第二章珩磨工艺.pptx

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1、机械与能源工程学院College of Mechanical EngineeringCME珩磨工艺简介珩磨工艺简介小组成员：汪斌 张恒 张平专 业：机械制造指导老师：张为民1机械与能源工程学院College of Mechanical EngineeringCME珩磨定义：用镶嵌在珩磨头上的油石对工件表面施加一定压力，珩磨工具或工件同时作相对旋转和轴向直线往复运动，切除工件上极小余量的精加工方法。珩磨头分类：机械加压式、气压或液压自动调压式数种。图中所示的珩磨头为机械加压式，实际生产中多用液压调压式珩磨定义珩磨定义2机械与能源工程学院College of Mechanical Engineer

2、ingCME珩磨技术发展珩磨技术发展珩磨技术是随着汽车的诞生和发展应运而生。气缸活塞环是汽车中最重要的摩擦副，其性能的优劣和工作的状态直接影响到汽车产品的质量、品位、使用寿命和人类的生存环境。其中，珩磨是气缸工作表面最重要的精密制造技术。3机械与能源工程学院College of Mechanical EngineeringCME珩磨在汽车上的加工珩磨在汽车上的加工缸体内孔表面形成连杆内孔（大、小端）的珩磨加工动力总成中变速齿轮的内孔珩磨加工4机械与能源工程学院College of Mechanical EngineeringCME珩磨巨头的诞生珩磨巨头的诞生 1924年，善能年，善能 （美国，

3、（美国，Sunnen）公司成立。致力于公司成立。致力于珩磨技术开发和珩珩磨技术开发和珩磨机的生产。磨机的生产。双巨头双巨头 1926年，德国创年，德国创设珩磨机制造公司设珩磨机制造公司，并以自己名字作，并以自己名字作为公司的命名。为公司的命名。5机械与能源工程学院College of Mechanical EngineeringCME珩磨巨头的诞生珩磨巨头的诞生1928年德国Gehring公司所在地1928年，工人使用珩磨工具修磨发动机缸孔6机械与能源工程学院College of Mechanical EngineeringCME珩磨技术珩磨技术发展史发展史l 1970年左右，日本字都宫大学的

4、隈部淳一郎教授率先研究超声珩磨技术。l 1988年，中国研制成功了卧式超声珩磨装置，对钛合金、铜、铝进行了超声珩磨试验。l 19911993年，中国研制成功了立式超声珩磨装置，对钢质薄壁缸套、铸铁缸套进行了大量超声珩磨试验。l 从1992年开始，德国、中国等国家开始研究激光珩磨技术。卧式超声珩磨装置立式超声珩磨装置7机械与能源工程学院College of Mechanical EngineeringCME珩磨优点、应用范围珩磨优点、应用范围加工精度高加工精度高表面质量好表面质量好加工效率高加工效率高应用广泛应用广泛先进制造技术先进制造技术属于光整加工技术属于光整加工技术应用领域应用领域 汽车制

5、造汽车制造 航空航天航空航天 火炮、导弹火炮、导弹 摩托车、拖拉机摩托车、拖拉机 坦克、舰船坦克、舰船 工程机械工程机械 8机械与能源工程学院College of Mechanical EngineeringCME珩磨应用范围珩磨应用范围 大量应用于各种形状的孔的光整或精加工，孔径在11200mm，长度可达20000mm。国内珩磨机工作范围5250mm，孔长3000mm。 可用于外圆、球面及内外环形曲面加工。如活塞环、挺杆球面与滚球轴承的内外圈等。珩磨内孔尺寸：11200mm珩磨内孔深度：120 000mm尺寸精度：0.0020.01mm表面粗糙度：0.0251.6um技术指标9机械与能源工程

6、学院College of Mechanical EngineeringCME适合的工件材质适合的工件材质10机械与能源工程学院College of Mechanical EngineeringCME珩磨工具材料珩磨工具材料材料特殊金属陶瓷白刚玉油石立方氮化硼人造金刚石碳刚玉油石绿刚玉油石11机械与能源工程学院College of Mechanical EngineeringCME珩磨技术发展前景珩磨技术发展前景智能化在线测量数字化前景数控激光珩磨超声波珩磨超声波珩铰方向12机械与能源工程学院College of Mechanical EngineeringCME单进给珩磨平顶珩磨强力珩磨超声珩

7、磨珩铰挤压珩磨珩磨总览珩磨总览13机械与能源工程学院College of Mechanical EngineeringCME单进单进给珩磨给珩磨原理：采用一组装配在珩磨头体上的油石，给油石沿径向对工件施加一定的压力，并进行旋转运动和往复运动进行加工的精密加工方法。内孔、外圆、平面珩磨原理示意图14机械与能源工程学院College of Mechanical EngineeringCME切削轨迹切削轨迹珩磨油石的切削轨迹15机械与能源工程学院College of Mechanical EngineeringCME加工精度加工精度不仅可以获得高尺寸精度，还能修正孔在珩磨前加工中出现的轻微形状误差，

8、如圆度、圆柱度和表面波纹等。（a）波纹 （b）锥度 （c）鼓形或凸形16机械与能源工程学院College of Mechanical EngineeringCME珩磨头珩磨头中等孔径的通用珩磨头小孔珩磨头短孔珩磨头大孔珩磨头珩磨头典型结构17机械与能源工程学院College of Mechanical EngineeringCME中等孔径的通用珩磨头中等孔径的通用珩磨头1、本体前导向 2、弹簧圈 3、进给胀锥 4、油石座18机械与能源工程学院College of Mechanical EngineeringCME小孔珩磨头小孔珩磨头1、胀楔 2、本体 3、油石座 4、辅助导向条 5、主导向条1

