深孔的加工：深孔的珩磨、擠壓

 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、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。現(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。