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薄维斌
[摘 要]本文对珩磨工具的工作原理进行了分析，通过对珩磨工具的改制，解决了 珩磨加工中珩磨工具使用寿命低和高精度盲孔加工的难题。
[关键词]珩磨心轴 强化 盲孔加工
中图分类号：TM721 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）14-0292-01
珩磨加工是磨削加工的一种特殊形式，也是精加工中一种高效的加工方法，这种工艺不仅能去除较大的加工余最，还是一种提高尺寸精度，几何形状精度和表面粗糙度的有效加工方法.
珩磨是一种以被加工表面为导向定位面，在一定的进给压力下，通过工具和零件的相对运动去除余量，其切削轨迹为交叉网纹的高效、精密的加工工艺。
液压系统是我集团公司的—项主营业务，而液压系统中大部分高精度的回转类零件都由我分廠承担。这类零件的特点是材料难于加工，热处理状态复杂，孔的尺寸精度以及圆柱度要求高。这类产品的特点决定了产品热处理后的精加工是加工的重点和难点。珩磨加工由于其加工特点，极适合我厂多品种、小批量的批次生产以及新品的研制开发工作，所以珩磨工种在我厂的应用十分广泛，是我们分厂任务的顺利完成有重要支搾作用。在从事珩磨生产的过程中，我们也通过集思广益和钻研探索找到解决加工难题的办法，下面对我们的工作做一个简要的汇报，希望能够得到各位读者、专家的指正。
1.提高珩磨心轴使用寿命的原理及方法
1.1 珩磨的设计原理
在珩磨加工过程中，珩磨机床通过一整套传动机构的给珩磨工具中的油石一个沿油石槽直线运动的驱动力，油石直线运动后使得珩磨工具整体胀大。珩磨机床驱动力以恒定的压力的将油石压紧在工件孔的孔壁上，这样油石和两个导靴就构成了一个与内孔相接的内接圆。即使被加工零件的余量去除后，也能使油石和导靴稳定的工作在工件内孔的表面上，从而保持零件在加工过程中的稳定性。珩磨工具和工件孔表面径向三个接触点应均匀分布，这种分布形式继能保证支撑稳定，又能使支撑的刚性好。
1.2 珩磨工具的失效主要原因
珩磨心轴在加工过程中，是由油石和心轴上的导靴（两条）和工件三点接触。油石、导靴在心轴的轴向上的接触线应彼此平行并平行于工件的轴线，如果在加工过程中，油石或导靴（两条）磨损使心轴的几何形状发生变化，从而破坏这三者之间的包容性，使三者之间不能形成严格的内接圆，就会导致珩磨心轴及上的零件会出现扭曲、翘头、弯曲变形，致使心轴扭弯甚至扭断，零件超差甚至报废。
理想的珩磨心轴设计是油石和导靴的材料匹配，在油石使用报废的同时，导靴也磨损至报疲，这样就不会出现任何一种材料的浪费。珩磨工作状态使油石和靴不仅承受压力作用以及高速运转产生的摩擦热，还承担较大的扭矩，所以珩磨心轴必须由好韧性配以很好的耐磨性材料制成。油石具有一定的自刃性和修复性，不锋利的磨粒随着使用可以脱落，在报废前能过自动保持一个相对稳定的工作状态，但是金属导靴的磨损不可修复。所以金属导靴的磨损是珩磨心轴失效的主要原因。
1.3 珩磨心轴导靴的强化
1.3.1 导靴强化的依据
众所周知，对于材料耐磨性和韧性只能选择其一，既有很高耐磨性又有很好韧性的材料很少，并且价格高，经济上不可行。所以通过改变标准的珩磨工具的材料而使其寿命提高的方法不可行。找到经济适用而又简单可行的方法来提髙工具寿命成为我们的主要难题。机加工刀具增强耐磨性的方法给了我解决该难题的启示。车加工或铣加工时，工程师都希望所使用的刀具既有耐磨性，又希望具有很好的韧性。通过在韧性好的刀具基体材料上电镀耐磨层的方法有效的实现了工程师的期望。
1.3.2 导靴镀铬强化的尝试
