【文章內(nèi)容簡介】 副配合質(zhì)量的進一步提高創(chuàng)造了有利條件。 繼續(xù)為提高磨削加工過程的自動化程度、發(fā) 展數(shù)控磨床、附加數(shù)顯裝置及自動測量等 我國目前磨床品種雖已達 400 種左右，但對于數(shù)控生產(chǎn)型及自動化生產(chǎn)型的產(chǎn)品還感不足，上海重型機床廠與德國合作生產(chǎn)的 30－ 158 精密尤門導(dǎo)軌磨床，配有自行開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)，具有 NC設(shè)定選擇粗精磨削量，凹凸形狀的磨削功能，已向國內(nèi)外提供了數(shù)臺產(chǎn)品。險峰機床廠與德國瓦德里希 .濟根廠合作生產(chǎn) MK84125， MQK84315 型數(shù)控軋輥磨床，提供給武鋼等大型企業(yè)。武漢機床廠發(fā)展了 MK6430 數(shù)控滾刀刃磨床，精度可達 AA 級，無錫機床廠為滿足噴油嘴大批量、高精度生產(chǎn)而開發(fā)了 WX－ 042A 噴 油咀中孔座面自動磨床。北京第二機床廠開發(fā)了 MG1320 數(shù)控外圓磨床和MGB1420E 高精度半自動萬能外圓磨床， MBS1320E半自動高速外圓磨床。此海第三機床廠的 MGBA高精度半自動萬能外圓磨床， MK1320 數(shù)控外圓磨床， MK2945 數(shù)控立式單柱座標(biāo)磨都為磨加工高度自動化增添了新設(shè)備。沙市機床工業(yè)公司的生產(chǎn)的 3MZ306 全自動軸承溝道超精研機不僅實現(xiàn)全自動而且粗糙度可達 ~。 上海機床廠、濟南第四機床廠分別制造了 H194 數(shù)控端面外圓磨床和 J4－ 026 型高精度數(shù)控外圓磨床，還開發(fā)了 MK9020 數(shù)控光學(xué)曲線磨床。在自動化軸承環(huán)內(nèi)外圓磨床方面開發(fā)并生產(chǎn)的型號有 3MZK203B， 3MA1410S， MZ208C 等等。在磨床用數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)方面，有北京機床研究所承擔(dān)、北京機械工業(yè)自動化所參加研制的產(chǎn)品，測量范圍為ф 5~ф 180mm，重復(fù)性 1181。m。 發(fā)展超硬磨料磨削 我國從六十年代人工合成金鋼石，并在其后研制成功立方氮化硼 CBN，現(xiàn)在有的工廠已達到年產(chǎn)金剛石數(shù)百萬克拉的可觀規(guī)模。雖然比不上國外個別大國已所產(chǎn)數(shù)以千萬克拉計的人造金鋼石和 CBN，但是國內(nèi)在這方面的進展還是相當(dāng)迅速的。一個重要問題是企 業(yè)要對應(yīng)用金剛石及立方氮本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 注： 14 化硼有個觀念上的改變，即從極高的磨削比和被磨零件產(chǎn)品質(zhì)量上著眼，推廣使用超硬磨料磨具。國內(nèi)個別很有遠見的工廠考慮到含碳類鋼鐵材料的廣泛應(yīng)用，及早引進國外較為先進的 CBN 生產(chǎn)技術(shù)，這無疑是正確的。 改進對超硬磨料磨具的修整，改善對難加工材料的磨削。國內(nèi)這方面以航天航空部門及其所屬大學(xué)和研究所開展工作較多。例如： 對鈦合金的在削 (南航、浙大 )，高效鈦合金磨削液的研究 (西北工大 )，不同砂輪磨削熱噴焊鎳基合金的效果 (鄭州三磨所 )。以金鋼石砂輪磨削工程陶瓷材料方面，國內(nèi)近年開展工作較多的如華中 理工大學(xué)、東北工學(xué)院、鄭州三磨所、天津大學(xué)等，東北工學(xué)院還和日本關(guān)西大學(xué)對金屬陶瓷磨削研究進行了國際間協(xié)作。 