珩磨

珩磨是磨削加工的一种特殊形式，属于光整加工。需要在磨削或精镗的基础上进行。珩磨加工范围比较广，特别是大批大量生产中采用专用珩磨机珩磨更为经济合理，对于某些零件，珩磨已成为典型的光整加工方法，如发动机的气缸套，连杆孔和液压缸筒等。

（1）珩磨原理

在一定压力下，珩磨头上的砂条（油石）与工件加工表面之间产生复杂的的相对运动，珩磨头上的磨粒起切削、刮擦和挤压作用，从加工表面上切下极薄的金属层。

（2）珩磨方法

珩磨所用的工具是由若干砂条(油石)组成的珩磨头，四周砂条能作径向张缩，并以一定的压力与孔表面接触，珩磨头上的砂条有三种运动；即旋转运动、往复运动和加压力的径向运动。珩磨头与工件之间的旋转和往复运动，使砂条的磨粒在孔表面上的切削轨迹形成交叉而又不相重复的网纹。珩磨时磨条便从工件上切去极薄的一层材料，并在孔表面形成交叉而不重复的网纹切痕，这种交叉而不重复的网纹切痕有利于贮存润滑油，使零件表面之间易形成—层油膜，从而减少零件间的表面磨损。

（3）珩磨的特点

1）珩磨时砂条与工件孔壁的接触面积很大，磨粒的垂直负荷仅为磨削的1/50~1/100。此外，珩磨的切削速度较低，一般在100m/min以下，仅为普通磨削的1/30~1/100。在珩磨时，注入的大量切削液，可使脱落的磨粒及时冲走，还可使加工表面得到充分冷却，所以工件发热少，不易烧伤，而且变形层很薄，从而可获得较高的表面质量。

2）珩磨可达较高的尺寸精度、形状精度和较低的粗糙度，珩磨能获得的孔的精度为

IT6~IT7级，表面粗糙度Ra为0.2~0.025。由于在珩模时，表面的突出部分总是先与沙条接触而先被磨去，直至砂条与工件表面完全接触，因而珩磨能对前道工序遗留的几何形状误差进行一定程度的修正，孔的形状误差一般小于0.005mm。

3）珩磨头与机床主轴采用浮动联接，珩磨头工作时，由工件孔壁作导向，沿预加工孔的中心线作往复运动，故珩磨加工不能修正孔的相对位置误差，因此，珩磨前在孔精加工工序中必须安排预加工以保证其位置精度。一般镗孔后的珩磨余量为0.05~0.08mm，铰孔后的珩磨余量为0.02~0.04mm，磨孔后珩磨余量为0.01~0.02mm。余量较大时可分粗、精两次珩磨。

4）珩磨孔的生产率高，机动时间短，珩磨一个孔仅需要2~3min，加工质量高，加工范围大，可加工铸铁件、淬火和不淬火的钢件以及青铜件等，但不宜加工韧性大的有色金属，加工的孔径为15~ 500mm，孔的深径比可达10以上。

发动机缸孔珩磨工艺是最后精密加工工序，形成发动机缸孔的最终形状、尺寸和表面精度，对发动机的服役性能起着决定性作用。因此，分析缸孔珩磨工艺过程意义重大。珩磨头的运动轨迹直接反映了珩磨头微观磨粒历经的空间位置。如果将珩磨头上的磨粒视为刚性体，忽略磨粒的破损，则所有磨粒轨迹与缸孔加工表面去除量具有直接映射关系，即油石的运动直接决定了缸孔的表面质量。已有文献研究表明，珩磨油石的运动轨迹与珩磨杆运动、油石分布等密切相关。珩磨头的珩磨速度、切削交叉角、下端停留时间、上下端越程等运动参数对珩磨精度具有较大影响。

该研究拟忽略油石压力因素的影响，通过分析珩磨头的运动轨迹与珩磨速度、切削交叉角、下端停留时间、上下端越程等运动参数的关系，建立珩磨缸孔表面精度控制模型。通过选取油石上的部分磨粒点，并重构这些磨粒点的运动轨迹，研究运动参数对珩磨头周向相位角变化的影响规律，预测珩磨轨迹的分布密度，并且将分布密度与缸孔表面材料去除量相关联，提供缸孔珩磨精度控制的理论基础。

