夺，電子機(jī)械漲刀系統(tǒng)才驅(qū)動(dòng)砂條開(kāi)始徑向進(jìn)給。

　　珩磨頭上同樣具備兩套氣動(dòng)測(cè)量裝置押辽】蚰耄孔中未硬化區(qū)域的直徑被作為基準(zhǔn)尺寸，由氣動(dòng)測(cè)量裝置一直進(jìn)行在線(xiàn)測(cè)量赫捕。在珩磨加工硬化區(qū)域孔時(shí)，由另外一套氣動(dòng)測(cè)量裝置對(duì)加工孔進(jìn)行在線(xiàn)測(cè)量凑魔。當(dāng)硬化區(qū)域孔直徑與基準(zhǔn)值一致時(shí)即停止切削飘拂。使用D151金剛石砂條加工120～150μm的余量時(shí)鳞皂，同軸珩磨的加工時(shí)間大約為35s。

　　經(jīng)過(guò)這道同軸珩磨加工后情召，硬化過(guò)的和非硬化過(guò)的區(qū)域直徑差被修正愧增，達(dá)到可進(jìn)行后續(xù)珩磨加工的公差要求。同軸珩磨后總的形狀誤差大約為12μm钥屈，由此可確保同軸珩磨后的粗珩和精珩加工悟民，這兩道工序?qū)儆趥鹘y(tǒng)的珩磨加工，可按常用的加工參數(shù)和方式進(jìn)行篷就。

　　適用于小孔徑的σ珩磨

　　隨著許多高科技產(chǎn)品的日益小型化射亏，與之相應(yīng)的小型化加工技術(shù)被賦予越來(lái)越高的要求，尤其是在噴油系統(tǒng)領(lǐng)域的珩磨加工竭业，不僅要求在大批量生產(chǎn)中能夠盡可能地延長(zhǎng)刀具的使用壽命智润，同時(shí)，由于直噴式泵嘴噴油系統(tǒng)(UIS)具有2000bar的工作壓力未辆，工件表面還要形成一個(gè)定義的對(duì)抗張力窟绷。在這種工作條件下運(yùn)行的零件要承受非常大的流體機(jī)械壓力，因此除了幾何精度的要求外咐柜，還要求工件加工表面的邊緣層具有較高的耐用度兼蜈，同時(shí)，還要避免由于高壓的影響而產(chǎn)生表面裂紋拙友。

　　以前为狸，珩磨加工造成工件表面應(yīng)力狀態(tài)的改變并不為人們所知。砂條在與工件表面接觸時(shí)會(huì)對(duì)工件表面的邊緣表層組織施加壓應(yīng)力和剪應(yīng)力献宫。對(duì)于零件性能來(lái)說(shuō)坏表，珩磨造成的定義工件表面壓力是非常有益的，它使零件不僅具有較高的耐用度拭愁，并且能夠避免由于高壓的影響而產(chǎn)生表面裂紋幢堕。對(duì)于工作中需要承受高壓的噴油系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這些是十分重要的侣娄。

　　● 刀具的構(gòu)造對(duì)于超小孔徑工件的珩磨加工山乐，一直以來(lái)都是刀具設(shè)計(jì)者所面臨的一大挑戰(zhàn)，因?yàn)殡S著工件孔徑的不斷減小苇硫，在刀頭上安裝漲刀機(jī)構(gòu)的可能性也在不斷減小插凳。除此之外，若不使用金剛石或CBN砂條境薪，工件的尺寸和形狀精度與經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)幾乎是不可能的姥胳。

　　使用單砂條珩磨頭目前可加工的是最小孔徑為2mm。該珩磨頭的內(nèi)部裝有一個(gè)可沿軸向運(yùn)動(dòng)的漲刀頂椎，與之配合的砂條(長(zhǎng)6mm贵健，寬0.8mm迷啄，模料厚度0.4mm )可相應(yīng)地做徑向漲刀運(yùn)動(dòng)。珩磨頭(刀背)的反面涂有耐磨的硬質(zhì)涂層朋蔫，用來(lái)導(dǎo)向罚渐。珩磨時(shí)為了保證能夠供給充足的珩磨油，通常在珩磨頭上根據(jù)珩磨頭的旋轉(zhuǎn)方向磨有一個(gè)特殊的導(dǎo)油平面驯妄。

　　珩磨加工孔徑小于2mm的刀具被稱(chēng)作珩磨桿荷并，這種刀具呈管狀形，并帶有縱向開(kāi)槽青扔。這種刀具不配砂條源织，而是直接在刀桿上電鍍磨料，磨料的鍍層長(zhǎng)度應(yīng)該保持在開(kāi)槽的長(zhǎng)度之內(nèi)赎懦。加工直徑1～2mm的孔時(shí)雀鹃，珩磨桿的漲刀由一個(gè)漲刀頂椎來(lái)實(shí)現(xiàn)；加工直徑1mm以下的孔時(shí)(最小直徑0.8mm)励两，就只能通過(guò)珩磨桿的機(jī)械預(yù)張力來(lái)貼壓孔壁黎茎。因此，要求珩磨桿和孔之間具有很高的同軸度(< 0.01mm)当悔，而且這種情況下必須采用一個(gè)彈性的偏向珩磨桿接頭傅瞻，而不能采用萬(wàn)向鉸接刀桿接頭。

