任麗艷 李偉超

【摘 要】珩磨技術(shù)是隨著汽車的誕生和發(fā)展應運而生。氣缸-活塞環(huán)是汽車中最重要的摩擦副，其性能的優(yōu)劣和工作狀態(tài)直接影響到汽車產(chǎn)品的質(zhì)量、品位、使用壽命和人類的生存環(huán)境。從這一歷程來看，汽車發(fā)動機制造、加工技術(shù)的提高，對汽車文明的進程無疑起到重要的推動作用。其中，珩磨是氣缸工作表面最重要的精密制造技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】珩磨 缸套孔 發(fā)動機

1 珩磨工藝特點

（1）珩磨加工是一種使工件加工表面達到高精度、高表面質(zhì)量、高壽命的一種高效加工方法。可有效地提高尺寸精度、形狀精度和減小Ra值，但不能提高孔與其他表面的位置精度。

（2）可加工鑄鐵件、淬硬和不淬硬鋼件及青銅件等，但不宜加工韌性大的有色金屬件。、

（3）珩磨主要用于孔加工。在孔珩磨加工中，是以原加工孔中心來進行導向。加工孔徑范圍為φ5～ φ500，深徑比可達10。

（4）珩磨廣泛用于大批大量生產(chǎn)中加工汽缸孔、油缸筒、閥孔以及多種炮筒等。亦可用于單件小批生產(chǎn)中。

（5）珩磨時同軸度無法確定。

（6）珩磨與研磨相比，珩磨具有可減輕工人體力勞動、生產(chǎn)率高、易實現(xiàn)自動化等特點。

2 珩磨加工用途

用鑲嵌在珩磨頭上的油石（也稱珩磨條）對精加工表面進行的精整加工（見切削加工）。珩磨主要用于加工孔徑為5～500毫米或更大的各種圓柱孔，如缸筒、閥孔、連桿孔和箱體孔等，孔深與孔徑之比可達10，甚至更大。在一定條件下，珩磨也能加工外圓、平面、球面和齒面等。圓柱珩磨的表面粗糙度一般可達Ra0.32～0.08微米，精珩時可達Ra0.04微米以下，并能少量提高幾何精度，加工精度可達IT7～4。平面珩磨的表面質(zhì)量略差。

3 缸套孔珩磨后表面精度技術(shù)要求

英國PERKINS公司TD222標準：

采用Hommel檢具測量：（德國：Hommel——霍梅爾公司）

序號 參 量 極限尺寸 測 量 控 制

Hommel檢具

1 基準以上承載率Tp 0.6～1.65 um 距離在20%和1%Tp之間

2 基準以下承載率Tp 0.7～1.80 um 距離在20%和70%Tp之間

3 深度 4.0～7.5 um 距離在20%和99%Tp之間

4 R3z第三點高度 5.5 ～9.0 um

5 偏移量 -1.5至-3.5

6 上部交叉網(wǎng)紋計數(shù) 無相關(guān)值

7 中間交叉網(wǎng)紋計數(shù) 每10mm 50～100 計數(shù)帶寬度1.2um， 中線以上的上臨界值0.6 um。

8 下部交叉網(wǎng)紋計數(shù) 每10mm 6～24 計數(shù)帶寬度4.0 um，上臨界值在中線上。

9 Ra平均值

0.75～1.3um

4 珩磨技術(shù)的應用

國內(nèi)外整體鑲缸套式缸孔的加工普遍采用的工藝方法為：精鏜→珩磨。

主要優(yōu)點為：（1）工藝增加對缸孔的珩磨（一般是金剛石砂條珩磨），可以保證缸孔表面粗糙度，金剛石砂條珩磨缸孔的表面粗糙度可以達到Ra0.8～1.6。因此，完全可以保證產(chǎn)品設(shè)計的要求，降低精鏜機床的制造成本及今后的維護成本。（2）珩磨可以有效改善鏜削缸孔產(chǎn)生的圓柱度（腰鼓肚）、圓度、錐度、直徑尺寸的超差。（3）珩磨的缸孔壓入缸套（缸套外圓采用無心外圓磨加工，表面粗糙度Ra1.6）后的表面貼合度可以達到85%以上。

