缸孔的平臺網(wǎng)紋珩磨工藝

ainet.cn 2009年02月13日

圖1 缸孔珩磨自動線

汽車發(fā)動機缸體的缸孔與缸蓋、活塞組成燃燒室，承受燃氣燃燒的爆發(fā)壓力和沖擊，既要耐高溫、高壓和高溫沖擊負荷，又要為活塞高速往復運動提供基準，良好定位，準確導向。因此缸孔與活塞之間，配合間隙要合理，摩擦力要小。為此，要求缸孔表面粗糙度要低，缸孔尺寸精度要高，形狀精度和位置精度要好。

箱體零件的孔加工是復雜與關鍵并存的工藝，近年來,平臺網(wǎng)紋珩磨在汽油機缸體缸孔精加工中獲得了廣泛應用，保證了可靠的精度和性能，并且提高了加工效率，降低了成本。

為保證缸孔能滿足上述要求，具備必要的性能，迫切需要良好可靠的缸孔精加工手段。近年來，平臺網(wǎng)紋珩磨在汽油機缸體缸孔精加工中獲得了越來越廣泛地應用，因此，我們也將平臺網(wǎng)紋珩磨用于缸孔精加工。

平臺網(wǎng)紋珩磨的優(yōu)點

所謂平臺網(wǎng)紋珩磨，就是通過珩磨在缸孔表面形成細小的溝槽，這些溝槽有規(guī)律地排列形成網(wǎng)紋，并由專門的珩磨工藝削掉溝槽的尖峰，形成微小的平臺。平臺網(wǎng)紋珩磨在缸孔表面形成的這種特殊結構有如下優(yōu)點：

1.微小的平臺增加了接觸面積，削掉尖峰，消除了表面的早期快速磨損，提高了表面的耐磨性。

2.細小的溝痕形成良好的儲油空間,并在缸孔表面形成良好的油膜，降低了缸孔表面與活塞及活塞環(huán)的摩擦，因而可以使用低摩擦力的活塞環(huán)。

3. 細小的溝痕形成良好的儲油空間,減小了機油的散失，進而降低了機油消耗。

4.珩磨后在缸孔表面形成了無數(shù)微小的平臺，增加了缸孔與活塞及活塞環(huán)的接觸面積，加大了缸孔表面的支撐度，減少了缸孔的初期磨損，因此減少了缸孔的磨合時間，甚至不用磨合。

平臺網(wǎng)紋珩磨工藝

平臺網(wǎng)紋珩磨的基本工藝為：粗珩→精珩→平臺珩。

粗珩：消除前工序的加工痕跡，提高孔的形狀精度，降低孔的表面粗糙度，為精珩做好準備。

精珩：更換珩磨油石，進一步提高孔的尺寸精度、形狀精度、降低表面粗糙度，在缸孔表面形成均勻的交叉網(wǎng)紋。

平臺珩：更換油石，去除溝痕波峰，形成平臺表面，提高缸孔表面的支撐率。平臺珩去掉表面波峰形成平臺即可，加工余量較小，最好與精珩磨一次安裝加工完成，否則重復定位誤差將破壞平臺珩磨精度。

圖2 缸孔絎磨后的精度檢測記錄

平臺網(wǎng)紋珩磨表面質(zhì)量的評定

由于目前還沒有評定平臺網(wǎng)紋珩磨表面質(zhì)量的國際標準或國家標準，珩磨機制造廠家制定了自己的標準，各缸體生產(chǎn)廠都在執(zhí)行珩磨機制造廠的標準。所用到的參數(shù)如下：

1.核心刨面深度Rk：核心刨面為切掉峰尖和低谷的粗糙度刨面，其深度是分離峰尖與低谷的兩平行切線間的距離。

2.縮減的尖峰高度Rpk：超出表面粗糙度核心表面的斷面尖峰的平均高度。

3.縮減的溝痕深度Rvk：低于表面粗糙度核心刨面，進入材料內(nèi)部的溝痕的平均深度。

4.以“%”表示的材料比率Mr1：ABBott曲線的切線所確定的尖峰區(qū)域所占面積的比率。

5.以“%”表示的材料比率Mr2：ABBott曲線的切線所確定的溝痕區(qū)域所占面積的比率。

以GW4G15/4G13汽油機缸體缸孔的平臺網(wǎng)紋珩磨為例：該汽油機缸體為鋁合金壓鑄件，缸孔埋鑄灰口鑄鐵缸套；缸孔精度要求：尺寸精度誤差≤0.01mm，圓柱度誤差≤0.006mm，位置度誤差≤0.08mm，垂直度誤差≤0.05mm，表面粗糙度≤Ra0.4。

其平臺網(wǎng)紋參數(shù)要求如下：Rz（DIN） 2.0～5.0mm、Rk0.3～1.0mm、Rpk≤0.3mm、Rvk1.0～1.6mm，Mr1 ≤7%、Mr270～85%。