因为铬层的硬度高，并且我集闭公司有镀铬的能力，依据习惯我们首先选择了镀铬强化。我们用精密磨床将导靴磨削后，经喷丸（使驻体表面存在拉应力，镀铬层不易脱落）后，镀铬0.15，镀铬后将镀层焊度磨削至0.1，抛光后即完成改制。
1.3.3 导靴镀MBS型金刚石强化的尝试
镀铬的尝试没有明显改善没有使我气馁，在经过咨询和查询吸收相关技术资料后，我们决定尝试镀MBS型金刚石。MBS型金刚石是一种多边的特别强韧的晶体，在砂轮上镀MBS型金刚石可以为砂轮提供一个持久的表面，是延长砂轮寿命的一种常用方法，因为珩磨也属于磨削加工的一种，所以我选择该方法尝试。
心轴使用后，在加工1600个工件后，出现镀层剥落的情况。经分析我认为基本原因是电镀金刚石存在缺陷，缺陷的原因是镀层的金属基体和金刚石磨粒只是物理上的粘结，不存在连结力强的化学键连接，磨料在微观上是被基体材料（即镍层）机械的包裹，所以结合力不足。金刚石颗粒在负荷重的情况下脱落，导致心轴失效。如果通过增加镀层厚度的方法増加结合力会导致磨粒露出金属基体的高度降低，导靴的容屑空间小，容易堵塞，散热效果差，工件表面容易烧伤。
1.3.4 导靴强化后的经济效益
在2012年我厂生产该零件在20000个左右，用原心轴需要200根，按每根400元，共计需要心轴费用80000元。用镀320粒度金刚石的心轴，仅需要一根心轴（每根心轴可以退镀、重镀三次），价格400元，退镀、重镀三次需要费用250元，共计需要650元。单此一项产品为分厂节约成本79350元。可以说我的改进取得了技术和经济效益两方而的成功。
2.改制生产通孔的珩磨杆以便生产盲孔
2.1 盲孔加工的局限性及改进建议
现行的孔的精加工方式在加工无退刀槽盲孔时都有相当大的技术难度。主要的难点有三个：
一，不能在盲孔的底部形成完全清根的圆角，可能导致轴向尺寸超差，影响装配。
二，加工中如果刀具或磨头接触到盲孔的底面容易杠刀使刀具崩刃，磨头损坏，从而使零件超差甚至报废。
三，如果孔的长径比大，刀具会在孔底部让刀，磨料的头部会磨损，产生锥度，不能保证径向尺寸精度。
2.2 盲孔心轴的改制
我厂现在珩磨生产的设备为美国善能公司的卧式珩磨机，加工的工具为善能公司提供的珩磨工具。该类型珩磨工具应用于标准和通用的场合。我厂产品中有大量的非标产品，有大量的不带退刀梢如盲孔需要加工，所以在加工时需要对珩磨工具进行改制。
改制过的珩濟心轴必须经过检查合格后才能应用，检查的目的是保证即使在心轴和导靴磨损的情况下，楔子钩在将油石向外膨胀的过程中，楔子钩前部不超过油石的前端面。加工过程中，珩磨工具的油石和导靴与工件内孔在径向方向为点接触，可以保持工件在珩磨工具上的稳定性。经改制后的心轴满足了盲孔加工的要求。
结语
通过对于珩磨工具的两项改进，解决了珩磨加工的难题。在成本、效率、质量上有了突破性的进步，除了物质上的进步，在经验上也取得了积累，我认为在珩磨加工改进中，可以更加关注以下几个原则：
1.珩磨由于其工艺的特殊性，使其加工性质介于切削和磨削之间，所以在切削和磨削中的应用新方法和新材料都可以在珩磨加工中尝试使用。
2.要重视实验方法和实验数据的整理、分析工作。机加工学是一门实验的科学，实验开始前，对于实验对象，实验方法，实验目的要有明确的分析和认识。实验后要重视实验的结果，实验数据可以反映实际的问题，也是改进改善的动力。
3.对于机加工要有更加宽阔的视野。机加工的发展日新月异，不同技术的发展层次不均衡，要将发展速度快领域的成果向发展速度慢的领域辐射就需要我们有更宽阔的视野。善于观察、善于交流、善于学习、善于积累是一名优秀的机加工从业人员的必备素质。
参考文献
[1] 《机械加工工艺手册》孟少农主编，机械工业业出版社，1997.
[2] 《车工技师手册》邱言龙、郑毅、余小燕主编，机械工业出版社，1998.
[3] 《电镀金刚石工艺的研宄》张辽远姜洪涛摘自《沈阳工业学院学报》，2002.