一般設(shè)計認為：

當內(nèi)燃發(fā)動機轉(zhuǎn)速≥2800rpm時，車用機型缸體的缸孔與缸套表面貼合度應達到85%以上。

當內(nèi)燃發(fā)動機轉(zhuǎn)速<2800rpm時，非公路用機型缸體的缸孔與缸套表面貼合度可以不考慮。

5 網(wǎng)紋參數(shù)不合格的分析

從現(xiàn)場采集Ra數(shù)值來看，合格率是89.2%，效果似乎還可以接受，但在偏差趨勢一欄中，超過上下極限的參數(shù)都有，這說明了內(nèi)孔在珩磨加工中，加工的參數(shù)振動幅度較大。

R3z參數(shù)超過下極限的要占15%。按道理說，配用100～120目的磨料能保證R3z參數(shù)合格，用80目的磨料去珩磨，磨料粒度大，是不應該超出下限的。出現(xiàn)這種情況，估計可能給拉網(wǎng)珩的拉網(wǎng)壓力偏小有關(guān)系。

Skew參數(shù)超出上極限，要了解為何會超出上極限，要大致了解Skew參數(shù)的定義。Skew評價平頂珩平頂力度的指標，和現(xiàn)在一般粗糙度儀中的Rsk意義是一樣的。不過現(xiàn)在的粗糙度儀對這個參數(shù)更加細化，原始輪廓用Psk表示；波紋度輪廓用Wsk表示，對進行濾波的粗糙度輪廓用Rsk表示。Skew參數(shù)超出上極限，說明平頂力度不滿足要求。

D1%參數(shù)超下極限，說明在tp=1%和tp=20%之間的深度差超出要求的下極限而不符合要求。產(chǎn)生這個問題的原因有：（1）平頂珩磨時磨去的尖峰深度過多，致使殘留的峰谷深度較小。（2）在珩磨砂條制作時磨料率偏小——實質(zhì)上就是珩磨出的氣缸套內(nèi)孔微微溝槽密度偏少。

D20%和D70%超差的原因和D1%超差的原因大致是一樣的，不再贅述。

Pc-m和pc-l兩個參數(shù)超出上、下極限的都有，說明這兩個參數(shù)在加工中的不穩(wěn)定。這兩個參數(shù)超出上下限的原因除了珩磨砂條的因素以外，和拉網(wǎng)珩磨、平頂珩磨都有一定的關(guān)系。拉網(wǎng)珩磨時拉網(wǎng)的壓力大時，拉出的溝槽數(shù)量和深度可能會多一些、深一些；如果平頂珩時平頂?shù)娜コ看笠恍┗蛐∫恍@些都會使許多相關(guān)參數(shù)引起很大變化。

6 網(wǎng)紋參數(shù)不合格的改進方案

珩磨的缸孔參數(shù)現(xiàn)在最大的問題在于D1%超差嚴重，另外Skew超差率也接近了30%。D1%超出了下極限，說明平頂后的殘留峰值偏低，也就是說，平頂去除量偏大；但Skew超差，給我們反饋的這個信息是，輪廓偏斜度不合格，平頂去除量過少，這就產(chǎn)生了矛盾。為什么會出現(xiàn)這種情況，如果精珩磨內(nèi)孔在拉網(wǎng)紋時（此時，還沒有平頂），tp=1%和tp=20%兩條線之間的區(qū)間足夠大，大于平頂去除量（同時保證D1%和Skew參數(shù)合格）的要求，那么靠平頂珩磨來同時完成“D1%”和“SK”的要求，是沒有問題的；但如果精珩磨砂條的濃度過小（對于碳化硅珩磨砂條來說磨料率偏?。?，在拉網(wǎng)紋時tp=1%和tp=20%兩條線之間的區(qū)間過小，可能平頂量很少，“D1%”就會處于下極限或超出下極限的范圍，而此時平頂?shù)娜コ窟€不能保證Skew合格。

碳化硅平頂砂條有著較好的剛性和磨削性能，對于參差不齊的珩磨后的尖峰，它會從尖峰的頂部開始珩磨，逐漸向氣缸套內(nèi)孔金屬表層磨削。如果氣缸套表面的溝槽密度偏少的話，tp=1%和tp=20%這兩條線在平面直角坐標系中的縱軸方向的距離會較近，這時候給平頂珩留的余量不足于保證D1%和Skew同時合格，或者給平頂珩留的余量不足，是在生產(chǎn)中的可調(diào)整范圍太窄，這樣可能會使工序能力指數(shù)過低。