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1、深孔的加工系列1-6深孔的加工(上)一、什么是深孔? 所谓深孔,就是孔的长度与孔的直径比大于10的孔。而一般的深孔多数情况下深径比L/d100。如油缸孔、轴的轴向油孔,空心主轴孔和液压阀孔等等。这些孔中,有的要求加工精度和表面质量较高,而且有的被加工材料的切削加工性较差,常常成为生产中一大难题。但只要我们合理利用加工条件,了解深孔加工的加工特点,掌握深孔的加工方法,就可以变难而不难。二、深孔的加工特点1、刀杆受孔径的限制,直径小,长度大,造成刚性差,强度低,切削时易产生振动、波纹、锥度,而影响深孔的直线度和表面粗糙度。2、在钻孔和扩孔时,冷却润滑液在没有采用特殊装置的情况下,难于输入到切削区,
2、使刀具耐用度降低,而且排屑也困难。3、在深孔的加工过程中,不能直接观察刀具切削情况,只能凭工作经验听切削时的声音、看切屑、手摸振动与工件温度、观仪表(油压表和电表),来判断切削过程是否正常。4、切屑排除困难,必须采用可靠的手段进行断屑及控制切屑的长短与形状,以利于顺利排除,防止切屑堵塞。5、为了保证深孔在加工过程中顺利进行和达到应要求的加工质量,应增加刀具内(或外)排屑装置、刀具引导和支承装置和高压冷却润滑装置。三、钻深孔的钻头1、扁钻:是过去在工厂广泛采用的一种深孔钻头。这种钻头结构简单,制造容易。在使用中除钻杆、水泵外,无其它辅助工装,因此使用方便,适用单件小批生产。切屑在一定压力的冷却润
3、滑液的作用下,从工件内孔中排除,不需退刀排屑,可以连续钻削。适用于精度和表面粗糙度要求不高的深孔钻削,如图1所示。扁钻系列图1、简易扁钻 另外,还有一种带导向条的扁钻,如图2所示。刀体上的导向条在孔中起导向作用,以防止钻削时的孔偏斜。2、枪钻(单刃外排屑深孔钻):如图3所示。钻头现在为硬质合金,过去是高速钢,与无缝钢管焊接而成。高压的冷却润滑液由钻杆月牙形孔中通过钻头前端圆孔注入到切削区,并且切屑通过120外槽中冲刷排出。枪钻系列 这种钻头是它只在钻头轴线一侧有切削刃,因此消除了横刃对切削过程的不利影响。切削力由两导向块和工件孔壁支承。开始切入工件时,由导向套定位。当导向块进入工件孔后,靠孔自
4、行定位导向。主切削刃基本上通过或微低于钻头中心,约为(0.010.015)钻头直径。最大不大于0.4mm。它的内、外刃前角为0,后角0=1015,并磨成双重后角。外刃偏角Kr1=6065,内刃偏角Kr2=110115,内刃尖距e=d/4,如图4所示。(d为钻头直径)。 硬质合金枪钻适用于钻削直径230mm的深孔。钻削时的切削速度(钢材) Vc=70120m/min,进给量f=0.010.04mm/r,进给量f和钻头直径d成正比。排屑深孔钻3、单刃内排屑深孔钻:如图5所示。 这种钻头适用钻削直径25mm以上的深孔。在钻头上镶有两条硬质合金的导向块,起钻时的导向和支承作用。在主刀刃上磨成阶梯状,并
5、磨有断屑槽,使切屑分开和折断,有利切屑排出。在切削刃上有直通钻杆的排屑孔,切屑在有压力的切削液的作用下,从钻杆内孔中排出。这种钻头的刚性好,钻削平稳,可以进行高速钻削,表面粗糙度可达Ra3.2m,尺寸精度可达IT10IT11。切削用量为Vc=6080m/min,f=0.060.12mm/r。4、错齿(多刃)内排屑深孔钻:如图6所示。 这种钻头是把切削齿(刃)错开分列在钻头的两边,以保证分屑可靠,使切屑体积减小,便于排出。而且刀片的散热条件得到改善。切削刃上的径向力也得到平衡。同时也根据切削刃的切削条件,选用不同的刀具材料(牌号),以达到最佳切削效果。 钻头上也有两个硬质合金导向、支承块。几何参