　　● 加工的目的

　　珩磨加工的目的是去除硬化過(guò)的邊緣表層組織瓢身，貼近基體金屬(加工余量通常穩(wěn)定在0.020mm)迟摹，并在邊緣表層造成內(nèi)應(yīng)力(-1000～-1200MPa，如圖6所示)宝辛，光整表面(≤ 5μm Rmax)跋章，同時(shí)還要對(duì)斜孔和洋蔥形槽接口處進(jìn)行修圓。珩磨后的形狀精度在尺寸公差之內(nèi)(≤0.010mm)枕泽。這時(shí)往姆，一根標(biāo)準(zhǔn)厚度的CBN砂條通常可加工至少600個(gè)孔掰站。

　　在大批量生產(chǎn)中一般都是使用幾臺(tái)多軸珩磨機(jī)宏湾，每道珩磨工序的珩磨時(shí)間大約為25s。由于采用了帶漲刀壓力傳感器的電子機(jī)械漲刀裝置涧谓，所以珩磨前的加工余量變化對(duì)于珩磨加工沒(méi)有影響旋稚。由于砂條厚度的原因，人們又開(kāi)發(fā)了一種新的磨料瑟捺，使得現(xiàn)在一根砂條可加工2000個(gè)孔奕枝。

　　工件內(nèi)部的壓應(yīng)力和張應(yīng)力是通過(guò)X光衍射測(cè)量?jī)x來(lái)測(cè)量的棺榔。該測(cè)量?jī)x根據(jù)工件邊緣表層的晶格間距變化來(lái)判定內(nèi)應(yīng)力。晶格常數(shù)(工藝材料的特性值)的偏差就代表了壓應(yīng)力和張應(yīng)力隘道。珩磨后要求工件邊緣表層的壓應(yīng)力應(yīng)低于-1000 MPa, 這樣工件才能具有較高的抗疲勞強(qiáng)度掷豺。

　　小孔珩磨加工技術(shù)除了加工工藝以外，也是對(duì)刀具設(shè)計(jì)和磨料發(fā)展的一個(gè)挑戰(zhàn)薄声。小孔珩磨除了傳統(tǒng)的珩磨加工精度要求外，也第一次將壓應(yīng)力列入到珩磨質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)里题画。在珩磨加工中默辨，對(duì)壓應(yīng)力的考慮將會(huì)逐漸被人們重視起來(lái)。

　　GGV蠕蟲(chóng)狀石墨鑄鐵的珩磨

　　汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的重量越來(lái)越輕苍息，但材料的強(qiáng)度卻沒(méi)有降低缩幸，這得益于一種新型工藝材料——蠕蟲(chóng)狀石墨鑄鐵(GGV)在大功率柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用。由于加工成本適中竞思，這種工藝在小批量的轎車(chē)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用表谊。

　　● 蠕蟲(chóng)狀石墨鑄鐵的特性

　　石墨結(jié)構(gòu)是蠕蟲(chóng)狀石墨鑄鐵的一個(gè)顯著特征，該結(jié)構(gòu)更能提高材料的機(jī)械性能盖喷。一個(gè)短且大的橫斷面石墨結(jié)構(gòu)使得鑄鐵具有很高的強(qiáng)度爆办，因?yàn)殍F質(zhì)組織被緊密地連結(jié)在一起形成一個(gè)整體。蠕蟲(chóng)狀石墨鑄鐵的許多材料特性介于片狀石墨鑄鐵和球墨鑄鐵之間嚎脖，抗拉強(qiáng)度比片狀石墨鑄鐵高70%鬼痹，E系數(shù)高30%。

　　● 珩磨加工中對(duì)蠕蟲(chóng)狀石墨鑄鐵的切削

　　蠕蟲(chóng)狀石墨鑄鐵屬于很難切削的一種材料勤鼓，但如果選用適合的切削刀具其切削也是可以實(shí)現(xiàn)的榕吨，甚至把現(xiàn)有的切削換成高速切削加工也是可以實(shí)現(xiàn)的。

　　刀具在加工過(guò)程中很容易被磨鈍涎舔，使得刀具的切削特性發(fā)生改變甲盘，最終導(dǎo)致加工質(zhì)量的變化，這是由于切削力大幅度提高后變成了擠壓切削哮互，破壞了工件表面的表層結(jié)構(gòu)臣镜，導(dǎo)致了工件表面粗糙度的改變以及尺寸和形狀精度的下降，極大地降低了珩磨前的加工質(zhì)量券豺。

