小直径精密深孔珩磨技术的研究

精度稳定、加工范围较广的深孔精密加工方法。
提高表面质量、热变形较大等现象。
1 小直径精密深孔零件的特点
小直径精密深孔零件主要体现在孔径较小（如 D <16mm）、 长径比较大如 ( L / D> 30）、加工精度较高及表面粗糙度值较 低。如下面所示的两种类型的零件。
图 1 所示为一模具，材料为 40Cr，其内孔孔径为 φ140 + 0. 02， 内孔表面粗糙度达 Ra0. 4。这种零件具有直径较小、长径比较大 （ L / D = 100）、加工精度及表面质量都要求较高等特点，这就对 精加工工序———珩磨加工提出了非常高的要求。
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磨头时，主要从孔径大小及珩磨效率两方面进行考虑。对于孔 同，但一般可分为粗、精珩磨及抛光处理三部分。
径大于 12mm 的小孔珩磨头可设计成图 2 所示的结构。它采用 前进给方式，旋转活动套带动螺母在四方槽内移动从而使涨芯 体沿轴向伸出或缩回，并带动油石座径向伸出和缩回（在“O”形 密封圈的拉力下）。这种珩磨头具有操作简单，油石进给容易控
Key words: Small diameter; Deep - hole processing; Honing ; Craft
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中图分类号：TG580. 6 文献标识码：A
小直径精密深孔加工是深孔加工中难度较大的一种，其加 料具有比强度高、热强度好、导热性差以及弹性模量小等特点，
=来稿日期：2005 - 08 - 24
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见图 7。
5 实车实验
在本设计完成后，我们进行了大量的试车试验，并进行了
一些长途车辆的跟踪试验，取得的结果合乎国家标准要求。并
2002. 10.
工难度主要体现在精加工工序上，即如何提高加工精度及表面 因此在钻孔加工中易产生刀具磨损快、切削温度高、粘刀严重
质量方面。所采用的加工方法可以是滚压或珩磨加工，而对于 及产生硬化层等现象，具有较大的加工难度，同样对精加工工
单件小批量的零件而言，深孔珩磨不失为一种操作简单、加工 序—深孔珩磨也会产生不利影响，容易出现油石磨损快、不易
粗珩时，主要是切除余量。对于小孔珩磨，珩磨余量应尽量
留少些，但由于深孔钻镗削加工中常会产生一定的尺寸误差及
刀痕，并且存在一定的孔径变形及直线度误差，因此相对于浅孔
而言珩磨余量应留得大一些，一般为 0. 2 ～ 0. 25mm，以提高成
品率。精珩时，主要是为了修整粗珩时的网纹并保证尺寸精度，
因此不应施加较大的径向进给，可采用微量进给或无量进给方
对于前述的深孔模具零件，考虑到内孔表面要进行镀硬铬 处 理 （ 镀 层 0. 02mm ～ 0. 03mm）, 并 有 较 高 的 表 面 质 量 要 求 （Ra0. 4），因此应采用的珩磨工艺路线为粗珩———精珩———粗抛 光———精抛光———镀硬铬———粗抛光———精抛光。
制，珩磨效率较高（三条油石）等特点。
并保证在孔深全长上均达到表面粗糙度 Ra0. 4 以上。如后续再 采用插钎法进行精研，则可使内孔表面粗糙度达 Ra0. 2 以上。
对于钛合金零件的珩磨加工，其工艺路线也分为粗珩—半 精珩—精珩—粗抛光—精抛光。由于钛合金材料表面硬度并不 高（HB220 ～ 250），但弹性模量较小，因此孔径尺寸变化较大，且 热变形较明显，因此粗珩磨应注意尺寸的测量（尤其对于薄壁零 件）。精珩时，考虑到材料的硬度不高，故不宜施加较大的进给 量，只能进行微量进给珩磨，并且采用 240# ～ 280#的细砂布包裹 珩磨头体在孔内进行粗抛光处理。精抛时，则采用 1200#的水砂 纸精抛达到表面粗糙度要求（Ra0. 8 以上），由于该零件孔径较 小且珩磨头为单油石，因此珩磨效率受到限制，这就要求珩磨前 的底孔精度较高并不得有刀痕，同时珩磨余量要尽量小，一般留 0. 1 ～ 0. 15mm。
( 2 ) 所设计的两种小孔珩磨头具有使用方法简单、整体强度 较高、进给稳定性好、珩磨效率高等优点，加工出的孔完全满足 加工要求。
( 3 ) 珩磨工艺方案合理实用，其独特的抛光处理工序简单实 用，取得了良好的加工效果。
参考文献wenku.baidu.com
1 王世清 . 深孔加工技术，西北工业大学出版社，2003. 2 彭海 . 超薄壁小直径精密深孔加工技术的研究，现代制造工程，
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机械设计与制造 Machinery Design & Manufacture
第6期 2006 年 6 月
文章编号：1001 - 3997 ( 2006 ) 06 - 0092 - 02
小直径精密深孔珩磨技术的研究
