如何利用车床对工件内圆孔表面进行珩磨加工

如何利用车床对工件内圆孔表面进行珩磨加工

李超群

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摘要：珩磨加工是一种精密加工工艺，旨在改善工件内圆孔的表面质量。通过车床的准确准备、工件与工具的精确装夹、工艺参数的细致设置、珩磨液的恰当应用以及严格的操作步骤，该工艺能够显著提升加工后的尺寸精度和表面光洁度。研究强调了各阶段的技术要点与操作细节，旨在指导实践中达到最佳珩磨效果。

关键词：珩磨加工；车床准备；工件装夹

引言：内圆孔的表面质量直接影响机械部件的性能和寿命。传统的车床加工手段难以满足高精度和表面质量的要求，珩磨加工因此成为关注焦点。它通过使用精密的车床、精确的工艺参数设置和专用的珩磨液，能够显著提高内圆孔的表面光洁度和尺寸精度。随着工业对精密加工需求的提升，珩磨技术的研究与应用日益重要，对提升机械部件性能具有显著的促进作用。

一、车床准备

车床准备是珩磨加工中的关键步骤，涉及选择合适的车床、进行车床检查与维护，以及设置车床的速度和进给。选择合适的车床时，需考虑工件的尺寸、形状和珩磨要求。车床应具备足够的刚性和精度，确保珩磨过程中的稳定性和加工质量。适合珩磨加工的车床通常配备精密调速系统，能够适应不同的珩磨条件。进行车床的检查与维护是确保加工精度和延长设备使用寿命的重要环节。检查内容包括车床的各移动部件是否灵活、传动系统是否正常、电气系统是否安全等。维护工作包括定期清洁车床、润滑移动部件、检查和更换磨损零件。最后，设置车床的速度和进给是根据工件材料和珩磨要求进行的。车床速度影响珩磨的效率和表面质量，需根据珩磨石的材质和直径来调整。进给速度则直接影响珩磨力和加工时间，需要根据工件材料的硬度和珩磨深度来设定。

二、工件和工具装夹

在车床珩磨加工中，工件和工具的正确装夹对于达到理想的加工精度至关重要。工件的固定和对中是这一阶段的起点，关键在于确保工件在车床上的稳定性和正确位置。固定工件时，需要使用适当的夹具，如卡盘或夹具，来牢固地固定工件，防止在加工过程中产生振动或移动。对工件进行对中是为了保证加工轴线与车床主轴的同心度，这通常通过专用对中仪器或试切方法来实现，确保工件加工的精确度。珩磨头的装夹与对准同样重要。珩磨头必须准确安装在车床的刀架或专用夹具上，并与工件轴线保持精确的对准[1]。这一过程通常需要借助精密测量工具来完成，如千分尺或投影仪。珩磨头对准的精度直接影响到珩磨加工的质量和效率。珩磨石的安装和调整是工具装夹的最后一步。选择合适的珩磨石是基于工件材料的硬度、珩磨深度和预期的表面质量。安装珩磨石时需确保其与珩磨头的同心和平衡，以避免加工时的不必要振动。调整珩磨石包括确定珩磨石的伸出长度和轴向位置，这些参数将直接影响珩磨力和热量分布，从而影响工件的表面粗糙度和尺寸精度。

三、珩磨工艺参数设置

珩磨工艺参数的设置对于确保加工质量和效率至关重要。其中，珩磨压力的设定、珩磨速度的选择以及进给量和珩磨时间的确定是核心环节。珩磨压力对于控制材料去除率和影响加工后表面的质量起着决定性作用。设定合适的珩磨压力需基于工件材料的硬度和珩磨石的特性。一般而言，硬质材料或粗珩磨阶段需要较高的珩磨压力，而在进行精珩磨或加工较软材料时，则应降低珩磨压力。过高的珩磨压力可能导致工件表面损伤或过度磨损珩磨石，而过低则可能导致珩磨效率降低。珩磨速度的选择与工件的材质、珩磨石的种类及预期的表面质量密切相关。速度设置需要平衡材料去除率和热量生成，避免过热导致的工件损伤或表面变色。较高的珩磨速度可以提高材料去除率，但同时也可能增加热量的积聚。因此，必须根据具体情况调整珩磨速度，以获得最佳的加工效果。进给量和珩磨时间的确定则更多地依赖于工件的具体加工要求。进给量，即珩磨头对工件的进给速度，影响着材料的去除速率和表面形成。合理的进给量应确保高效的材料去除同时避免过度负荷。珩磨时间的设定则取决于工件尺寸、材料去除量和预期的表面精度。精确的珩磨时间有助于达到所需的尺寸和表面质量，避免不必要的过度加工。

