朱金輝　區(qū)云鋒　張祖崇　余炳均

摘 要：珩磨機(jī)刀具作為珩磨機(jī)的核心部件，刀具的好壞，直接影響著缸孔珩磨加工的質(zhì)量；珩磨刀具漲刀情況、加工工況與零件加工的穩(wěn)定性息息相關(guān)。珩磨機(jī)缸孔加工刀具收縮不順暢，會(huì)造成刀具砂條未收縮撞傷缸孔倒角，刀具砂條崩角損壞，最后會(huì)造成缸孔表面粗糙度不合格及表面刀痕，從而使工件報(bào)廢。本文主要解析發(fā)動(dòng)機(jī)缸體珩磨機(jī)刀具卡刀問題的研究及優(yōu)化，解決珩磨機(jī)缸孔加工粗糙度及刀痕等使零件報(bào)廢的質(zhì)量問題。

關(guān)鍵詞：珩磨 漲刀 工件 缸孔加工質(zhì)量

1 概述

發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體缸孔加工主要利用珩磨機(jī)珩磨刀具進(jìn)行磨削加工，而缸體缸孔質(zhì)量是發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵質(zhì)量控制點(diǎn)。珩磨機(jī)珩磨刀具的好壞，直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的加工質(zhì)量。發(fā)動(dòng)機(jī)缸體珩磨機(jī)刀具卡刀易引發(fā)刀具崩刀、工件倒角壓傷、缸孔加工刀痕等情況。穩(wěn)定發(fā)動(dòng)機(jī)珩磨機(jī)加工刀具的穩(wěn)定性，有利于提升珩磨機(jī)的運(yùn)行效率，從而提高產(chǎn)品的輸出效率。因此，在缸體珩磨機(jī)刀具的加工過程中，解決珩磨加工刀具卡刀問題，提升設(shè)備穩(wěn)定性有利于改善缸體缸孔珩磨的表面加工質(zhì)量。

2 現(xiàn)狀調(diào)查

1.圖1為某發(fā)動(dòng)機(jī)工廠珩磨機(jī)缸孔刀具砂條收刀不順暢崩刀數(shù)量統(tǒng)計(jì)：

2.刀具收縮不順暢的表現(xiàn)形式為：刀具收刀環(huán)形彈簧無法復(fù)位砂條，部分砂條卡在刀體導(dǎo)向中，無法完全收刀（圖2）。

3.刀具收縮不順暢卡刀問題導(dǎo)致缸孔加工質(zhì)量異常的表現(xiàn)形式主要有：①刀具未收刀，直接撞到缸孔，導(dǎo)致缸孔崩角報(bào)廢；②刀具崩角后，機(jī)床無報(bào)警繼續(xù)加工導(dǎo)致缸孔劃痕較深，缸孔粗糙度超差報(bào)廢。（圖3）。

3 設(shè)備技術(shù)分析

運(yùn)用思維導(dǎo)圖法對(duì)“缸孔珩磨機(jī)刀具收刀不順暢崩刀”問題的原因進(jìn)行分析討論，將與刀具收漲異常有關(guān)的因素都列舉出來，然后對(duì)各個(gè)因素再深入分析，最終的關(guān)聯(lián)圖如圖4所示：

在收集數(shù)據(jù)過程中，經(jīng)過思維導(dǎo)圖分析，從以下6點(diǎn)立項(xiàng)實(shí)施，落實(shí)改進(jìn)提升措施。

1、刀具 2、漲刀機(jī)構(gòu) 3、珩磨液 4、工件 5、工位夾具 6、加工參數(shù)

1、漲刀機(jī)構(gòu)分析及研究

漲刀機(jī)構(gòu)主要由漲刀伺服電機(jī)、漲刀液壓缸、漲刀桿、刀具等組成（圖5）。漲刀電機(jī)異常或漲刀液壓缸漏油等都會(huì)造成漲刀桿漲芯伸出后無法復(fù)位，進(jìn)而導(dǎo)致刀具砂條無法收刀。檢查漲刀伺服電機(jī)及漲刀液壓缸未發(fā)現(xiàn)異常。

漲刀桿是直接驅(qū)動(dòng)刀具收刀、漲刀的部件，其內(nèi)部主要有漲刀桿漲芯、漲芯復(fù)位彈簧等組成（圖6）。漲刀芯軸彎曲或者漲刀復(fù)位彈簧異常也會(huì)造成刀具無法收刀，是刀具無法正常收刀的可能原因之一。為驗(yàn)證漲到桿是否為影響刀具收漲不順暢崩刀的要因，團(tuán)隊(duì)整體更換新漲刀桿驗(yàn)證，同時(shí)將換下的漲刀桿拆解，檢查漲芯、彈簧未見異常，在驗(yàn)證新漲刀桿期間仍有刀具收漲不順暢卡刀的故障。

綜上，通過對(duì)漲刀機(jī)構(gòu)的分析、驗(yàn)證及研究，對(duì)漲刀機(jī)構(gòu)的末端因素確認(rèn)，排除了漲刀機(jī)構(gòu)導(dǎo)致刀具卡刀問題。

2、工件對(duì)珩磨機(jī)刀具卡刀的影響分析

工件影響刀具加工的因數(shù)主要有工件的硬度及缸孔來料尺寸。工件的硬度過硬，可能造成刀具砂條珩磨不動(dòng)，砂粒小范圍脫落，造成缸孔劃痕太深、粗糙度不合格等質(zhì)量問題。此外前道工序缸孔加工尺寸過小，珩磨刀具收刀后仍大于缸孔直徑，刀具在加工進(jìn)刀的過程就會(huì)直接撞到缸孔，導(dǎo)致刀具砂條損壞，缸孔倒角崩角報(bào)廢。經(jīng)查詢實(shí)驗(yàn)室測(cè)量QDAS記錄，缸孔硬度在合格范圍內(nèi)，工件硬度為非要因。

