普通珩磨和超声波振动珩磨.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Click to edit Master title style,普通珩磨和超声波振动珩磨,第一页，共38页。,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,第二页，共38页。,一,.,珩磨工艺特征,珩磨加工是利用可缩涨的磨头，使珩磨条压向工作外表，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，珩磨条对被加工外表做旋转和往复进给的相对综合运动，来加工圆柱内外表的一种精整加工方法。,珩磨用的工具叫做珩磨头，呈圆柱形。,偶尔珩磨圆柱外外表时采用外珩磨头，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外表。,珩磨定义,第三页，共38页。,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外表，从工件外表上切除一层极薄的材料，其切削轨迹是交叉的网纹。,第四页，共38页。,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,第五页，共38页。,Diagram,珩磨用量,这些珩磨用量，对珩磨生产率和外表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,第六页，共38页。,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,第七页，共38页。,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,第八页，共38页二,.,珩磨设备简介,图,1,立式珩磨机床,第九页，共38页。,二,.,珩磨设备简介,图,2,卧式珩磨机床,第十页，共38页。,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。,第十一页，共38页。,二,.,珩磨设备简介,表,1,几种珩磨机的主要工艺性能,第十二页，共38页。,三,.,珩磨头的构造,珩磨头必须具备的根本条件：,1油石能在径向均匀地涨缩，对加工外表的压力能调整并保,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。,第十三页，共38页。,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,第十四页，共38页。,三,.,珩磨头的构造,(2)小孔珩磨头,珩磨2 30mm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 如以下图所示磨头，适用于加工直线度要求很高、孔径为2 30mm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,第十五页，共38页。,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，如以下图所示。适用于加工直线度要求较高、有间断外表的孔。,图,4,对开轴瓦式珩磨头,1,、,3O,形弹簧,2,油石,4,珩磨头,5,调节板,6,联结轴,7,调节件,第十六页，共38页。,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0.5m以下，尺寸误差可控制在23m内，外表粗糙度Ra达0.2m。,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,第十七页，共38页。,3油石的硬度,珩磨头扩张时各油石动作不一致,a、提高旋转速度 b、降低往复速度,图8 锥孔珩磨头,1弹簧圈 2油石座 3油石座横销,六、超声波振动珩磨简介,第三十一页，共38页。,c、及时更换切削液 d、加大切削液用量,需要的力量大，即为硬油石；,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。,4凸环 5涨锥,第二十八页，共38页。,超声振动使珩磨油石具有较强的自砺性，,生产率高，表面光洁度好,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。,图2 中等孔径通用珩磨头,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,第十八页，共38页。,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,第十九页，共38页。,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,第二十页，共38页。,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到达要求的加工精度。,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。假设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。,第二十一页，共38页。,三,.,珩磨头的构造,表,2,珩磨头与夹具配用及对中要求,第二十二页，共38页。,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,第二十三页，共38页。,四,.,珩磨油石,TL,代表绿碳化硅；,280,代表磨粒的粒度；,ZR,2,代表油石的硬度；,A,代表粘结磨料用的结合剂,第二十四页，共38页。,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锋利，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。,第二十五页，共38页。,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,第二十六页，共38页。,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，但加工外表光洁度较差；反之，粒度越细，得到的外表光洁度就越高。,粗珩磨选择粒度80180的油石，通常采用的粒度120,精珩磨选择粒度为280W20的油石,第二十七页，共38页。,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。,第二十八页，共38页。,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,第二十九页，共38页。,五、珩磨常见问题及解决方法,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,第三十页，共38页。,五、珩磨常见问题及解决方法,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,第三十一页，共38页。,五、珩磨常见问题及解决方法,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,第三十二页，共38页。,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,第三十三页，共38页。,六、超声波振动珩磨简介,超声振动加工的开展,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。,第三十四页，共38页。,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根本结构的根底上，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。,第三十五页，共38页。,六、超声波振动珩磨简介,超声珩磨振动原理：,超声波发生器,1,通电产生的超声频电震荡通过换能器,2,转换为超声机械振动，再通过变幅杆,3,将换能器,2,输出的超声频轴向振动放大后传给玩去振动圆盘,4,，并将弯曲振动转变成沿杆轴向方向的轴向振动，再通过挠性杆,5,将轴向振动传给油石座,6,，油石座,6,带动油石,7,在珩磨头体中以预定的频率轴向振动。,超声珩磨振动系统原理图,1,超声波发生器,2,换能器,3,变幅杆,4,弯曲振动盘,5,挠性杆,6,油石座,7,油石,8,振动波形,第三十六页，共38页。,六、超声波振动珩磨简介,超声振动使珩磨油石具有较强的自砺性，,磨粒变得锋利，有利于提高切削效率,超声振动珩磨时，由于高频振动提高了,实际切削速度，并以动态冲击力作用于切削，,从而可以获得较大的剪应力，有助于塑性金属,趋于脆性状态，减少了塑性变形，有利于切削,超声振动降低了油石的堵塞性，,可以选用较细磨粒的油石进行珩磨，,提高加工零件的尺寸和形状精度。,超声振动珩磨,的特点,第三十七页，共38页。,六、超声波振动珩磨简介,超声波振动加工技术，迄今有许多方面已比较成熟并付诸于实践。但是，由于磨削加工的复杂性，超声磨削加工的许多机理还不十清楚了，深一步的加工应用技术还在研究之中。世界各国目前均在重点开发和研究超声振动在磨削加工领域的高技术和应用课题。,第三十八页，共38页。,