深孔的加工:深孔的珩磨、擠壓
發(fā)布日期:2012-11-18 蘭生客服中心 瀏覽:3995
深孔的珩磨(原理、特點(diǎn)、珩磨頭、珩磨液、工藝參數(shù)、工作壓力、輪式珩磨)
珩磨是在低的切削速度下,對(duì)工件表面進(jìn)行光整加工的方法,是磨削的一種特殊形式,也是一種較高效率的機(jī)械加工工藝。它能夠提高工件尺寸和幾何形狀精度及降低工件表面粗糙度,而廣泛于內(nèi)孔的光整加工。
1、珩磨加工的工作原理,是在一定機(jī)械作用下,珩磨條(輪)和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)條件下,對(duì)工件表面進(jìn)行低速磨削。
2、珩磨加工的特點(diǎn):加工精度高,珩磨后圓度可達(dá)0.0005~0.005mm,尺寸精度可達(dá)0.005~0.025mm,表面粗糙度可達(dá)Ra0.4~0.05μm,而且無(wú)燒傷、嵌砂和裂紋;珩磨主要用于加工孔,適用于加工長(zhǎng)徑比大于10的深孔,還可以適用于其它成形加工(球面、平面、外圓等)。珩磨孔的直徑為Φ1~Φ1200mm,長(zhǎng)度可達(dá)12000mm。幾乎所有的材料均可以進(jìn)行珩磨;珩磨后的表面紋理,有利于油膜的形成,而使工件使用壽命增長(zhǎng);珩磨對(duì)機(jī)床的精度要求低,工人勞動(dòng)強(qiáng)度低,可適用普通機(jī)床(車(chē)、銑、鏜、鉆床)加工高精度的孔。
珩磨油石
3、珩磨油石(輪)的選擇:珩磨油石(或輪)的選擇,是根據(jù)工件材料和工件的表面質(zhì)量要要求,來(lái)選擇它們的特性(磨料、粒度、硬度和結(jié)合劑)的。 1)、磨料:珩磨碳鋼、合金鋼時(shí),選用白剛玉(WA);珩磨不銹鋼、軸承鋼、高速鋼時(shí),選用單晶剛玉(SA)或鉻剛玉(PA);珩磨不銹鋼、高強(qiáng)度鋼、高溫合金、耐熱鋼時(shí),選用立方氮化硼(CBN):珩磨硬脆材料時(shí),選用碳化物磨料(GC、C、BC、D)。
2)、粒度:磨料的粒度是根據(jù)工件表面粗糙度的要求來(lái)選擇。
Ra0.8μm為120#~150#;Ra0.4μm為150#~240#;Ra0.2μm為240#~W40;Ra0.1μm為W40~W20;Ra<0.05μm為<W20。
3)、結(jié)合劑:條式和大直徑孔珩磨時(shí),一般選用陶瓷結(jié)合劑(V)和樹(shù)脂結(jié)合劑(B)外,還采用青銅結(jié)合劑(QT),小孔徑珩磨條也多采用B和QT結(jié)合劑。珩磨輪一般采用樹(shù)脂結(jié)合劑。
4)、硬度:在相同條件下,珩磨油石的硬度應(yīng)比砂輪的硬度低一些,以保證油石在珩磨過(guò)程中自銳性好。普通油石的硬度在J~P(軟3~中硬1)選用,金剛石和立方氮化硼油石的硬度在M~S(中~硬1)選用?傊,珩磨油石(輪)的硬度與工件材料的硬度有關(guān)。也即是工件材料的硬度高,油石的硬度應(yīng)低。
5)、濃度:只有金剛石和立方氮化硼為磨料的磨具才規(guī)定濃度。它是指1cm³體積中含有金剛石或立方氮化硼磨料的重量(克拉)。常用油石的濃度為150%(6.6克拉/cm³)、100%(4.4克拉/cm³)、75%(3.3克拉/cm³)、和50%(2.2克拉/cm³)四種。它也和工件材料的硬度和磨料粒度有關(guān),硬度高的工件材料和磨料粒度粗,也就選高濃度;反之,就選低濃度。
6)、油石長(zhǎng)度和珩磨輪直徑:珩磨油石長(zhǎng)度一般為1.5倍孔徑;珩磨輪直徑一般為Φ50~Φ120mm。
4、珩磨頭:深孔珩磨頭有以下幾種,如圖20~21。珩磨頭的結(jié)構(gòu)形式,根據(jù)不同的需要有許多種,如有珩磨小孔、大孔、錐孔、盲孔和臺(tái)階孔。從擴(kuò)張力分有定壓的、手動(dòng)擴(kuò)張的。
5、珩磨液:珩磨鋼或鑄鐵時(shí),采用80%煤油+20%的機(jī)械油;珩磨青銅、鋁,采用煤油。
6、珩磨工藝參數(shù):圓周速度Vc=15~28m/min,往復(fù)速度Va=10~20m/min,交叉角Θ=30º~45º,如圖22,合成速度Ve=20~35m/min。
交叉角的計(jì)算:
Vc=VecosΘ/2(m/min)
Va=VesinΘ/2(m/min)
7、珩磨時(shí)的工作壓力:一般為0.1~0.8MPa,精珩時(shí)取小值。