调整珩磨头的运动参数可以获得任意的旋转相位角。其中旋转速度与旋转相位角成正比例函数，下端点停留时间、上下端越程与旋转相位角正相关；往复速度与旋转相位角反相关；下端点停留时间影响缸孔下端部分区域内的珩磨质量，但不会改变缸孔整体的网纹交角。旋转速度与往复速度共同决定网纹交角大小；在不改变珩磨旋转速度和往复速度的情况下，可以通过选取上下端越程与停留时间获得合理的旋转相位角，获得均匀的珩磨轨迹，从而有效提高发动机缸孔的珩磨精度。

珩磨加工是液压油缸和内燃机汽缸套等内孔表面进行精加工的一种相对低速的加工技术，国内普遍存在珩磨加工效率低，珩磨油石的磨削性能对珩磨加工过程及结果有着重要的影响，文中采用两种不同的国内外珩磨油石，以氧化铝为磨粒材料对工程油缸进行珩磨加工，

同时比较其加工效率的差异，另外，将加工前后的两种珩磨油石在扫描电镜下进行观察分析，研究其微观切削机理的不同。

内燃机车用的导管，煤矿和工程机械用的油缸，其孔的精度及表面质量要求较高。然而通过一般的加工方法难以达到设计要求，为此通过研究与实践设计了一种

即可安装使用的装置。该装置是

推镗滚压可在普通车床上将镗削、铰削和挤压相结合，使孔的加工一次完成，加工方法简单、快捷、经济实用，加工精度和表面粗糙度均能达到设计要求。

! 工作原理及结构

（I）工作原理推镗滚压装置如图I 所示。该装

置需安装在普通车床上，当机床主轴I 旋转时，动力通

过镗杆J 传递到镗刀" 上完成切削工作。镗刀及可调

滚压排列组合’通过导向套固定在固定套筒K 上，固

定套筒又固定在机床大拖板的左端，机床拖板的右端

同样固定一个固定套筒I$，左右套筒相距一个工件长

度。移动套筒I& 通过传动套筒I’移动手柄IK，连接

法兰I" 来调整左右固定套筒之间的距离，并通过定位

法兰L、! 实现工件的夹紧。

该装置适合各种孔类工件(尤其是深孔)的加工。

其结构简单，便于制造，通用性强

李爱姣,李兰勋.推镗滚压装置的设计[J].制造技术与机床.2007,(9):96.

Journal of Southern Yangtze University(Natural Science Edition)

Vol. 6 No . 2

Apr. 2007

文章编号: 1671- 7147( 2007) 02- 0220- 04

收稿日期: 2005- 05- 25; 修订日期: 2005- 10- 17.

基金项目: 江苏省自然科学基金项目( BK2004020) ; 留学回国启动基金项目( 教外司留[ 2004] 527 号) ; 清华大学摩

擦学国家重点实验室开放项目( SKLT04- 06) .

作者简介: 胡勤( 1973- ) , 男, 安徽淮南人, 机械设计及理论专业硕士研究生.

* 通讯联系人: 赵永武( 1962- ) , 男, 山东嘉祥人, 教授, 工学博士, 博士生导师. 主要从事摩擦学和先进表面技术

及制造技术等研究. Email: zhao yw@ sytu. edu. cn

胡勤,赵永武.珩磨油石的磨削性能和磨削机理[J].江南大学学报(自然科学

版),2007,6(2):220-223.

1、该装置的设计关键是滚压排列组合中的滚柱。为保证工作的可靠性，滚柱采用GCr15，淬火硬度不低于60HRC，各滚柱尺寸允差在0.01mm以内。滚压排列组合外径尺寸是待加工油缸孔径尺寸，其滚压量根据不同材料、硬度，通过调整镗刀尺寸来确定。

2、压力切削液的设计主要是为了保证加工中的冷却和润滑。根据加工孔径的大小和切削量的大小相应调整切削液的流量，以能够及时排除铁屑为宜。可用煤油、柴油代替乳化液，以便提高工件表面质量。

3、镗杆安装后必须达到靠近主轴端的径向跳动量不超过0.02mm；镗杆远端跳动量在无支撑