3、工位夾具對(duì)珩磨機(jī)刀具卡刀的影響研究及分析

研究分析工位夾具可能會(huì)造成崩刀的幾個(gè)因數(shù)主要有：工件夾緊壓力、工位定位面及定位銷。工件夾緊壓力不足。在缸孔加工過程中，工件輕微竄動(dòng)會(huì)造成刀具中心與缸孔中心不同軸，可能會(huì)造成刀具撞到缸孔邊緣。通過對(duì)夾具夾緊壓力、定位銷及定位面的檢查，排除了工位夾具影響刀具卡刀的問題。

4、加工參數(shù)的研究及分析

缸孔珩磨的主要切削用量參數(shù)有：切削上限、切削下限、沖程次數(shù)、主軸轉(zhuǎn)速、漲刀壓力等。切削參數(shù)修改不當(dāng)會(huì)影響刀具進(jìn)給位置、進(jìn)給速度、進(jìn)給壓力等，進(jìn)而影響刀具的收刀和漲刀。查看當(dāng)前機(jī)床使用的切削參數(shù)與備份的切削參數(shù)對(duì)比，參數(shù)一致，未被修改過。該參數(shù)已使用3年無異常，因此可確認(rèn)加工參數(shù)為非要因，排除了加工參數(shù)影響刀具卡刀問題。

5、刀具彈簧優(yōu)化，改善刀具卡刀

刀具主要由刀具砂條、刀具基座、刀具漲芯、刀具收刀彈簧組成（如圖7）。刀具加工缸孔的主要過程： 刀具原位狀態(tài)→刀具伸入到缸孔→刀具漲芯向下壓錐形桿→刀具砂條漲出到缸孔表面→刀具上下沖程磨削缸孔到目標(biāo)尺寸→刀具漲芯返回→刀具砂條在刀具收刀彈簧的回復(fù)力下收刀到原位。

由刀具加工缸孔的主要過程我們知道刀具的收刀完全是依靠收刀彈簧的回復(fù)力收縮，當(dāng)?shù)毒呤盏稄椈傻膹椓Σ蛔?，刀具砂條會(huì)無法收刀。在加工往復(fù)沖程過程中，刀具砂條未收回到原位，刀具砂條將直接撞到缸孔，導(dǎo)致缸孔倒角崩裂，刀具砂條也會(huì)崩斷。（圖8）。

綜上，通過對(duì)珩磨刀具各部件的分析及驗(yàn)證，漲刀異常刀具的收刀彈簧彈力較新彈簧有所衰減，通過優(yōu)化刀具彈簧彈力，選用新型號(hào)刀具彈簧，增加了彈力，從而改善了刀具卡刀問題。

6、降低珩磨液雜質(zhì)，改善刀具卡刀

珩磨液的主要參數(shù)有：濃度、PH值、雜質(zhì)含量、沖洗壓力、沖洗流量。濃度要求控制范圍：9%-11%，PH值要求范圍：8%-9.5%。取樣檢測(cè)及查看現(xiàn)場(chǎng)抽檢歷史結(jié)果，珩磨液濃度及PH值在合格范圍內(nèi)（圖9）。

雜質(zhì)含量控制標(biāo)準(zhǔn)為<150PPM，抽檢凈液箱上層的液雜質(zhì)含量為100ppm，在合格范圍內(nèi)；而在刀具噴液口取樣，雜質(zhì)含量高達(dá)400ppm，超出控制范圍。同時(shí)拆解卡刀的刀具，發(fā)現(xiàn)刀片表面均粘有較多鐵泥。分析刀片粘有過多鐵泥后會(huì)使刀片與刀體導(dǎo)向間隙變小，摩擦力增大，致使刀具無法在收刀彈簧的回復(fù)力下正常收刀（圖10）。

沖洗壓力和流量不足可能會(huì)使刀具加工過程中磨削出來的鐵粉無法沖走，粘在刀片縫隙總，也可能對(duì)刀具卡刀造成影響。查看泵出口機(jī)械壓力表指針是在綠色范圍，珩磨液沖洗壓力0.45Mpa正常；查看機(jī)床崩刀前后期間報(bào)警履歷，崩刀前后未出現(xiàn)流量不足報(bào)警。（表２）

綜上，通過對(duì)珩磨液濃度、PH值、雜質(zhì)含量、沖洗壓力、沖洗流量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及驗(yàn)證，對(duì)珩磨液的末端因素確認(rèn)，通過優(yōu)化濾紙的過濾精度，由90μ提升到60μ密度濾紙，提升了過濾效果，降低了珩磨液雜質(zhì)，從而改善了刀具卡刀問題。

4 結(jié)束語

珩磨機(jī)是發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線質(zhì)量控制的關(guān)鍵工位，缸孔珩磨刀具卡刀問題影響因素較多。通過對(duì)珩磨刀具卡刀的各個(gè)因素進(jìn)行剖析，改進(jìn)影響要因，可以有效改善卡刀問題，優(yōu)化缸孔珩磨的過程，有利于缸孔的質(zhì)量控制，有效保證產(chǎn)品的穩(wěn)定輸出。

參考文獻(xiàn)：

[1]《金屬加工世界》2010年．