8、珩磨余量:和般為2ap=0.05~0.1mm,或取前工序總誤差的2~2.5倍,F(xiàn)在在加工長(zhǎng)度較大的油缸時(shí),可用無(wú)縫鋼管,不經(jīng)過(guò)切削,采用剛性珩磨頭,直接珩磨加工出油缸。
9、輪式珩磨:輪式珩磨也是一種對(duì)工件表面進(jìn)行光整加工的方法之一。它的原理與實(shí)質(zhì)是利用細(xì)粒度磨料的珩磨輪,在浮動(dòng)的狀態(tài)下,對(duì)工件表面進(jìn)行低速磨削。輪式珩磨可采用單輪、雙輪或多輪的形式。珩磨輪安裝的工件軸線在空間相成25º~35º,如圖23~25所示。
輪式珩磨可適用于不同硬度、材質(zhì)的材料,對(duì)前工序工件表面粗糙度要求不高,可達(dá)到Ra0.05μm的表面粗糙度。由于它在浮動(dòng)狀態(tài)下工作,不能改變工件的形狀精度。它適用于外圓、內(nèi)孔、平面,更適用大孔徑深孔的光整加工。
1)、輪式珩磨的工藝參數(shù):余量:2ap=0.05~0.1mm;工件(或珩磨磨頭)速度:Vc=50~80m/min;進(jìn)給量:f=0.2~1mm/r;接觸壓力:100—200N。
2)、珩磨輪特性的選擇:參考條式珩磨,但它的結(jié)合劑一般采用樹(shù)脂結(jié)合劑。
3)、珩磨液:粗珩時(shí),可加油酸,一般采用煤油80%~90%+10#機(jī)械油10%~20%。
4)、珩磨輪的修整:可采用人造聚晶金剛石(PCD)刀具車(chē)削,使內(nèi)外圓同軸和形狀接近工作狀態(tài);在珩磨過(guò)程中自行修整其形狀。
5)、珩磨輪制造:珩磨輪工作層由磨料70%,環(huán)氧樹(shù)脂20%,乙二胺7%,鄰苯二甲酸二丁酯3%組成。澆注前先用容器把環(huán)氧樹(shù)脂加熱到70~80℃,把磨料加熱到60℃左右,倒在一起攪拌均勻,再把其它兩種倒入攪拌均勻,再加熱到70~80℃,并不停地?cái)嚢瑁?min后即可澆注到模型中,如圖26所示,等固化冷卻后出模,修整后即可使用。
八、深孔的擠壓
擠壓加工是小孔表面精整和強(qiáng)化的方法之一,它可以得到IT5~I(xiàn)T6的精度和Ra1.6~0.21μm的表面粗糙度,而且對(duì)于工具要求簡(jiǎn)單,對(duì)機(jī)床的精度要求也低。它適合于孔徑Φ2~Φ50mm的孔,而且加工效率也很高。它的特點(diǎn)是精整尺寸、擠光表面、強(qiáng)化表層。
1、擠壓元件:擠壓元件的形狀如圖27所示。它是由工具鋼、合金工具鋼、高速鋼和硬質(zhì)合金制造。前三種材料淬火后硬度達(dá)到HRC60~66,加工后的表面粗糙度應(yīng)小于Ra0.05μm。
在使用時(shí)最常采用的是a、d、e三種。它的前錐角α和后錐角αˊ=4º~5º;棱帶寬度b=1.5~2mm,也可以用b=1/13d+0.3的公式計(jì)算(d為孔徑);球形擠壓頭的球徑D=孔徑d+過(guò)盈量。
2、擠壓過(guò)盈量:擠壓頭直徑大于工件孔徑的量為過(guò)盈量。過(guò)盈量小了,孔擠壓后無(wú)法全部熨平反之會(huì)產(chǎn)生拉毛和刮傷。它的大小與工件材料、孔徑和孔的壁厚有關(guān),有般為0.05~0.1mm。孔徑小,孔壁薄時(shí),取小值。
3、擠壓方式:孔的長(zhǎng)度較短和孔徑大時(shí),采用推擠,反之采用拉擠。拉擠還可以在拉床上進(jìn)行。
4、擠壓速度:工件為塑性材料時(shí),Vc=2~5m/min,為脆性材料時(shí)(如鑄鐵、黃銅),Vc=5~7m/min。
5、擠壓潤(rùn)滑劑:工件為塑性材料時(shí),為黃油或MoS2油膏或機(jī)械油+石墨;工件為脆性材料時(shí),用機(jī)械油+豆油;擠壓鋁時(shí),用高濃度的乳液;擠壓鑄鐵時(shí),用煤油。其中機(jī)械油+石墨效果最好。
加工深孔數(shù)控鉆床
九、結(jié)束語(yǔ):加工深孔,是機(jī)械加工比較難而復(fù)雜的加工,所以在加工的每一環(huán)節(jié)都應(yīng)嚴(yán)謹(jǐn)對(duì)待,不可忽視。只要認(rèn)識(shí)和掌握加工條件的每一環(huán)節(jié),就能達(dá)到預(yù)想的目的。
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