M17 鎳基合金的緩進給強力磨削燒傷問題西北工大與沈陽航院聯(lián)合進行了研制，另對等離子噴涂碳化鎢高硬材料的磨削進行了研究 (東北工學(xué)院 )。 陶瓷結(jié)合劑 CBN 砂輪磨削機床導(dǎo)軌問題，多年前在日本東芝機械等機床廠開始了實際有交的應(yīng)用，目前已在上海機床廠等單位以端面磨削方式得到了很好應(yīng)用，這是鄭州磨料磨具磨削研究所和上海磨床研究所共同進行的，沈陽第一機床廠用 CBN 砂輪對內(nèi)花鍵側(cè)面磨削工藝已成功地通過了部級科技鑒 定。 發(fā)展其他形式的磨削以及非金屬材料的削 例如開展了電解研磨復(fù)合加工，用冰層緊固法的電子冷凍磨削加工 (沈陽工業(yè)學(xué)院 )，深孔珩磨中的內(nèi)孔表面質(zhì)量，大型精密油缸孔徑的研磨技術(shù) (上海試驗機廠 )等，在一汽開展了磨料流加工，大連理工大學(xué)研究了粘彈磨料加工。煙臺砂輪廠近幾年先后研制成功了樹脂結(jié)合劑強力珩磨油石，金鋼石珩磨油石，和蝸桿珩磨砂輪等系列產(chǎn)品，替代了進口產(chǎn)品，在推廣應(yīng)用強力珩磨新工藝工作中，積累了不少經(jīng)驗。在開展石材加工方面，鄭州磨料所研究了菱苦土磨具及其在石材工業(yè)中的應(yīng)用，該所還研究了花崗石拋光方法 的合理選擇及拋光機理的研究。武漢工業(yè)大學(xué)對單顆磨粒犁削石材削量的計算方面進行了研究。大連理工大學(xué)對巖石磨削拋光機理及工藝做了系統(tǒng)而深入的研究。 玻璃的磨削及拋光，研磨是一個重要方面，遠自五、六十年代我國對光學(xué)玻璃的加工主要是研磨進行了大量生產(chǎn)上的使用，近十年由于建材工業(yè)和輕工業(yè)的發(fā)展，玻璃的圓角加工，倒棱加工，斜邊加工 (主要用于制鏡業(yè)，全國已有數(shù)以百計的制鏡廠和數(shù)以成百上千的金剛石磨削玻璃邊緣的磨本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 注： 15 床 )也用了大量金剛石砂輪進行加工，其中最新例子為輕工部沈陽輕工機械研究所研制成功的 MB－10B 型十個金剛石砂輪磨 頭的玻璃斜邊磨削機床，已達到國際上八十年代初技術(shù)水平，于 1991 年12 月通過部級鑒定。另一種特殊磨削加工為電火花加工與磨料復(fù)合加工，例如營口電火花機床廠最近推出的產(chǎn)品之一是 DM6350 電火花內(nèi)孔磨床，以銅線做電極磨削各種硬度的金屬小孔。 重視磨削加工的理論研究，積極開展國內(nèi)外科技交流的協(xié)作 國內(nèi)對磨削加工理論研究是重視的，同時同樣重視理論研究與生產(chǎn)實際相結(jié)合，盡快將研究成果變?yōu)樯a(chǎn)力。由鄭州三磨所和七所高校牽頭，每兩年召開一次磨削及表面質(zhì)量研討會。一項雙邊及多邊的國際金屬切削及特種加工學(xué)術(shù)會議 IMCC，每兩年舉行一次，迄今在國內(nèi)已舉行了五次，每次都有大量的磨削，方面科研論文在會上宣讀。除上述外近十年國內(nèi)學(xué)者及科技人員在美國機械工程師學(xué)會 ASME，日本精密工程學(xué)會 JSPE 及其他國際各類學(xué)術(shù)會議上發(fā)表了不少篇磨削加工方面的研究成果。特別是在國際上影響更大些的國際生產(chǎn)工程學(xué)會 CIRP 年會上發(fā)表了十篇左右的磨削加工科技論文，從而在國際磨削加工學(xué)術(shù)界有了一定的影響。 四、 珩磨工藝原理及其應(yīng)用 珩磨工藝 (Honing Process)是磨削加工的一種特殊形式，又是精加工中的一種高效加工方法。這種工藝不僅 能去除較大的加工余量，而且是一種提高零件尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度的有效加工方法，在汽車零部件的制造中應(yīng)用很廣泛。 