6、数是:2=1444,Kr172 ,Kr2=110,e=0.1d,01=0,Kr=0,02=58,0=812, t2=58,b1=11.5mm,br1=1.22mm,h=0.40.5mm,R=10.1mm,=26,外刃中间齿突前量为(12)f。 此钻头钻削一般钢材的切削用量为:Vc=70100m/min,f=0.150.35mm/r。5、喷吸钻:如图7所示。它是在排屑系统中利用喷吸原理,改善排屑条件,所用的冷却润滑液的压力较前三种低,如图8所示。用它可以钻削直径2065mm长径比达100的深孔,而且加工效率较高。除用硬质合金刀片焊成钻头外,还可以用麻花钻改制成喷吸钻。喷吸钻 喷吸钻的工作原理,如
7、图7所示,具有一定压力的切削液,由进油口流入连接装置,其中大部分通过内外管之间的间隙,经过钻头的6个小孔,从环形断面和喉颈(反压间隙区)流向切削区,冷却切削刃并把切屑冲进排屑口,经内管向后流动。另一小部分切削液则从管内四周的月牙槽向后喷射,流速增大而形成射流。根据能量守恒原理,由于比能增大,压能下降,因此在这股喷射流的周围形成低压区,这样在内管的前、后端存在压力差,产生一定的吸力,加速前端有切屑的切削液向后流动排出。 喷吸钻的切削用量,在铂削一般钢材时,Vc=70100m/min,f=0.10.17mm/r。 上述几种钻头,均可以连续钻削,不用退刀排屑和进行冷却润滑,加工效率高,孔的质量也好,
8、但必须有相应的液压系统,进行冷却润滑和排屑。6、麻花钻:在无专用工装的情况和单件生产时,也可用标准的麻花钻头加一根长钻杆来钻削深孔。但是,由于麻花钻头的容屑空间和通道的影响,不能连续排屑和冷却润滑,所以必须多次进行排屑与润滑,而增加了比前所述钻头多许多倍的辅助时间,至使加工效率低。但它不需要其它工装,操作技术较为简单,因而它是单件生产时常采用的深孔钻工具。采用麻花钻钻深孔时应注意的问题:、钻杆直径d应小于钻头直径0.30.8mm,外表面必须光滑。对于直径20mm以上的钻杆可采用滚压加工,以提高钻杆表面的硬度,防止切屑碎屑拉伤。、锥柄钻头A段直径应磨小0.51mm,如图9所示,以防此段在钻削的过
9、程中因硬度低而拉伤研在孔中。(注锥柄钻头的锥柄是一般钢在A段对焊而成,柄部硬度低)麻花钻、对直柄钻头接长钻杆的方法,采用如图10所示的焊接,它除对焊外,再在镶装部磨两个坑后焊好,磨圆即成。这样焊的钻头结实不会在钻削中开焊。图10、直柄钻头的焊接、采用长钻杆的钻头钻深孔前,先用中心钻钻一个定位孔,再用短钻头(未加长的钻头)钻一导向孔(尽可能深一点)后,才用长钻头钻。、严格掌握每次进刀位置和钻削长度。每次进刀钻削长度和钻头直径成正比,一般为515mm,(此时的钻头直径为530mm),千万还要进给太长,以防容屑太多,增大和孔的摩擦力,而将钻头卡死在孔中而不易退出。、在每次退出排屑后,一定要把钻头和钻
10、杆上的切屑碎末刷干净,并涂好润滑油。、要根据不同的工件材料选用不同的切削速度和进给量,以保证钻头有较合理的耐用度。钻头的钻型最好采用群钻型,如采用普通钻型,就把钻头的横刃修磨窄,以减小轴向力。钻深孔的钻头1、扁钻:是过去在工厂广泛采用的一种深孔钻头。这种钻头结构简单,制造容易。在使用中除钻杆、水泵外,无其它辅助工装,因此使用方便,适用单件小批生产。切屑在一定压力的冷却润滑液的作用下,从工件内孔中排除,不需退刀排屑,可以连续钻削。适用于精度和表面粗糙度要求不高的深孔钻削,如图1所示。扁钻系列图1、简易扁钻另外,还有一种带导向条的扁钻,如图2所示。刀体上的导向条在孔中起导向作用,以防止钻削时的孔偏
