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薄壁缸筒强力珩磨工艺
    珩磨能够方便地加工薄壁缸筒。以精冷拔无缝钢管为原材料,通过强力珩磨直接加工成缸筒内孔。工艺简单,生产效率是深孔镗削加工的2~3倍,材料利用率也在其3倍以上,废品率大大降低,并且缸筒外观好、重量轻。由于具备上述优点,缸筒内孔强力珩磨工艺得到日益广泛的应用,但是,珩磨对毛坯精度要求高,较深孔镗高5级以上。因此材料费用也高,受到材料规格及生产水平的一定限制。

    (1)珩磨原理

    珩磨切削是通过珩磨头上的油石的旋转运动、往复运动和垂直于加工面的径向进给运动完成的。前两种运动是珩磨油石的主运动,这两个运动的合成,使加工表面形成的磨粒切削轨迹呈交叉而不重复的网纹。见图37.5-8。


图37.5-8 珩磨运动原理图

    图中 S1→S2→S3珩磨油石运动轨迹;

    Uw——油石往复运动速度;

    Uy——油石圆周运动速度;

    α——网纹角 ;

    L△——珩磨头回转一周后,在轴向与原切削轨迹的超程量,或称搭接量,保证前后切削轨迹平滑衔接。

    A——珩磨头两次往复行程期间,在工件圆周方向移动距离,称相位移,使油石轨迹不重复。

    珩磨加工是通过油石和被加工面之间的互研进行切削的,可以达到很高的精度和很低的表面粗糙度。珩磨较容易地达到一般缸筒H9,的要求。为使油石能与孔表面均匀接触,珩磨头相对工件是浮动的,故珩磨加工不能修正相对位置误差。

    珩磨径向进给,依靠油石扩涨压力,压力高则切削量大。精冷拔管,强力珩磨油石与机床的应用,为强力珩磨提供了有利条件,与传统的珩磨加工相比,从光整加工转变为有效的切削加工。金属去除率和生产效率有了很大提高。

    (2)珩磨头

    图37.5-9是典型的珩磨头结构图。

 
图37.5-9 珩磨头

1-拉簧;2-油石架;3-芯轴;4-尾部弹簧;5-顶杆;6-油石

    油石6用粘接剂粘在油石架2上,油石架两端由拉簧1箍紧,使支架下端斜面与芯轴3锥面贴紧。当压力作用在顶杆5上时,芯轴向前移动,推动油石架沿本体上的长槽径向伸出,实现油石扩涨进给,压力去除后,芯轴在尾部弹簧4作用下退回,油石架在拉簧作用下也随之收回

    (3)强力珩磨油石

    油石要求在强力珩磨压力下,不发生崩裂破碎。切削力强,自励性好。不因硬度高而粘屑划缸,或因硬度低而降低耐用度。

    油石渗硫,硫在磨削时起润滑作用,提高了油石的强度和寿命。由烟台砂轮厂生产。

    缸筒经珩磨加工后,内孔粗糙度。珩磨油石选择见表37.5-4。

表37.5-4 珩磨油石选用表


    油石结构尺寸见表37.5-5。

表37.5-5 油石尺寸选用表

  
    (4)毛坯

    以精冷拔管做缸筒毛坯,材质一般为低、中碳钢、低碳合金钢。如20#、35#、45#、15MnV等。毛坯精度可参照液压和气动缸筒用精密内径无缝钢管(GB8713-88)选用。直线度选A级:0.3∶1000

    (5)珩磨冷却润滑

    为了及时排除切屑和散热。珩磨要有充分的冷却润滑。由于缸筒较长,卧式珩磨机可采用跟随内冷却方式即把冷却液出口接到珩磨头上,使冷却液随珩磨头直接浇到切削区域。

    苏州特种油脂厂生产的强力珩磨油,可满足使用要求。

    (6)工艺参数选择

    A.油石越程量a

    油石越程量是指珩磨头在行程两端位置时油石伸出工件的长度a。加工中,经验的越程量约为的珩磨油石长度。a过大,珩出的孔呈喇叭形;反之易出现腰鼓形。

    B.加工余量δ

    加工余量的大小,直接影响珩磨效率和珩磨质量。应在确保加工要求的前提下,减小加工余量。采用精冷拔管直接珩成内孔。δ一般在0.15~0.5mm,毛坯精度差、缸径大,余量留大些,反之,余量留小些。

    C.油石工作压力p

    油石工作压力是指垂直作用于油石单位面积上的力。它不仅影响金属去除量和油石损耗,而且还影响缸筒的几何形状和表面粗糙度。一般粗珩压力较高,精珩压力较低。

    D.油石圆周速度Uy、往复速度Uw,网纹角a

    以上参数之间的关系见图37.5-8,网纹角a与珩磨表面粗糙度、珩磨效率有密切关系,a为30°~60°时珩磨效率最高。一般,a值在粗珩时,选40°~60°;精珩时选20°~40°。

    参数选择与毛坯状况、机床性能、缸筒内孔精度和粗糙度要求以及珩磨油石等有关。

    (7)加工举例

    A.工艺过程

    图37.5-10为缸筒加工示意图。

图37.5-10 缸筒加工示意图

1-缸体;2-缸头

    缸筒由缸体1,缸头2组焊而成。缸体毛坯采用精冷拔无缝管材。规格:Φ140×7.5×7092mm。材质为45#钢。加工余量0.3~0.4mm。

    缸筒加工工艺过程见表37.5-6。

表37.5-6 缸筒(珩磨)加工工艺过程表


    B.珩磨机

    珩磨机为H-10卧式自动珩磨机。

    珩磨孔径:Φ40-Φ300(mm),加工长度10000mm

    主轴转速:20~160r/min无级调速。

    进给速度:5~22m/min无级调速。

    定压进给,可实现高低压自动转换;加工时间定时控制。

    C.工艺参数选择

    工艺参数见表37.5-7。

表37.5-7 工艺参数选择

   
    D.油石扩涨压力

    加工中,油石扩涨压力采用低、高、低分配形式,效果较好。见图37.5-11。

图37.5-11 珩磨油石低、高、低压力扩涨

    其作用是

    ·初期低压:使油石与缸筒内孔磨合,并防止缸筒内孔因焊接变形或可能出现的缺陷,如局部磕扁,精度过低等而挤碎油石。

    ·中间高压:充分切削、效率高。

    ·最后低压:孔径进入公差带后,换上精珩油石降低压力,进行精珩,提高抛光能力,使表面粗糙度达到要求。

    (8)缸筒装夹

    薄壁缸筒装夹易产生变形,影响加工精度。加工时要特别注意。H10珩磨机是采用V型钳口定位夹紧,并辅助以钢丝绳-棘轮装置夹紧,以减小夹紧变形。一般是把钳口夹紧点放在缸头等壁厚处,且用力不宜过大。



出处: 《新编液压工程手册》

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