珩磨加工原理 珩磨是利用安裝于珩磨頭圓周上的一條或多條油石 ,由漲開機構(gòu)（有旋轉(zhuǎn)式和推進式兩種）將油石沿徑向漲開 , 使其壓向工件孔壁 ,以便產(chǎn)生一定的面接觸。同時使珩磨頭旋轉(zhuǎn)和往復(fù)運動 ,零件不動 ?；蜱衲ヮ^只作旋轉(zhuǎn)運動 ,工件往復(fù)運動 ,從而實現(xiàn)珩磨。 在大多數(shù)情況下 ,珩磨頭與機床主軸之間或珩磨頭與工件夾具之間是浮動的。這樣 ,加工時珩磨頭以工件孔壁作導(dǎo)向。因而加工精度受機床本身精度的影 響較小 ,孔表面的形成基本上具有創(chuàng)制過程的本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 注： 16 特點。所謂創(chuàng)制過程是油石和孔壁相互對研、互相修整而形成孔壁和油石表面。其原理類似兩塊平面運動的平板相互對研而形成平面的原理。 珩磨時由于珩磨頭旋轉(zhuǎn)并往復(fù)運動或珩磨頭旋轉(zhuǎn)工件往復(fù)運動 ,使加工面形成交叉螺旋線切削軌跡 ,而且在每一往復(fù)行程時間內(nèi)珩磨頭的轉(zhuǎn)數(shù)不是整數(shù) , 因而兩次行程間 ,珩磨頭相對工件在周向錯開一定角度 ,這樣的運動使珩磨頭上的每一個磨粒在孔壁上的運動軌跡亦不會重復(fù)。此外 ,珩磨頭每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn) ,油石與前一轉(zhuǎn)的切削軌跡在軸向上有一段重疊長度 ,使前后磨削軌跡的銜接更平滑均 勻。這樣 ,在整個珩磨過程中 ,孔壁和油石面的每一點相互干涉的機會差不多相等。因此 ,隨著珩磨的進行孔表面和油石表面不斷產(chǎn)生干涉點 ,不斷將這些干涉點磨去并產(chǎn)生新的更多的干涉點 ,又不斷磨去 ,使孔和油石表面接觸面積不斷增加 ,相互干涉的程度和切削作用不斷減弱 ,孔和油石的圓度和圓柱度也不斷提高 ,最后完成孔表面的創(chuàng)制過程。為了得到更好的圓柱度 ,在可能的情況下 ,珩磨中經(jīng)常使零件掉頭 ,或改變珩磨頭與工件軸向的相互位置。 需要說明的一點 :由于珩磨油石采用金剛石和立方氮化硼等磨料 ,加工中油石磨損很小 ,即油石受工件修整量很小。因此 ,孔的精度在一定程度上取決于珩磨頭上油石的原始精度。所以在用金剛石和立方氮化硼油石時 ,珩磨前要很好地修整油石 ,以確?？椎木?。 珩磨的切削過程 1)定壓進給珩磨 定壓進給中進給機構(gòu)以恒定的壓力壓向孔壁 ,共分三個階段。 第一個階段是脫落切削階段 ,這種定壓珩磨 ,開始時由于孔壁粗糙 ,油石與孔壁接觸面積很小 ,接觸壓力大 ,孔壁的凸出部分很快被磨去。而油石表面因接觸壓力大 ,加上切屑對油石粘結(jié)劑的磨耗 ,使磨粒與粘結(jié)劑的結(jié)合強度下降 ,因而有的磨粒在切削壓力的作用下自行脫落 ,油石面即露出新磨粒 ,此即油石自銳。 第二階段是破碎切削階段 ,隨著珩磨的進行 ,孔表面越來越光 ,與油石接觸面積越來越大 ,單位面積的接觸壓力下降 ,切削效率降低。同時切下的切屑小而細 ,這些切屑對粘結(jié)劑的磨耗也很小。因此 ,油石磨粒脫落很少 ,此時磨削不是靠新磨粒 ,而是由磨粒尖端切削。因而磨粒尖端負荷很大 ,磨粒易破裂、崩碎而形成新的切削刃。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 注： 17 第三階段為堵塞切削階段 ,繼續(xù)珩磨時油石和孔表面的接觸面積越來越大 ,極細的切屑堆積于油石與孔壁之間不易排除 ,造成油石堵塞 , 變得很光滑。因此油石切削能力極低 , 相當(dāng)于拋光。若繼續(xù)珩磨 ,油石堵塞嚴(yán)重而產(chǎn)生粘結(jié)性堵塞時 ,油 石完全失去切削能力并嚴(yán)重發(fā)熱 ,孔的精度和表面粗糙度均會受到影響。