徐華鳴，張鳳鳴，張 靜

（鄭州市鉆石精密制造有限公司，鄭州 450016）

1 珩磨技術(shù)的引進

珩磨技術(shù)是隨著汽車的誕生和發(fā)展應(yīng)運而生的。發(fā)動機是汽車的心臟，發(fā)動機中的缸孔與活塞是最重要的摩擦副，其性能優(yōu)劣和工作的狀態(tài)直接影響汽車產(chǎn)品的質(zhì)量、品位、使用壽命和人類的生存環(huán)境，所以自汽車發(fā)明以來，人們一直在探討缸孔工作表面精密制造技術(shù)。

珩磨是用鑲嵌在珩磨頭上的油石對工件表面施加一定壓力，珩磨工具或工件同時做相對旋轉(zhuǎn)和軸向直線往復(fù)運動，切除工件上極小余量的精加工方法。珩磨方法從汽車發(fā)動機（柴油機、汽油機）的應(yīng)用，到摩托車、拖拉機缸體的應(yīng)用，再到飛機零部件、導(dǎo)彈、坦克、槍炮、船舶、工業(yè)縫紉機、空調(diào)壓縮機、液壓氣動、制動器、油泵油嘴、軸承、工程機械、管樂器、光纖電纜的連接口等等，應(yīng)用范圍非常廣泛。

2 珩磨的工作原理

珩磨條裝在珩磨頭上，由珩磨機主軸帶動珩磨頭做旋轉(zhuǎn)和往復(fù)運動，并通過其中的脹縮機構(gòu)使珩磨條伸出，向孔壁施壓以做徑向脹開運動，實施珩磨加工。

珩磨加工時，珩磨頭圓周上的珩磨條與孔壁的重疊接觸點相互干涉，一方面珩磨條將孔壁上的干涉點磨去，另一方面孔壁也相應(yīng)地使珩磨條上面的磨粒尖角或整個磨粒破碎或脫落，珩磨條與孔壁在珩磨過程中相互修整。再就是由于珩磨頭在珩磨過程中，既有旋轉(zhuǎn)又有往復(fù)運動，使工件孔的加工表面形成交叉的螺旋線切削軌跡。由于每一次往復(fù)行程時間內(nèi)珩磨頭的轉(zhuǎn)數(shù)為非整數(shù)，兩次行程間又錯開一定位置，這樣復(fù)雜的運動使珩磨條的每一磨粒在孔壁上運動的軌跡不重復(fù)。在整個珩磨過程中，孔壁與珩磨條上的每一點相互干涉的機會差不多均等。這樣在孔壁和珩磨條間就會不斷產(chǎn)生新的干涉點，又不斷將這些干涉點磨去，使孔壁和珩磨條的接觸面積不斷增加，相互干涉的作用和切削作用不斷減弱，孔與珩磨條面得圓度和圓柱度不斷提高，孔壁的粗糙度降低，達到尺寸要求精度后，珩磨條縮回，珩磨頭推出工件孔，完成孔的珩磨。

3 珩磨加工的應(yīng)用

3.1 珩磨加工應(yīng)用方式

在發(fā)動機加工中珩磨的加工分以下幾種方式：

（1）缸體內(nèi)孔表面形成

缸孔是氣體壓縮燃燒和膨漲的空間，并對活塞起導(dǎo)向作用，缸體內(nèi)孔表面是發(fā)動機磨損最嚴(yán)重的表面之一，它決定了發(fā)動機的大修期和壽命。

珩磨是缸體內(nèi)孔的最后精加工工序，珩磨后的表面具有交叉網(wǎng)紋，有利于潤滑油的貯存和油膜的保持，并具有較高的支承率，能承受較大的載荷，耐磨損，使用壽命長。

（2）曲軸孔的珩磨加工

曲軸作為發(fā)動機最主要的運動部件，曲軸孔的加工質(zhì)量對發(fā)動機的工作性能將有極大的影響，因此對發(fā)動機曲軸孔工藝的要求一般比較嚴(yán)格，包括直徑、位置度、圓度、各檔曲軸孔中心的直線度及表面粗糙度等。

珩磨加工有利于減小曲軸孔表面的殘余應(yīng)力，提高表面質(zhì)量。珩磨時采用的切削液大都采用過濾過的煤油或煤油加錠子油，也可采用極壓乳化液。方便沖刷切屑，避免堵塞珩磨條，同時降低切削區(qū)的溫度和表面粗糙度。