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【摘要】针对小直径精密深孔加工中珩磨加工的特点、珩磨工具的设计以及工艺问题进行了分析 研究，举例分析了加工效果。所设计的两种珩磨工具具有刚性好、切削效率高、易于操作等特点，有着 良好的实用价值。
600#或 800#水砂纸抛光，而精抛时采用 1500#水砂纸精细抛光，
图 2 直径大于 12mm 小孔珩磨头 1. 涨芯体 2. 油石 3. 油石座 4. 磨头体 5. 活动套
6. 滑动螺母 7. 拉杆 8. 挡圈 对于孔径小于 12mm 的小孔珩磨头，由于空间过于狭小，只 能采用单油石结构或对开轴瓦式结构。图 3 为所设计的一种新 型高效的小孔珩磨头（双斜面小孔珩磨头），其特点为：（1）珩磨 头体上的两导向条采用整体式结构，即为珩磨头体外圆的一部 分，并对导向条进行氮化处理，使其表面硬度达到 HV1200 左 右，以提高导向条的耐磨性；（2）珩磨头体采用长方槽来容纳涨 开结构；（3）油石座采用双斜面涨开结构，以提高油石径向进给 运动的稳定性，减小油石座的径向尺寸；（4）采用薄片式涨芯， 减小涨芯体积；（5）珩磨头与夹持体之间的双螺纹连接以提高 连接的柔性；（6）采用螺纹进给加力结构完成油石的径向进给 运动。这种珩磨头具有刚性好、切削效率高、油石伸出量大（可 达 2mm），结构简单，易于操作等优点，有着良好的应用效果。
法进行精珩。粗抛光时可采用 240# ～ 280#的细砂布包裹在珩磨
头体上，靠油石的涨出而使砂布与孔壁产生精细抛光处理，而精
抛光时采用 1200#的水砂纸抛光达 Ra0. 8 以上，为镀硬铬打好
底孔基础。由于镀铬层只有 0. 02 ～ 0. 03mm，因此镀铬后只能采
用抛光处理，粗抛光可采用 280 号的细砂布进行微量修整，后用
珩磨采用的切削液为煤油或柴油，要求粗、精珩磨切削液分 开使用，尤其精珩切削液一定要进行净化处理，同时要经常清除
珩磨头上残留的砂粒，以免刮伤孔壁。
4 结论
( 1 ) 对于小直径精密深孔的珩磨加工，要达到较高的加工精
度及表面质量，不仅要设计出高效实用的珩磨工具，而且还应有
合理、实用的工艺措施相配套。
1. 珩磨头体 2. 涨芯 3. 油石 4. 油石座 图 3 直径小于 12mm 小孔珩磨头
且此产品即将投入生产，预计很快取得可观的经济效益。
参考文献
1 汽车行驶记录仪 . 实施指南 GB / T19056 - 2003. 出版单位：GB / T19056 - 2003. 汽车行驶记录仪 . 起划草工作组编 . 出版日期：
图 7 数据分析界面
2003. 8.
第6期
彭 海等：小直径精密深孔珩磨技术的研究
关键词：小直径; 深孔加工；珩磨；工艺 【Abstract】This article analyses and researches the characteristic of the small diameter deep - hole processing, the honing tool design and the craft question. It gives some typical processing examples and analyses the processing effect. The two kinds of honing tools in the article have the good rigidity, high cutting efficiency, at the same time, they are easy to operate and have the good practical value.
另一零件为钛合金材料（TC4）的小直径精密深孔零件，其 内孔为 Ф8 ± 0. 02mm，长度为 280mm，内孔表面粗糙度 Ra0. 8， 圆度误差.0. 02mm。该零件属于难加工材料类，由于钛合金材
图 1 模具图
2 小直径深孔珩磨工具的设计
对于小直径深孔而言，珩磨加工是提高其加工精度及表面 质量较为有效的方法之一。但由于孔径小，珩磨头整体结构设 计存在着空间窄小、刚性较差等不利因素，因此在设计小孔珩
彭 海 张 敏（西安石油大学，西安 710065）
The research of honing technoIogy of smaII diameter deep - hoIe
PENG Hai，ZHANG Min ( Xi ’ an Shi You University, Xi ’ an 710065，China )
这两种珩磨头所采用的油石均为高效强力的白刚玉（WA） 珩磨油石，粗珩磨油石的粒度为 120#，中软型。而精珩磨油石的 粒度为 240# ～ 280#，油石与油石座采用虫胶粘结，方法简单，连 接可靠。
3 小直径深孔珩磨工艺的分析
在深孔珩磨加工中，针对不同的加工精度、表面粗糙度要 求以及不同的工件材料，所采用的珩磨工艺措施也不尽完全相