9、9机械与能源工程学院College of Mechanical EngineeringCME短孔珩磨头短孔珩磨头1.连接螺母 2.短销 3.本体 4.胀锥 5.导向条 6.油石座 7.弹簧圈20机械与能源工程学院College of Mechanical EngineeringCME大孔珩磨头大孔珩磨头(a) 凸环式大孔珩磨头 (b) 可调式大孔珩磨头1、本体凸环 2、油石座横销 3、油石座 4、弹簧圈 5、胀锥21机械与能源工程学院College of Mechanical EngineeringCME珩磨头的连接杆珩磨头的连接杆(a)浮动 (b) 半浮动 (c) 刚性 22机械与能源工程学

10、院College of Mechanical EngineeringCME平顶珩磨平顶珩磨 平顶珩磨(plateau honing)：单进给珩磨技术的新发展粗珩粗粒度的珩磨油石在工件表面上加工出较粗糙的、划痕很深的轮廓，沟槽深度达810um精珩用细粒度的珩磨油石，把这些划痕的尖峰变成平顶凸峰，此时表面的沟槽深度为46um。23机械与能源工程学院College of Mechanical EngineeringCME平顶珩磨与单进给珩磨的区别平顶珩磨与单进给珩磨的区别加工的工件表面微观几何形状不同 （a） 单进给 珩磨 （b） 平顶珩磨发动机汽缸套 承载面积大4倍左右 大大减少工作表面的磨损 提

11、高机件寿命 减少燃料消耗24机械与能源工程学院College of Mechanical EngineeringCME强力珩磨强力珩磨 用切削性能较强的油石和较高的珩磨压力，在刚性较好的珩磨机上进行大余量或高效率珩磨加工。 可直接精加工冷拔钢管或者粗镗后的缸筒强力珩磨机示意图25机械与能源工程学院College of Mechanical EngineeringCME强力珩磨过程强力珩磨过程强力珩磨油石对工件的压力较大，油石与工件的接触面积、单位面积切削力不断变化，形成强力珩磨的三个阶段。 脱落珩磨阶段 破碎珩磨阶段 堵塞珩磨阶段26机械与能源工程学院College of Mechanical

12、 EngineeringCME强力珩磨应用强力珩磨应用钢管、气缸等强力珩磨 一次加工成精密的孔，珩磨余量0.51.5mm，表面粗糙度为1.51.8um，金属切除率为218546mm3/s。淬硬工件强力珩磨 使用超硬磨料或碳化硅磨料油石、低粘度珩磨液。珩磨速度一般在15m/min左右。韧性材料强力超声珩磨 采用强力超声珩磨装置对铜、铝等韧性材料进行珩磨时，可以高效地去除2.32.8mm的余量。27机械与能源工程学院College of Mechanical EngineeringCME超声珩磨超声珩磨普通珩磨的不足 油石极易堵塞、油石寿命减短，容易划伤缸套工作表面。 铸铁淬硬缸套和陶瓷发动机珩磨

13、时，加工噪声大、精度低。超声加工的优点 珩磨力小、珩磨温度低、油石不易堵塞、加工效率高、质量好、零件滑动面耐磨性高 解决普通珩磨存在的问题，尤其是硬脆材料的珩磨问题。28机械与能源工程学院College of Mechanical EngineeringCME超声珩磨工作原理超声珩磨工作原理 超声珩磨机是机、电、声一体化的高技术产品。超声波能量是利用超声珩磨装置传输到珩磨加工区的。因此，超声珩磨装置是超声珩磨机的核心部分。油石振动方向 纵向超声珩磨装置 弯曲振动超声珩磨装置29机械与能源工程学院College of Mechanical EngineeringCME原理原理30机械与能源工程学

14、院College of Mechanical EngineeringCME珩珩铰铰利用金刚石铰刀代替珩磨头上的油石，在珩磨机上利用原有的工装与珩磨运动，实现以铰代珩。一次往复行程便可完成加工，但可加工余量比珩磨小。珩铰刀 在钢制基体上电镀金刚石制成，修磨到孔径尺寸。珩铰余量 不宜过大，一般最大不超过0.02mm。珩铰工艺的应用 主要用于大量生产，尤其适用于不便采用主动测量的小孔、间断孔。31机械与能源工程学院College of Mechanical EngineeringCME挤压珩磨挤压珩磨 挤压所磨也称为磨料流加工(abrasive flow machining)，是一种用具有流动性的黏

15、弹性材料(由聚合物截体和磨料组成)对工件进行表面抛光和去毛刺的新工艺技术。挤压珩磨加工原理挤压珩磨工艺系统 挤压珩磨机床 流体磨料 工件 夹具32机械与能源工程学院College of Mechanical EngineeringCME挤压珩磨特点挤压珩磨特点1. 一次加工完成去毛刺、抛倒圆角、改变零件表面性能。2. 同时加工一个或多个工件的单一或多个表面（高效、经济）。3. 加工几何形状复杂的表面，如窄缝、交叉孔道、异形曲面。4. 可加工玻璃、陶瓷等硬脆材料5. 取代手工抛光，大幅减少劳动强度33机械与能源工程学院College of Mechanical EngineeringCME激光珩磨超声珩铰复合电解珩磨、34机械与能源工程学院College of Mechanical EngineeringCME谢谢！35