　　與精鏜相反滚蚪，珩磨加工的刀具沒(méi)有特定的刀刃，而是硬質(zhì)磨粒的集合读黑，砂條上具有由金剛石或CBN晶體和粘結(jié)材料組成的硬質(zhì)磨料蛉幸。經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)的砂條本身具備持續(xù)的自開(kāi)刃功能，使得砂條不必進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的修整丛晦。

　　砂條之所以具有自開(kāi)刃功能奕纫，是由于磨粒的磨損率和粘結(jié)材料的磨損率一樣提陶，從而確保磨粒的凸出高度可以保持恒定，也就確保了砂條的切削特性匹层。這個(gè)等同的磨損率必須覆蓋砂條的整個(gè)工作表面隙笆，并且這種恒定狀態(tài)要持續(xù)到砂條磨完。

　　若將砂條工作表面放大升筏，我們可以明顯看到凸起的磨粒和粘結(jié)材料上局部的磨溝撑柔。由于反切削作用，粘結(jié)材料上被留下了如掘蝕過(guò)的河床般的痕跡您访，從而在各個(gè)磨粒晶體間形成了一個(gè)微觀的溝槽和洼地網(wǎng)铅忿。磨粒的磨損是由磨鈍到碎裂或脫落。

　　通過(guò)砂條參數(shù)的改良灵汪，使得加工蠕蟲(chóng)狀石墨鑄鐵的砂條壽命(即珩后表面質(zhì)量和珩磨時(shí)間)達(dá)到了加工片狀石墨鑄鐵的水平檀训。其它刀具在加工時(shí)會(huì)由于磨損而逐漸變鈍，而金剛石或CBN珩磨砂條卻會(huì)根據(jù)磨損產(chǎn)生持續(xù)相應(yīng)的自開(kāi)刃姆赔，從而保持了砂條的開(kāi)刃和形狀阅窝。

　　● 蠕蟲(chóng)狀石墨鑄鐵的大量珩磨切削(粗珩)

　　實(shí)現(xiàn)珩磨切削的高切削效率的重要前提是超硬的磨料和很高的切削速度(大約200m/min)。金剛石砂條在這方面具有一定的優(yōu)勢(shì)豆凛，由于其硬度高坞龙、導(dǎo)熱性好、顆粒密度小并使用高硬度的粘結(jié)劑進(jìn)行粘結(jié)亡铺，切削效率可達(dá)到17cm3/min叙冕。

　　大量珩磨切削和精鏜加工效果的比較。在切削效率方面兩者基本相同厕猴，但通過(guò)改變砂條磨粒密度鹉某、粘結(jié)劑的硬度以及砂條的尺寸，可以使砂條的壽命達(dá)到可加工4000個(gè)孔盲外。

　　● 刀具和夾具方案

　　要達(dá)到精鏜所能達(dá)到的垂直度精度和位置精度继躁，進(jìn)行大量珩磨切削時(shí)，珩磨頭和工件之間就不能有常規(guī)的自由度棺蛾，因此虎炸，就需要有固定的主軸布置并對(duì)缸體曲軸箱進(jìn)行定位夾緊。通過(guò)定位銷(xiāo)孔的作用怜俐，可使缸體相對(duì)珩磨主軸達(dá)到足夠的精度身堡，通過(guò)珩磨頭的上置和下置導(dǎo)向裝置可確保珩磨頭的垂直精度。此外拍鲤，因?yàn)椴捎秒p萬(wàn)向鉸接連刀桿贴谎，使得珩磨主軸和缸體的相對(duì)軸線(xiàn)錯(cuò)位得到修正。

　　在大量珩磨切削時(shí)季稳，砂條先從孔徑最小的地方開(kāi)始珩磨切削擅这，然后逐漸擴(kuò)展到對(duì)整個(gè)缸壁面的珩磨切削澈魄。因?yàn)樵谥芟蛏细鱾€(gè)位置的切削量不同，從而使缸孔形成一個(gè)和珩磨頭中心軸線(xiàn)一樣的中心軸線(xiàn)仲翎，因此也需要采用步進(jìn)式漲刀裝置痹扇。

　　● 蠕蟲(chóng)狀石墨鑄鐵的精珩

　　以往小批量生產(chǎn)加工的經(jīng)驗(yàn)證明蠕蟲(chóng)狀石墨鑄鐵的精珩加工和片狀石墨鑄鐵的精珩加工基本上沒(méi)有什么區(qū)別。

　　在使用可比的砂條顆粒大小下和片狀石墨鑄鐵珩磨后相比溯香，由于蠕蟲(chóng)狀石墨鑄鐵具有很高的強(qiáng)度和硬度鲫构，因此珩后的粗糙度在允許公差范圍內(nèi)偏小，表面支撐率卻偏大玫坛，而片狀石墨鑄鐵珩磨卻位于公差帶的中間值芬迄。

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