11、斜。2、枪钻(单刃外排屑深孔钻):如图3所示。钻头现在为硬质合金,过去是高速钢,与无缝钢管焊接而成。高压的冷却润滑液由钻杆月牙形孔中通过钻头前端圆孔注入到切削区,并且切屑通过120外槽中冲刷排出。枪钻系列这种钻头是它只在钻头轴线一侧有切削刃,因此消除了横刃对切削过程的不利影响。切削力由两导向块和工件孔壁支承。开始切入工件时,由导向套定位。当导向块进入工件孔后,靠孔自行定位导向。主切削刃基本上通过或微低于钻头中心,约为(0.010.015)钻头直径。最大不大于0.4mm。它的内、外刃前角为0,后角0=1015,并磨成双重后角。外刃偏角Kr1=6065,内刃偏角Kr2=110115,内刃尖距e=d
12、/4,如图4所示。(d为钻头直径)。硬质合金枪钻适用于钻削直径230mm的深孔。钻削时的切削速度(钢材) Vc=70120m/min,进给量f=0.010.04mm/r,进给量f和钻头直径d成正比。排屑深孔钻3、单刃内排屑深孔钻:如图5所示。这种钻头适用钻削直径25mm以上的深孔。在钻头上镶有两条硬质合金的导向块,起钻时的导向和支承作用。在主刀刃上磨成阶梯状,并磨有断屑槽,使切屑分开和折断,有利切屑排出。在切削刃上有直通钻杆的排屑孔,切屑在有压力的切削液的作用下,从钻杆内孔中排出。这种钻头的刚性好,钻削平稳,可以进行高速钻削,表面粗糙度可达Ra3.2m,尺寸精度可达IT10IT11。切削用量为
13、Vc=6080m/min,f=0.060.12mm/r。4、错齿(多刃)内排屑深孔钻:如图6所示。这种钻头是把切削齿(刃)错开分列在钻头的两边,以保证分屑可靠,使切屑体积减小,便于排出。而且刀片的散热条件得到改善。切削刃上的径向力也得到平衡。同时也根据切削刃的切削条件,选用不同的刀具材料(牌号),以达到最佳切削效果。钻头上也有两个硬质合金导向、支承块。几何参数是:2=1444,Kr172 ,Kr2=110,e=0.1d,01=0,Kr=0,02=58,0=812, t2=58,b1=11.5mm,br1=1.22mm,h=0.40.5mm,R=10.1mm,=26,外刃中间齿突前量为(12)f
14、。此钻头钻削一般钢材的切削用量为:Vc=70100m/min,f=0.150.35mm/r。5、喷吸钻:如图7所示。它是在排屑系统中利用喷吸原理,改善排屑条件,所用的冷却润滑液的压力较前三种低,如图8所示。用它可以钻削直径2065mm长径比达100的深孔,而且加工效率较高。除用硬质合金刀片焊成钻头外,还可以用麻花钻改制成喷吸钻。喷吸钻喷吸钻的工作原理,如图7所示,具有一定压力的切削液,由进油口流入连接装置,其中大部分通过内外管之间的间隙,经过钻头的6个小孔,从环形断面和喉颈(反压间隙区)流向切削区,冷却切削刃并把切屑冲进排屑口,经内管向后流动。另一小部分切削液则从管内四周的月牙槽向后喷射,流速
15、增大而形成射流。根据能量守恒原理,由于比能增大,压能下降,因此在这股喷射流的周围形成低压区,这样在内管的前、后端存在压力差,产生一定的吸力,加速前端有切屑的切削液向后流动排出。喷吸钻的切削用量,在铂削一般钢材时,Vc=70100m/min,f=0.10.17mm/r。上述几种钻头,均可以连续钻削,不用退刀排屑和进行冷却润滑,加工效率高,孔的质量也好,但必须有相应的液压系统,进行冷却润滑和排屑。6、麻花钻:在无专用工装的情况和单件生产时,也可用标准的麻花钻头加一根长钻杆来钻削深孔。但是,由于麻花钻头的容屑空间和通道的影响,不能连续排屑和冷却润滑,所以必须多次进行排屑与润滑,而增加了比前所述钻头多
