普通珩磨-和-超声波振动珩磨课件

普通珩磨和超声波振动珩磨

目录珩磨工艺特征1珩磨设备简介2珩磨头的构造3珩磨油石4珩磨常见问题及解决办法5超声波振动珩磨简介6一.珩磨工艺特征

珩磨加工是利用可缩涨的磨头，使珩磨条压向工作表面，以产生一定的接触面积和相应的压力，在适当的珩磨液作用下，珩磨条对被加工表面做旋转和往复进给的相对综合运动，来加工圆柱内表面的一种精整加工方法。珩磨用的工具叫做珩磨头，呈圆柱形。偶尔珩磨圆柱外表面时采用外珩磨头，但是其结构复杂，操作困难，加工效果比较差，所以外珩磨头几乎完全被淘汰了；因此，珩磨一般指的是珩磨内圆柱表面。珩磨定义一.珩磨工艺特征珩磨加工原理

珩磨是利用带有磨条（油石）的珩磨头对孔进行精整、光整加工的方法。珩磨时，工件固定不动，珩磨头由机床主轴带动旋转并作往复直线运动。在相对运动过程中，磨条以一定压力作用于工件表面，从工件表面上切除一层极薄的材料，其切削轨迹是交叉的网纹。一.珩磨工艺特征（1）脱落切削阶段（2）破碎切削阶段（3）堵塞切削阶段（1）脱落切削阶段（2）破碎切削阶段

（1）定压进给珩磨（2）定量进给珩磨（3）不进给珩磨定压进给珩磨定量进给珩磨定压—定量进给珩磨珩磨切削过程的分类Diagram珩磨用量这些珩磨用量，对珩磨生产率和表面光洁度有较大影响的因素切削速度网文交叉角油石工作压力扩张进给速度加工余量越行程珩磨用量一.珩磨工艺特征

加工精度高表面质量好

加工范围广生产率高对机床精度

要求低切削余量少珩磨加工优点与一般切削加工相比

珩磨加工的特点二.珩磨设备简介珩磨机床立式珩磨机床卧式珩磨机床特点——珩磨头自由悬挂在机床主

轴上；珩磨头对机床主轴

各方面压力均匀。适用范围——气缸孔、套孔、液压

缸孔和其它精密通孔

和不通孔特点——在珩磨过程中，珩磨头容

易紧压下侧，使珩磨出来

的零件孔一边超差。适用范围——珩磨长孔，如等径管

子、炮膛等。珩磨机床二.珩磨设备简介图1立式珩磨机床二.珩磨设备简介图2卧式珩磨机床二.珩磨设备简介珩磨机床的特征：

机床主轴的旋转运动由电动机通过变速箱来带动；

主轴的往复运动由液压控制；珩磨头与主轴的联结，多采用球头铰接；

珩磨油石的缩涨也为液压控制；

所以珩磨机工作时均匀而平稳，没有震动，生产率高，珩磨出来的零件质量好而稳定。二.珩磨设备简介表1几种珩磨机的主要工艺性能三.珩磨头的构造珩磨头必须具备的基本条件：（1）油石能在径向均匀地涨缩，对加工表面的压力能调整并保

持在一定的调节范围；（2）油石座具有一定的刚度，当被加工孔的形状使油石的压力

增加时，油石在半径方向不致发生位移和歪斜；（3）珩磨到最后尺寸时，油石能迅速缩回，以便珩磨头从孔内

退出。三.珩磨头的构造

珩磨头的结构形式(1)通用珩磨头

右图2，是中等孔径通用珩磨头，由磨头体、油石、油石座、导向条、弹簧、锥体涨芯组成。

当涨芯锥体3移动时，油石便可涨开或收缩。油石座直接与进给涨芯接触，中间不用顶销与过渡板，结构简单，进给系统刚性好。图2中等孔径通用珩磨头1—本体前导向2—弹簧圈3—锥体涨芯4—油石座三.珩磨头的构造

