【文章內(nèi)容簡介】 副配合質(zhì)量的進(jìn)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(dòng)化程度、發(fā) 展數(shù)控磨床、附加數(shù)顯裝置及自動(dòng)測(cè)量等 我國目前磨床品種雖已達(dá) 400 種左右，但對(duì)于數(shù)控生產(chǎn)型及自動(dòng)化生產(chǎn)型的產(chǎn)品還感不足，上海重型機(jī)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(tái)產(chǎn)品。險(xiǎn)峰機(jī)床廠與德國瓦德里希 .濟(jì)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(jī)床廠發(fā)展了 MK6430 數(shù)控滾刀刃磨床，精度可達(dá) AA 級(jí)，無錫機(jī)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(dòng)磨床。北京第二機(jī)床廠開發(fā)了 MG1320 數(shù)控外圓磨床和MGB1420E 高精度半自動(dòng)萬能外圓磨床， MBS1320E半自動(dòng)高速外圓磨床。此海第三機(jī)床廠的 MGBA高精度半自動(dòng)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(dòng)化增添了新設(shè)備。沙市機(jī)床工業(yè)公司的生產(chǎn)的 3MZ306 全自動(dòng)軸承溝道超精研機(jī)不僅實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)而且粗糙度可達(dá) ~。 上海機(jī)床廠、濟(jì)南第四機(jī)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(dòng)化軸承環(huán)內(nèi)外圓磨床方面開發(fā)并生產(chǎn)的型號(hào)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(jī)床研究所承擔(dān)、北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化所參加研制的產(chǎn)品，測(cè)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(dá)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(gè)別大國已所產(chǎn)數(shù)以千萬克拉計(jì)的人造金鋼石和 CBN，但是國內(nèi)在這方面的進(jìn)展還是相當(dāng)迅速的。一個(gè)重要問題是企 業(yè)要對(duì)應(yīng)用金剛石及立方氮本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 注： 14 化硼有個(gè)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(gè)別很有遠(yuǎn)見的工廠考慮到含碳類鋼鐵材料的廣泛應(yīng)用，及早引進(jìn)國外較為先進(jìn)的 CBN 生產(chǎn)技術(shù)，這無疑是正確的。 改進(jìn)對(duì)超硬磨料磨具的修整，改善對(duì)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(duì)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(duì)金屬陶瓷磨削研究進(jìn)行了國際間協(xié)作。 M17 鎳基合金的緩進(jìn)給強(qiáng)力磨削燒傷問題西北工大與沈陽航院聯(lián)合進(jìn)行了研制，另對(duì)等離子噴涂碳化鎢高硬材料的磨削進(jìn)行了研究 (東北工學(xué)院 )。 陶瓷結(jié)合劑 CBN 砂輪磨削機(jī)床導(dǎo)軌問題，多年前在日本東芝機(jī)械等機(jī)床廠開始了實(shí)際有交的應(yīng)用，目前已在上海機(jī)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(jìn)行的，沈陽第一機(jī)床廠用 CBN 砂輪對(duì)內(nèi)花鍵側(cè)面磨削工藝已成功地通過了部級(jí)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(yàn)機(jī)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(tái)砂輪廠近幾年先后研制成功了樹脂結(jié)合劑強(qiáng)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(jìn)口產(chǎn)品，在推廣應(yīng)用強(qiáng)力珩磨新工藝工作中，積累了不少經(jīng)驗(yàn)。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(jī)理的研究。武漢工業(yè)大學(xué)對(duì)單顆磨粒犁削石材削量的計(jì)算方面進(jìn)行了研究。大連理工大學(xué)對(duì)巖石磨削拋光機(jī)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(gè)重要方面，遠(yuǎn)自五、六十年代我國對(duì)光學(xué)玻璃的加工主要是研磨進(jìn)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(jì)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(jì)（論文） 注： 15 床 )也用了大量金剛石砂輪進(jìn)行加工，其中最新例子為輕工部沈陽輕工機(jī)械研究所研制成功的 MB－10B 型十個(gè)金剛石砂輪磨 頭的玻璃斜邊磨削機(jī)床，已達(dá)到國際上八十年代初技術(shù)水平，于 1991 年12 月通過部級(jí)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(jī)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(duì)磨削加工理論研究是重視的，同時(shí)同樣重視理論研究與生產(chǎn)實(shí)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(huì)。一項(xiàng)雙邊及多邊的國際金屬切削及特種加工學(xué)術(shù)會(huì)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(huì)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(jī)械工程師學(xué)會(huì) ASME，日本精密工程學(xué)會(huì) JSPE 及其他國際各類學(xué)術(shù)會(huì)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(huì) CIRP 年會(huì)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(jī)構(gòu)（有旋轉(zhuǎn)式和推進(jìn)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(shí)使珩磨頭旋轉(zhuǎn)和往復(fù)運(yùn)動(dòng) ,零件不動(dòng) ?；蜱衲ヮ^只作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) ,工件往復(fù)運(yùn)動(dòng) ,從而實(shí)現(xiàn)珩磨。 