16、许多倍的辅助时间,至使加工效率低。但它不需要其它工装,操作技术较为简单,因而它是单件生产时常采用的深孔钻工具。采用麻花钻钻深孔时应注意的问题:、钻杆直径d应小于钻头直径0.30.8mm,外表面必须光滑。对于直径20mm以上的钻杆可采用滚压加工,以提高钻杆表面的硬度,防止切屑碎屑拉伤。、锥柄钻头A段直径应磨小0.51mm,如图9所示,以防此段在钻削的过程中因硬度低而拉伤研在孔中。(注锥柄钻头的锥柄是一般钢在A段对焊而成,柄部硬度低)麻花钻、对直柄钻头接长钻杆的方法,采用如图10所示的焊接,它除对焊外,再在镶装部磨两个坑后焊好,磨圆即成。这样焊的钻头结实不会在钻削中开焊。图10、直柄钻头的焊接、采
17、用长钻杆的钻头钻深孔前,先用中心钻钻一个定位孔,再用短钻头(未加长的钻头)钻一导向孔(尽可能深一点)后,才用长钻头钻。、严格掌握每次进刀位置和钻削长度。每次进刀钻削长度和钻头直径成正比,一般为515mm,(此时的钻头直径为530mm),千万还要进给太长,以防容屑太多,增大和孔的摩擦力,而将钻头卡死在孔中而不易退出。、在每次退出排屑后,一定要把钻头和钻杆上的切屑碎末刷干净,并涂好润滑油。、要根据不同的工件材料选用不同的切削速度和进给量,以保证钻头有较合理的耐用度。钻头的钻型最好采用群钻型,如采用普通钻型,就把钻头的横刃修磨窄,以减小轴向力。微小孔加工技术现状及存在的问题目前,制造业中微小孔加工钻
18、头的直径一般为100300m,刀具材料为超细晶粒硬质合金,WC粒径大致在901000nm左右。过去由于硬质合金韧性不足,钻头加工可靠性较差,现在这些缺陷已基本消除,工具的抗折断性能、刚性和耐磨性等均远比高速钢钻头优越。微型钻头主要用于印刷电路板、燃料喷嘴(内燃机)、化纤细丝喷嘴等的微小孔加工。被加工材料为GFRP、合金钢、不锈钢、特殊陶瓷等。 趋势 随着移动电话功能的增多,印刷电路板线路分布日益向密集方向发展,电路板的微孔直径也更加细小,加工难度进一步增大。内燃机燃料喷嘴的发展趋势也大致如此。化纤丝喷嘴的喷出孔最小直径约10m,喷嘴材料为不锈钢,要求在不锈钢上加工出数百至数千个喷出孔,加工难度
19、极大。 高精度制作微型钻头的技术要求很高,直径越小,制作越困难。目前,市场上可见到的硬质合金微型钻头中,经过研磨的麻花钻最小直径为30m,扁钻为10m。据报道,在研究室里采用电解磨削方式,可制作出5m的极小直径钻头。 工具材料 随着钻头最小直径的微细化,要求工具的抗弯强度、刚性、刃尖锋利度、硬度及断裂韧性均应较高,因此,工具厂商不断研究如何使硬质合金晶粒更加微细化,而且已取得可喜的成果。最近,佳友电工公司已开发出粒径为90nm的超细晶粒硬质合金,材料公司宣布,他们已试制出粒径为60nm的高级超细晶粒硬质合金。 存在的问题 目前市场上销售的100m以下的微型钻头中,尺寸、形状的偏差极不均匀。例如
20、,对市场上20m的31支钻头进行测试的结果,直径的平均值为20.1m,标准偏差1.5m;芯厚平均值为6.3m,标准偏差为1.7m,偏差值明显偏大。当然制造出这样的钻头已经很不容易,但进一步缩小偏差值,仍是微孔加工需要解决的问题。 超细晶粒硬质合金的机械性能 WC粒径:300nm;硬度:1902Hv;纵弹性模量E:570GPa WC粒径:90nm;硬度:2361Hv;纵弹性模量E:600GPa 另外,在抑制加工孔出口处的毛刺方面,目前还没有非常理想的方法,特别是内燃机燃料喷嘴,要除去微孔出口处的毛刺极其困难,制造商只能在钻孔加工后,采用电解磨削方式,将孔出口处周围的毛刺去掉,否则将严重影响喷射效