此時應(yīng)盡快結(jié)束珩磨。 2)定量進給珩磨 定量進給珩磨時 ,進給機構(gòu)以恒定的速度擴張進給 ,使磨粒強制性地切入工件。因此珩磨過程只存在脫落切削和破碎切削 ,不可能產(chǎn)生堵塞切削現(xiàn)象。因為當(dāng)油石產(chǎn)生堵塞切削力下降時 ,進給量大于實際磨削量 ,此時珩磨壓力增高 ,從而使磨粒脫落、破碎 ,切削作用增強。用此種方法珩磨時 ,為了提高孔精度和表面粗糙度 ,最后可用不進給珩磨一定時間。 3)定壓 定量進給珩磨 開始時以定壓進給珩磨 ,當(dāng)油石進入堵塞切削階段時 ,轉(zhuǎn)換為定量 進給珩磨 ,以提高效率。最后可用不進給珩磨 ,提高孔的精度和表面粗糙度。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 注： 18 五，立式珩磨機參數(shù)的設(shè)計 立式珩磨機床的運動參數(shù)包括主運動參數(shù)與進給運動參數(shù)。主運動與進給運動系單獨驅(qū)動，貯運動參數(shù)是主軸轉(zhuǎn)速，進給運動為珩磨頭上下運動。 在確定珩磨機的主運動和進給和三數(shù)值錢，先確定本次設(shè)計的所加工零件的有關(guān)參數(shù)： 珩磨機所加工的零件材料是 45 號鋼，材料經(jīng)過調(diào)制處理，達到的 HB＝ 220～ 250HB。 所加工零件的直徑 d： 230mm～ 250mm 查《機械工藝加工手冊》本次畢業(yè)設(shè)計 —— 立式珩 磨機的有關(guān)參數(shù)確定如下： 圓周速度最佳為 18m/s～ 25m/s 主運動參數(shù)： 主軸轉(zhuǎn)速 n 與切削速度 V 之間的關(guān)系為 n =1000vd?(rpm) 式中 d —— 磨孔直徑 珩磨機式為適合多種零件加工而設(shè)計的。主軸需要變速。因此。需要確定主軸變速范圍 —— 最低與最高轉(zhuǎn)速。若采用分級變速則還應(yīng)確定轉(zhuǎn)速分級數(shù)。 根據(jù)轉(zhuǎn)速與切削速度的關(guān)系式可知 。 mintn =1000 minmax1000vd? maxtn ＝ 1000 maxmin1000vd ?????? 則 mintn 與 maxtn 的比值稱為變速范圍用 Rn 表示 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 注： 19 磨削時上數(shù)據(jù)可以折算出轉(zhuǎn)速： maxtn ＝ 1000 maxmin1000vd ??????= mintn ＝ 1000 minmax1000vd? ＝ 可以看出最低轉(zhuǎn)速 mintn 與 maxtn 與切削速度，被加工孔徑大小有關(guān)。在計算 maxv 為最大情況下，常用孔徑 D 值最小的數(shù)值。同理計算 minv 時要用較大的數(shù)值。 主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列在采用變速時，則 Z 級轉(zhuǎn)速數(shù)列為： n1,n2,n3?? nz 任意前口兩級轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系為 。 nj+1＝ nj? 既 nj+1=1/? ? 稱為公比。機床主軸轉(zhuǎn)速按等比數(shù)列分級，則各級轉(zhuǎn)速為： n 1 = minn ? n2=n1? n3=n2? ??? nz=nz1? =n1? z1＝ maxn 最大相對轉(zhuǎn)速損失率 Amax 為： Amax＝（ 1－ 1/? ） =（ ? 1） /? x100% 則變速范圍為 Rn＝ maxn / minn =n1? z1/n1? z1 則 minn 與 maxn 的比值稱為變速范圍為： Rn＝