(2)小孔珩磨头珩磨Φ2~Φ30mm的小孔时，磨头体与油石座成为一体，使涨芯与磨头体在整个长度上为面接触，以增强刚性。

1）单油石珩磨头如下图所示磨头，适用于加工直线度要求很高、孔径为Φ2~Φ30mm的孔，珩磨头由两根导向条与一根切削油石组成。图3单油石珩磨头1—涨楔2—磨头体3—油石座4—辅助导向条5—主导向条三.珩磨头的构造2）对开轴瓦式珩磨头由两个半圆形轴瓦构成，如下图所示。适用于加工直线度要求较高、有间断表面的孔。图4对开轴瓦式珩磨头1、3—O形弹簧2—油石4—珩磨头5—调节板6—联结轴7—调节件三.珩磨头的构造3）可调整的整体珩磨头

在大量生产中用这种珩磨头来加工高精度的孔。孔的形状误差可达0.5μm以下，尺寸误差可控制在2~3μm内，表面粗糙度Ra达0.2μm。使用这种珩磨头的机床，一般均为立式多轴多工位珩磨机。珩磨头与主轴间为刚性联接，工件夹具设计成浮动形式。图5可调整的整体珩磨头锥孔三.珩磨头的构造（3）大孔珩磨头

主要用于大孔径的珩磨加工，右图为凸环式大孔珩磨头，凸环4的外径接近珩磨孔径，以支持油石座2和承受珩磨切削力，具有较好的刚性。

图6凸环式大孔珩磨头1—弹簧圈2—油石座3—油石座横销4—凸环5—涨锥三.珩磨头的构造（4）特殊珩磨头盲孔珩磨头、锥孔珩磨头等，在此不详细讲解。图7盲孔珩磨a）长油石珩磨b）长短油石珩磨图8锥孔珩磨头1—锥形心轴2—磨头本体3—油石座4—油石5—工件6—簧圈7—键三.珩磨头的构造珩磨夹具典型结构典型加紧压板弹性式珩磨夹具浮动式珩磨夹具珩磨夹具三.珩磨头的构造珩磨头与夹具的配用与对中

合理安排磨头与夹具的浮动环节，以保证在面接触的状态下能稳定地达到要求的加工精度。

珩磨头与夹具浮动的目的是补偿机床、珩磨头、夹具的同轴度及轴线的倾斜度误差对加工精度的影响。若配用不当上述误差将不能充分补偿，将严重地影响加工精度。

所谓对中就是调整珩磨夹具中的工件孔与导向套、珩磨机主轴的同轴度。保证对中要求才能收到减少误差，提高珩磨质量的效果。三.珩磨头的构造表2珩磨头与夹具配用及对中要求四.珩磨油石影响油石性能的因素珩磨前正确的选择油石，是保证顺利完成珩磨工艺的重要条件之一。

油石的性能，主要有四个因素来决定：（1）制造油石用的磨料（2）磨料的粒度（3）油石的硬度（4）粘结磨料用的结合剂四.珩磨油石TL代表绿碳化硅；280代表磨粒的粒度；ZR2

代表油石的硬度；A代表粘结磨料用的结合剂四.珩磨油石磨料

目前珩磨油石主要是由白刚玉、黑碳化硅、绿碳化硅等三种磨料所制成。

（1）白刚玉磨料——硬度高且尖锐，但韧性差，磨粒容易破碎。

适宜珩磨淬火钢、高碳钢、高速钢及薄壁零件等抗拉强度高和韧性相当大的金属。

四.珩磨油石黑碳化硅表面光滑，硬度大，韧性较差，具有自锐作用；生产率高，表面光洁度好碳化硅绿碳化硅表面光滑，硬度大，韧性较差，具有自锐作用；生产率高，表面光洁度好（2）碳化硅磨料适合珩磨强度低和性能脆的材料，如铸铁，黄铜等某些有色金属和非金属材料四.珩磨油石磨料的粒度

粒度是指磨料颗粒的粗细和大小。油石是用粒度很细的磨粒制成的。油石粒度越粗，切削金属越快，生产率越高，但加工表面光洁度较差；反之，粒度越细，得到的表面光洁度就越高。粗珩磨——选择粒度80~180的油石，通常采用的粒度120精珩磨——选择粒度为280~W20的油石四.珩磨油石油石的硬度