21、果。 今后的课题 (1)进一步细化WC晶粒,以提高微型钻头的刚性、硬度和韧性。 (2)采用ELID磨削等新技术,使钻头表面达到镜面水平,从而使切削刃更加锋利,切削阻力进一步减小,工具寿命大幅度延长。 (3)采用超声波振动切削,提高加工效率。小孔加工,尤其是微孔加工,对钻头施以超声波振动,可减小切削力,实现高速回转,提高切削效率,并可取得排屑流畅和提高钻入处孔精度的良好效果。目前的超声波振动技术,尚不能很好满足微孔加工要求,今后应开发新型声波振动技术,并使之在微孔加工中得到广泛应用。 (4)抑制毛刺的产生。孔出口处的毛刺和交叉孔加工的毛刺均极难去除,必须对钻头形状加以更大改进和调整加工孔出口处的
22、切削条件,才能有效抑制毛刺的产生。 (5)开发减小钻头振动的夹持系统。钻头安装在机床主轴夹具上,应保证振摆精度在1m以内。钻头直径越小,刚性越低,振摆失控将大幅度缩短工具寿命。因此,必须开发减振性能良好的夹具,将其与微型钻头相配合,以提高微小孔加工的精度和延长工具寿命深孔的扩孔及深孔的铰削1、用麻花钻扩孔:为了减小钻大孔时的切削力,对于孔径5070mm的孔,先采用直径2540mm的钻头先钻一次,再用大直径的钻头扩孔。此种方法,一般在孔的精度要求不高时采用。如孔的精度要求在H7,表面粗糙度为Ra3.2m左右时,也可在粗钻后,进行半精钻和精钻工艺达到。但精孔钻头应选用刃带完好的钻头,将钻头的主偏角
23、磨成35,它与刃带相接处磨成较大锋利的圆弧半径,切削速度为低速(Vc10m/min),采用润滑性能良好的切削液,以防止积屑瘤的产生。2、对称双刃浮动扩孔刀具:如图11所示,此刀用于粗扩深孔,由于有支承套支承,切削时无振动,一次走刀,可将孔径扩大3080mm,切削时不用退刀排屑。此刀具及工装简单,虽然采用高速钢刀具材料,切削速度较低(切削一般钢材时Vc=20m/min左右),但切削深度大,所以它的扩孔加工效率较高。由于它是双刃对称浮动切削,达到两刃切削力平衡。此种刀具,多用于在车床上扩深孔。支承套的材料为铸铁,它的外径d比前一次走刀后的孔径小0.20.5mm,内孔与刀杆配合能转动。3、导向块式镗
24、头:如图12所示。这种结构的镗头主要用于粗镗,采用内排屑方式,镗刀后面有一斜孔,高压的切削液从工件孔内输入,通过斜孔连同切屑从镗杆内孔中一齐排出。镗头前端有一d的凸台,作为对刀和调整导向块之用。在距离镗刀刀尖后34mm,设有两块硬质合金(YG8)导向块,后面还设有三个夹布胶木导向条。刀体与夹布胶木相配的底面有34的斜度,以便于导向条磨损后径向尺寸的调整。4、导向条镗头:如图13和图14所示。以下两种尺寸的镗头,可同用于粗镗、半精镗和精镗(用浮动镗刀)。粗、半精镗时,采用如图15所示的硬质合金刀具。以上两种镗头,第一种是镗削内孔直径70mm以下的,为了有较大的排屑空间,只安装了两个导向条。第二种
25、是镗削内孔直径70以上。导向条的材料可用尼龙或夹布胶木。它安装后的直径等于或略小于(0.020.05)走刀后的孔径,是在导向条安装好后车削达到。在粗镗的半精镗孔时,如没有导向套(装置)的情况下,先用别的内孔刀具,镗一个长度约30mm的入刀导向孔,以使导向条能进入孔中支承,再把镗刀也调整到所加工的孔径,其旋转尺寸直径基本等于导向孔孔径,一定要严格掌握。否则会造成孔径小了,使导向条摩擦加剧,反之导向条与孔的间隙大了,影响切削效果。粗镗后,留2ap=12mm余量后,将导向条调整(加垫)和车成半精镗后的孔径尺寸,再按上述方法加工,加工导向孔,调整刀具伸出长度进行半精镗。镗后留有2ap=0.150.4m