四、珩磨液的应用

珩磨液在珩磨加工过程中发挥着至关重要的角色。它的主要作用包括润滑、冷却、清洁和防腐。通过润滑，珩磨液降低了工具和工件之间的摩擦，减少热量的产生，从而提高了加工效率和珩磨石的使用寿命。同时，冷却作用有助于控制工件和工具的温度，防止因高温而导致的材料结构变化或损伤。珩磨液还能够清洗加工区域，带走珩磨过程中产生的金属屑和磨料颗粒，保持工件表面清洁，提高加工精度。此外，防腐作用有助于延长工件和工具的使用寿命。珩磨液的选择和配比是基于工件材料、加工要求和环境保护的需求。通常珩磨液包括油基和水基两种类型，油基液体适用于重负载和高温加工，而水基液体因其优异的冷却性能更适合于高速珩磨。在选择珩磨液时，还需考虑其化学稳定性、润滑性和冷却能力。配比方面，不同类型的珩磨液根据其浓度和性质需进行适当的稀释和混合，以满足特定的加工需求。珩磨液的供给方式和流量控制是保证珩磨加工质量的关键因素。有效的供液方式能够确保珩磨区域得到充分润滑和冷却，同时带走切削产生的热量和杂质。常见的供液方式包括喷雾式、滴液式和浸没式，每种方式都有其适用的场景和优势。流量控制则需要根据加工条件和工件材质来调整，以达到最佳的润滑和冷却效果。流量过大可能会导致资源浪费和环境污染，而流量过小则可能无法充分发挥珩磨液的作用

[2]。

五、珩磨操作步骤

珩磨操作步骤的精确执行对于保证加工质量和效率至关重要。这些步骤包括珩磨前的检查和准备、珩磨过程的控制以及珩磨后的清洁和检查。珩磨前的检查和准备是确保加工顺利进行的基础。这一阶段的工作聚焦于确保所有设备和工具都处于最佳状态。这包括对车床进行全面检查，确认所有的移动部件、传动系统和电气系统均运行正常。同时，对珩磨头和珩磨石进行检查，确保它们安装正确、无损伤且对准精确。此外，还需检查珩磨液的类型、浓度和供给系统，确保其能够有效地进行润滑和冷却。在工件方面，需要仔细检查其尺寸、形状和表面状况，以及正确地固定和对中，确保在珩磨过程中能够保持稳定。珩磨过程的控制是保证加工质量的关键。在珩磨过程中，需要密切监控珩磨压力、速度、进给量和珩磨时间。调整这些参数以适应工件材质和预期的加工效果，同时监控珩磨区域的温度和振动，避免过度加热或不必要的机械应力。此外，确保珩磨液的连续供给，保持工件表面的清洁和冷却。在整个珩磨过程中，定期检查工件的尺寸和表面粗糙度，确保加工过程按照预定的标准进行。珩磨后的清洁和检查是保证加工质量和工件完整性的重要步骤。完成珩磨后，首先需要清洁工件，去除表面的珩磨液、金属屑和其他残留物。然后，对工件进行详细的检查，包括尺寸精度、表面粗糙度和是否有任何加工缺陷。这一步骤通常需要使用精密测量工具，如千分尺、表面粗糙度计等。此外，还需检查珩磨工具和机床的磨损情况，以便进行必要的维护和更换。确保所有设备和工具在下一次加工前处于良好状态[3]。

六、结论

车床珩磨加工作为一种提高内圆孔表面质量的有效手段，其成功依赖于多个环节的优化与精确控制。合理的车床选择与维护、工件和工具的精确装夹、工艺参数的适宜设置、珩磨液的有效应用以及严格的操作步骤，共同构成了高质量珩磨加工的基础。实践表明，通过这些措施，可以有效提升加工效率，降低热影响和机械应力，最终实现工件表面粗糙度的显著降低和尺寸精度的提高。因此，针对不同的工件材质和加工要求，制定合理的珩磨方案对于保证加工质量具有重要意义。

参考文献：

[1]凤其羽.简析机械加工表面质量对零件使用性能的影响问题[J].山东工业技术,2019(5):52.

[2]李坚.车床主轴零件的机械加工工艺分析[J].时代汽车,2022(21):142-144.

[3]姜巍.应用珩磨技术加工缸孔[J].信息周刊,2019(1):10-11.