（3）連桿內(nèi)孔（大、小端）的珩磨加工

連桿是連接活塞和曲軸的中間部件，主要作用是將活塞的直線往復(fù)運動轉(zhuǎn)變成曲軸的回轉(zhuǎn)運動。連桿的加工精度將直接影響發(fā)動機的性能，其中連桿大、小頭孔的加工是連桿機械加工的重要工序，它的加工精度對連桿質(zhì)量有較大的影響。

珩磨加工后使得連桿大頭孔公差等級達到IT6，表面粗糙度Ra不大于0.4μm；小頭孔公差等級為IT8，表面粗糙度Ra不大于3.2μm。滿足了加工精度的需求。

（4）噴油嘴活塞珩磨加工

在噴油嘴及一些微細(xì)小孔的加工中，珩磨加工可以提高孔表面粗糙度差，使噴油嘴流量系數(shù)達到0.8以上；可以消除壓力室與噴孔處的毛刺，擴大其相貫線處的圓角，減少高壓油的壓力損失；降低噴孔表面的粗糙度，增加油的流速，獲得良好的霧化效果；可提高噴油嘴的流量系數(shù)，使動態(tài)噴霧角度和流量趨于一至，能降低油耗和排放指標(biāo)。

3.2 珩磨加工精度

珩磨是用鑲嵌在珩磨頭上的油石（又稱珩磨條）對精加工表面進行的精整加工。又稱鏜磨。主要加工直徑5～500mm甚至更大的各種圓柱孔，孔深與孔徑之比可達10或更大。在一定條件下，也可加工平面、外圓面、球面、齒面等。

為提高缸孔的機械性能，人們對缸孔加工后的表面粗糙度要求進行了量化細(xì)分，并嚴(yán)格進行檢測，這大大提高了缸孔的使用壽命。即增加了：

Rpk—— 減縮的頂峰高度

Rk——心部粗糙深度

Rvk——減縮的溝槽深度

珩磨后，孔的尺寸精度為IT7～4級，表面粗糙度可達Ra0.32～0.04μm。珩磨余量的大小，取決于孔徑和工件材料，一般鑄鐵件為0.02～0.15mm，鋼件為0.01～0.05mm。珩磨頭的轉(zhuǎn)速一般為100～200r／min，往返運動的速度一般為15～20m／min。為沖去切屑和磨粒，改善表面粗糙度和降低切削區(qū)溫度，操作時常需用大量切削液，如煤油或煤油內(nèi)加少量錠子油，有時也用極壓乳化液。

3.3 珩磨的加工特點

珩磨是磨削加工的特殊形式，它的實質(zhì)是低速磨削，也是一種高效率的光整加工方法。珩磨頭外周鑲有1～18根長度約為孔長1／3～3／4的珩磨條，在珩磨孔時既旋轉(zhuǎn)運動又往返運動，同時通過珩磨頭中的彈簧或液壓控制而均勻外漲，所以與孔表面的接觸面積不斷較大，加工效率較高。它具有以下加工特點：

（1）珩磨的表面質(zhì)量好，珩磨后表面粗糙度可達Ra0.8～0.2

（2）交叉網(wǎng)紋有利于貯油潤滑，實現(xiàn)平頂珩磨，去除網(wǎng)紋的頂尖，可獲得較好的相對運動摩擦，獲得較理想的表面質(zhì)量。

（3）加工精度高，圓度、圓柱度可達0.5μm ；軸線直線度可達1μm。

4 珩磨技術(shù)的發(fā)展前景

隨著許多高科技產(chǎn)品的日益發(fā)展，機械加工材料種類日益增多，加工難度增大，與之相應(yīng)的加工技術(shù)被賦予越來越高的要求，尤其是在精加工系統(tǒng)領(lǐng)域的珩磨加工，不僅要求在大批量生產(chǎn)中能夠盡可能地延長刀具的使用壽命，同時，除了幾何精度的要求外，還要求工件加工表面的邊緣層具有較高的耐用度。

珩磨工藝的發(fā)展受多種因素的影響，如：珩磨前的預(yù)加工、零件材料的特性、零件工藝性能要求、加工公差以及零件不斷小型化的發(fā)展趨勢等，這些要求推動了珩磨技術(shù)近幾年來的快速發(fā)展。由于珩磨具有較好的適應(yīng)能力，成為當(dāng)前最具發(fā)展?jié)撃艿目准庸な侄沃?，未來精加工孔系領(lǐng)域中，珩磨加工技術(shù)必將得到廣泛應(yīng)用。