26、m余量进行精镗。精镗时采用可调浮动镗刀。精镗后的孔径,如需滚压,把孔径镗到接近最小孔径即可。如需珩磨,精镗后留2ap=O.030.05mm余量即可。粗镗与半精镗的切削用量。采用硬质合金刀具时,Vc=3040m/min左右,因为导向条的材料和冷却情况而灵活掌握。f=0.30.4mm/r,但必须使切屑能断。断屑的条件是和刀具断屑槽尺寸与形状和切削用量中的Vc和f相关。精镗时,Vc10m/min,f=0.30.8mm/r。并在切削过程中使用大量的切削液,以冷却润滑和排屑。在一般的情况下,无高压冷却液压装置时,也必须随时用人工浇注和清排屑。铰削刀具对于深孔的铰削,也同样有一个排屑的问题。孔径在30mm
27、以下,应采用螺旋铰刀,以控制排屑方向,自动排出。当孔为通孔时,应采用左螺旋齿铰刀进行推铰,或用右螺旋齿铰也进行拉铰。对于盲孔,应采用螺旋30的右旋齿铰进行推铰。当孔径D30mm时,应采用浮动镗刀对孔进行铰削。浮动镗刀的结构如图16所示。浮动镗刀是由两大件相配合结成,可根据孔径选用不同调整范围的镗刀,精确地调整所需尺寸。刀具制造时,它的前角0=0这时可用来切削铸铁等脆性材料。由于它的刀刃高于中心h,所以它的工件前角0e=值。当用来切削塑性材料时,这时它的前角就小了,就必须重新刃磨浮动镗刀的前角,使0=0e+=1820。可以用下式计算:tg=h/(D/2)-h 式中,D工件的直径(mm);h刀刃高
28、于工件中心的高度(mm); 刀刃高于工件中心时前角减小的值采用铰刀和浮动镗刀时的切削用量,Vc=510m/min,f=0.51mm/r。在切削的过程中必须有良好的润滑,并根据不同的工件材料,选用相应的润滑液。深孔的滚压1、滚压特点:对深孔进行滚压,是深孔加工常采用的一和表面光整、强化工艺。它可以从原始(精加工后的表面)表面粗糙度Ra6.33.2m,降低到Ra1.60.1m;可使表层硬度提高3050,而使表层金属纤维完整,而提高工件抗疲劳强度;滚压过程平稳,不会产生烧伤和裂纹;工具简单,加工效率高。2、滚压加工原理:它是一种压力光整加工,是利用金属在常温状态的冷塑性特点,利用滚压工具对工件表面施
29、加一定的压力,使工件表层金属产生塑性流动,填入到原始残留的低凹波谷中,而达到工件表面粗糙值降低。由于被滚压的表层金属塑性变形,使表层组织冷硬化和晶粒变细,形成致密的纤维状,使表层金属塑性降低,硬度和强度提高,从而改善了工件表面的耐磨性、耐蚀性和配合性。3、内孔滚压工具:常用的深孔滚压工具有以下几种,如图1719所示。4、深孔滚压工艺参数和注意的问题:滚压时的工艺用量:Vc=20100m/min,f=0.20.5mm/r,滚压过盈量为0.050.15mm。润滑液为机械油。应注意的问题:滚压前必须把工件内孔擦洗干净;过盈量要灵活掌握,即是工件材料硬度高、壁薄,原始表面粗糙度值低,其过盈量小一些。反
30、之,即可大些深孔的珩磨(原理、特点、珩磨头、珩磨液、工艺参数、工作压力、轮式珩磨)珩磨是在低的切削速度下,对工件表面进行光整加工的方法,是磨削的一种特殊形式,也是一种较高效率的机械加工工艺。它能够提高工件尺寸和几何形状精度及降低工件表面粗糙度,而广泛于内孔的光整加工。1、珩磨加工的工作原理,是在一定机械作用下,珩磨条(轮)和工件的相对运动条件下,对工件表面进行低速磨削。2、珩磨加工的特点: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
31、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。珩磨油石3、珩磨油石(轮)的选择:珩磨油石(或轮)的选择,是根据工件材料和工件的表面质量要要求,来选择它们的特性(磨料、粒度、硬度和结合剂)的。1)、磨料:珩磨碳钢、合金钢时,选用白刚玉(WA);珩磨不锈钢、轴承钢、高速钢时,选用单晶刚玉(SA)或铬刚玉(PA);珩磨不锈钢、高强度钢、高温合金、耐热钢时,选用立方氮化硼(C