在大多數(shù)情況下 ,珩磨頭與機(jī)床主軸之間或珩磨頭與工件夾具之間是浮動(dòng)的。這樣 ,加工時(shí)珩磨頭以工件孔壁作導(dǎo)向。因而加工精度受機(jī)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(jì)（論文） 注： 16 特點(diǎn)。所謂創(chuàng)制過程是油石和孔壁相互對(duì)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(yùn)動(dòng)的平板相互對(duì)研而形成平面的原理。 珩磨時(shí)由于珩磨頭旋轉(zhuǎn)并往復(fù)運(yùn)動(dòng)或珩磨頭旋轉(zhuǎn)工件往復(fù)運(yùn)動(dòng) ,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(shí)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(duì)工件在周向錯(cuò)開一定角度 ,這樣的運(yùn)動(dòng)使珩磨頭上的每一個(gè)磨粒在孔壁上的運(yùn)動(dòng)軌跡亦不會(huì)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(gè)珩磨過程中 ,孔壁和油石面的每一點(diǎn)相互干涉的機(jī)會(huì)差不多相等。因此 ,隨著珩磨的進(jìn)行孔表面和油石表面不斷產(chǎn)生干涉點(diǎn) ,不斷將這些干涉點(diǎn)磨去并產(chǎn)生新的更多的干涉點(diǎn) ,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(diǎn) :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(shí) ,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(jìn)給珩磨 定壓進(jìn)給中進(jìn)給機(jī)構(gòu)以恒定的壓力壓向孔壁 ,共分三個(gè)階段。 第一個(gè)階段是脫落切削階段 ,這種定壓珩磨 ,開始時(shí)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(duì)油石粘結(jié)劑的磨耗 ,使磨粒與粘結(jié)劑的結(jié)合強(qiáng)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(jìn)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(shí)切下的切屑小而細(xì) ,這些切屑對(duì)粘結(jié)劑的磨耗也很小。因此 ,油石磨粒脫落很少 ,此時(shí)磨削不是靠新磨粒 ,而是由磨粒尖端切削。因而磨粒尖端負(fù)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(jì)（論文） 注： 17 第三階段為堵塞切削階段 ,繼續(xù)珩磨時(shí)油石和孔表面的接觸面積越來越大 ,極細(xì)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(shí) ,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(huì)受到影響。此時(shí)應(yīng)盡快結(jié)束珩磨。 2)定量進(jìn)給珩磨 定量進(jìn)給珩磨時(shí) ,進(jìn)給機(jī)構(gòu)以恒定的速度擴(kuò)張進(jìn)給 ,使磨粒強(qiáng)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?yàn)楫?dāng)油石產(chǎn)生堵塞切削力下降時(shí) ,進(jìn)給量大于實(shí)際磨削量 ,此時(shí)珩磨壓力增高 ,從而使磨粒脫落、破碎 ,切削作用增強(qiáng)。用此種方法珩磨時(shí) ,為了提高孔精度和表面粗糙度 ,最后可用不進(jìn)給珩磨一定時(shí)間。 3)定壓 定量進(jìn)給珩磨 開始時(shí)以定壓進(jìn)給珩磨 ,當(dāng)油石進(jìn)入堵塞切削階段時(shí) ,轉(zhuǎn)換為定量 進(jìn)給珩磨 ,以提高效率。最后可用不進(jìn)給珩磨 ,提高孔的精度和表面粗糙度。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 注： 18 五，立式珩磨機(jī)參數(shù)的設(shè)計(jì) 立式珩磨機(jī)床的運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括主運(yùn)動(dòng)參數(shù)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)參數(shù)。主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，貯運(yùn)動(dòng)參數(shù)是主軸轉(zhuǎn)速，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為珩磨頭上下運(yùn)動(dòng)。 在確定珩磨機(jī)的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給和三數(shù)值錢，先確定本次設(shè)計(jì)的所加工零件的有關(guān)參數(shù)： 珩磨機(jī)所加工的零件材料是 45 號(hào)鋼，材料經(jīng)過調(diào)制處理，達(dá)到的 HB＝ 220～ 250HB。 所加工零件的直徑 d： 230mm～ 250mm 查《機(jī)械工藝加工手冊(cè)》本次畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 立式珩 磨機(jī)的有關(guān)參數(shù)確定如下： 圓周速度最佳為 18m/s～ 25m/s 主運(yùn)動(dòng)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(jī)式為適合多種零件加工而設(shè)計(jì)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(jí)變速則還應(yīng)確定轉(zhuǎn)速分級(jí)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(jì)（論文） 注： 19 磨削時(shí)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(jì)算 maxv 為最大情況下，常用孔徑 D 值最小的數(shù)值。同理計(jì)算 minv 時(shí)要用較大的數(shù)值。 主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列在采用變速時(shí)，則 Z 級(jí)轉(zhuǎn)速數(shù)列為： n1,n2,n3?? nz 任意前口兩級(jí)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系為 。 nj+1＝ nj? 既 nj+1=1/? ? 稱為公比。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速按等比數(shù)列分級(jí)，則各級(jí)轉(zhuǎn)速為： n 1 = minn ? n2=n1? n3=n2? ??? nz=nz1? =n1? z1＝ maxn 最大相對(duì)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＝