加工工藝

珩磨前缸孔需要進行粗鏜、半精鏜和精鏜；珩磨過程依次為粗珩，精珩和平臺網(wǎng)紋珩磨。

1. 鏜孔：粗鏜——去除多余金屬，消除缸孔毛坯誤差；半精鏜——為精鏜建立尺寸精度、孔的形狀精度，為精鏜做好準備；精鏜——欲確保珩磨具有高的精度和穩(wěn)定的質(zhì)量，必須珩磨余量適當、基礎精度適當（孔的圓度、柱度、尺寸精度和表面粗糙度），精鏜就是為珩磨做準備，留有合適的珩磨余量、提供合適的基礎精度。

2. 珩磨：粗珩磨——去除余量，消除精鏜痕跡；精珩磨——確保珩磨尺寸精度、形狀精度，形成網(wǎng)紋溝痕；平臺珩磨——消除溝痕尖峰，形成平臺，建立缸孔表面的平臺網(wǎng)紋結構。

缸孔珩磨自動線

缸孔珩磨機床實際是一條雙立軸珩磨自動線，缸孔精鏜后由機動輥道輸送至珩磨工位，進行型號識別及尺寸檢測，按型號及尺寸調(diào)出加工程序。機床第一立軸逐孔步進，進行1～4缸孔粗珩磨，全部缸孔粗珩磨完成后，機動輥道將缸體送至精珩磨工位，機床第二立軸進行1～4缸孔的精珩磨、平臺珩磨。

第二軸的珩磨頭為雙漲舒珩磨頭，先進行第一缸孔的精珩磨，然后珩磨油石縮回，平臺珩磨的油石漲出，進行平臺珩磨，缸孔的精珩磨和平臺網(wǎng)紋珩磨一次安裝定位完成，避免了重復定位誤差，確保了珩磨精度；第一缸孔珩磨合格后，依次珩磨2～4缸孔。整個粗珩磨、精珩磨及平臺珩磨過程中，珩磨條的漲舒進給量、進給速度、珩磨頭的軸向進給速度、軸向行程、上下超越量以及圓周旋轉(zhuǎn)速度都由預設程序控制，只要修改有關程序即可調(diào)整參數(shù)。機床有自動測量、補償、修正功能，可以根據(jù)測量結果自動調(diào)整加工參數(shù)，自動進行補償，修正加工誤差，將缸孔的尺寸精度、形狀精度嚴格控制在公差中線附近。

經(jīng)試加工，實測珩磨后的工件，珩磨后尺寸誤差≤7.3mm，圓柱度誤差≤5.7mm，最小達3.2mm，圓度誤差最小達1.3mm，表面網(wǎng)紋參數(shù)合格,缸孔尺寸滿足產(chǎn)品圖紙要求，不用尺寸分級,既減少了產(chǎn)品檢驗的工作量,又方便了發(fā)動機裝配。

缸孔珩磨加工中值得注意的問題

1.珩磨加工余量要合適

余量小，不能充分消除缸孔固有誤差，重新建立精度；余量大，珩磨時間長，加工效率低，油石磨損快，加工成本高而且加工精度差，質(zhì)量不穩(wěn)定。

2.油石漲出量、漲出速度應與金屬的切除量和切除速度一致

切除的金屬多，油石漲出的少，將出現(xiàn)空行程，浪費機動時間，降低加工效率；切除的金屬少，油石漲出的多，油石與缸孔擠壓，造成缸孔變形，嚴重時將撞碎油石，不僅影響加工速度，而且破壞了精度。

3.珩磨的質(zhì)量和效率主要取決于油石的切削性能

油石的切削性能好，則珩磨速度快、效率高；反之油石切削性能差，金屬去除率低，則出現(xiàn)油石擠壓缸孔，甚至撞碎油石的現(xiàn)象。此時缸孔的尺寸精度、形狀精度和缸孔表面網(wǎng)紋狀態(tài)都很差。

4.油石的切削性能取決于油石的磨粒材料、粒度和結合劑，最后表現(xiàn)于油石的硬度

硬度高彈性低，切削性能差；硬度低，油石軟，脫?？?，油石很快磨損。珩磨常用的磨粒材料有金剛石、剛玉和碳化硅等，常用的切削性能好的是金剛石磨料。用于粗珩時，油石常用粒度一般是151?；?/SPAN>126粒，常用的是D151金剛石珩磨條或D126金剛石珩磨條；精珩油石一般是64?；?/SPAN>46粒，常用的是D64金剛石珩磨條或D46金剛石珩磨條；平臺網(wǎng)紋珩磨效果比較好的磨料是碳化硅，常用的是C30碳化硅平臺珩磨條。