32、BN):珩磨硬脆材料时,选用碳化物磨料(GC、C、BC、D)。2)、粒度:磨料的粒度是根据工件表面粗糙度的要求来选择。Ra0.8m为120#150#;Ra0.4m为150#240;Ra0.2m为240#W40;Ra0.1m为W40W20;Ra0.05m为W20。3)、结合剂:条式和大直径孔珩磨时,一般选用陶瓷结合剂(V)和树脂结合剂(B)外,还采用青铜结合剂(QT),小孔径珩磨条也多采用B和QT结合剂。珩磨轮一般采用树脂结合剂。4)、硬度:在相同条件下,珩磨油石的硬度应比砂轮的硬度低一些,以保证油石在珩磨过程中自锐性好。普通油石的硬度在JP(软3中硬1)选用,金刚石和立方氮化硼油石的硬度在MS
33、(中硬1)选用。总之,珩磨油石(轮)的硬度与工件材料的硬度有关。也即是工件材料的硬度高,油石的硬度应低。5)、浓度:只有金刚石和立方氮化硼为磨料的磨具才规定浓度。它是指1cm体积中含有金刚石或立方氮化硼磨料的重量(克拉)。常用油石的浓度为150(6.6克拉/cm、100(4.4克拉/cm、75(3.3克拉/cm、和50(2.2克拉/cm)四种。它也和工件材料的硬度和磨料粒度有关,硬度高的工件材料和磨料粒度粗,也就选高浓度;反之,就选低浓度。6)、油石长度和珩磨轮直径:珩磨油石长度一般为1.5倍孔径;珩磨轮直径一般为50120mm。4、珩磨头:深孔珩磨头有以下几种,如图2021。珩磨头的结构形式
34、,根据不同的需要有许多种,如有珩磨小孔、大孔、锥孔、盲孔和台阶孔。从扩张力分有定压的、手动扩张的。5、珩磨液:珩磨钢或铸铁时,采用80煤油+20的机械油;珩磨青铜、铝,采用煤油。6、珩磨工艺参数:圆周速度Vc=1528m/min,往复速度Va=1020m/min,交叉角=3045,如图22,合成速度Ve=2035m/min。交叉角的计算:Vc=Vecos/2(m/min)Va=Vesin/2(m/min)7、珩磨时的工作压力:一般为0.10.8MPa,精珩时取小值。8、珩磨余量:和般为2ap=0.050.1mm,或取前工序总误差的22.5倍。现在在加工长度较大的油缸时,可用无缝钢管,不经过切削
35、,采用刚性珩磨头,直接珩磨加工出油缸。9、轮式珩磨:轮式珩磨也是一种对工件表面进行光整加工的方法之一。它的原理与实质是利用细粒度磨料的珩磨轮,在浮动的状态下,对工件表面进行低速磨削。轮式珩磨可采用单轮、双轮或多轮的形式。珩磨轮安装的工件轴线在空间相成2535,如图2325所示。轮式珩磨可适用于不同硬度、材质的材料,对前工序工件表面粗糙度要求不高,可达到Ra0.05m的表面粗糙度。由于它在浮动状态下工作,不能改变工件的形状精度。它适用于外圆、内孔、平面,更适用大孔径深孔的光整加工。1)、轮式珩磨的工艺参数:余量:2ap=0.050.1mm;工件(或珩磨磨头)速度:Vc=5080m/min;进给量
36、:f=0.21mm/r;接触压力:100200N。2)、珩磨轮特性的选择:参考条式珩磨,但它的结合剂一般采用树脂结合剂。3)、珩磨液:粗珩时,可加油酸,一般采用煤油8090+10#机械油1020。4)、珩磨轮的修整:可采用人造聚晶金刚石(PCD)刀具车削,使内外圆同轴和形状接近工作状态;在珩磨过程中自行修整其形状。5)、珩磨轮制造:珩磨轮工作层由磨料70,环氧树脂20,乙二胺7,邻苯二甲酸二丁酯3组成。浇注前先用容器把环氧树脂加热到7080,把磨料加热到60左右,倒在一起搅拌均匀,再把其它两种倒入搅拌均匀,再加热到7080,并不停地搅拌,3min后即可浇注到模型中,如图26所示,等固化冷却后出模,修整后即可使用。