油石的硬度，指的并不是磨料颗粒本身的硬度，而是油石结合剂的强度。

而结合剂强弱的具体表现就是磨料颗粒从结合剂中脱落下来所需的力量的大小。需要的力量大，即为硬油石；反之为软油石。

选择油石的硬度，应该和磨削的金属硬度成适当的反比。即磨硬的的金属要选择较软的油石；加工较软的金属选择的油石硬度要偏高一些。四.珩磨油石珩磨油石的连接方式机械加固式胶合式压制式五、珩磨常见问题及解决办法1.圆度超差产生原因解决办法加压变形修改夹具，使加压方式和加压力合适万向节摆动a、合理选择浮动接杆b、珩磨头归圆c、提高万向节制造精度d、降低转速油石座配合间隙过大或过小a、合理选择间隙b、更换磨损件工件孔中心与主轴不同心a、提高定位精度b、提高夹具精度珩磨头扩张时各油石动作不一致提高珩磨头制造精度浮动节不灵活a、提高制造精度b、选择合适的浮动方式工件壁不均匀，簙壁硬度不均a、增加净珩时间b、改善油石切削性能c、设计专业夹具d、控制进给速度珩磨头导向性不好a、加长油石b、选择合适的浮动杆热变形a、加大冷却量b、检测冷却液温度是否正常c、改善油石性能工件有沟槽，沟距不均匀a、采用宽油石b、改变切削网纹角c、控制进给速度五、珩磨常见问题及解决办法2.圆柱度超差产生原因解决办法横向冲击大a、降低往复速度b、调整换向时间往复位置不准确，横向过程不稳定a、提高设备的往复精度b、稳定油温行程位置不合适a、选择合适的油石伸出量b、调整换向时间串孔、间断孔间断距离大a、加大油石长度，同时跨三个孔台盲孔端偏小a、先用短油石珩磨盲孔端b、增加盲孔端停留时间c、增加零件工艺退刀槽d、增加盲孔端珩磨次数五、珩磨常见问题及解决办法3.粗糙度超差产生原因解决办法油石选择不合适a、减小油石粒度b、选用合适硬度的油石c、改变粘结剂d、对油石浸渍处理压力过大a、降低油石压力b、增加净珩时间切削速度选择不当a、提高旋转速度b、降低往复速度切削液选择不当a、提高粘度b、增加过滤精度c、及时更换切削液d、加大切削液用量六、超声波振动珩磨简介

超声波振动珩磨在切削领域和已应用的磨削加工领域中表现出一系列独特的优点：同等加工条件下只需很小的机床动力低切削力低磨削温度低的表面粗糙度和高精度被加工零件良好的耐磨、耐腐蚀性六、超声波振动珩磨简介超声振动加工的发展

在国外，日本、德国在振动切削领域取得了显著成果；在国内，南京航空航天大学、哈尔滨工业大学、广西大学等单位在超声振动切削方面处于领先水平。

超声振动珩磨，根据油石振动方向的不同一般可分为三种：轴向振动、径向震动、扭转振动。由于目前受超声换能器的限制，使用较多的是轴向振动。六、超声波振动珩磨简介超声珩磨系统

简言之，超声振动珩磨就是在不改变珩磨头体基本结构的基础上，在油石条附加上一个超声频的轴向振动，实现油石磨粒脉冲珩磨。

超声珩磨装置安装在珩磨机的主轴上。珩磨运动包括旋转，上下移动和超声振动。

超声变幅杆，其主要的作用是收集能量和有效的转换能量；也就是说，它能够放大高频的机械振动。

工具振动系统，作为珩磨系统的主要阻抗负载，它完成珩磨切削而且决定系统的频率。

柔性杆从振动磁盘收到弯曲的振动后，将其转换成纵向振动，然后传输至油石座。

油石座随着油石一起振动，其频率与珩磨头一样。六、超声波振