在大多數(shù)情況下,珩磨頭與機(jī)床主軸之間或珩磨頭與工件夾具之間是浮動(dòng)的。這樣,加工時(shí)珩磨頭以工件孔壁作導(dǎo)向。因而加工精度受機(jī)床本身精度的影響較小,孔表面的形成基本上具有創(chuàng)制過程的特點(diǎn)。所謂創(chuàng)制過程是油石和孔壁相互對(duì)研、互相修整而形成孔壁和油石表面。其原理類似兩塊平面運(yùn)動(dòng)的平板相互對(duì)研而形成平面的原理。珩磨時(shí)由于珩磨頭旋轉(zhuǎn)并往復(fù)運(yùn)動(dòng)或珩磨頭旋轉(zhuǎn)工件往復(fù)運(yùn)動(dòng),使加工面形成交叉螺旋線切削軌跡,而且在每一往復(fù)行程時(shí)間內(nèi)珩磨頭的轉(zhuǎn)數(shù)不是整數(shù),因而兩次行程間,珩磨頭相對(duì)工件在周向錯(cuò)開一定角度,這樣的運(yùn)動(dòng)使珩磨頭上的每一個(gè)磨粒在孔壁上的運(yùn)動(dòng)軌跡不會(huì)重復(fù)。此外,珩磨頭每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),油石與前一轉(zhuǎn)的切削軌跡在軸向上有一段重疊長(zhǎng)度,使前后磨削軌跡的銜接更平滑均勻。這樣,在整個(gè)珩磨過程中,孔壁和油石面的每一點(diǎn)相互干涉的機(jī)會(huì)差不多相等。因此,隨著珩磨的進(jìn)行孔表面和油石表面不斷產(chǎn)生干涉點(diǎn),不斷將這些干涉點(diǎn)磨去并產(chǎn)生新的更多的干涉點(diǎn),又不斷磨去,使孔和油石表面接觸面積不斷增加,相互干涉的程度和切削作用不斷減弱,孔和油石的圓度和圓柱度也不斷提高,最后完成孔表面的創(chuàng)制過程。為了得到更好的圓柱度,在可能的情況下,珩磨中經(jīng)常使零件掉頭,或改變珩磨頭與工件軸向的相互位置。
需要說(shuō)明的一點(diǎn):由于珩磨油石采用金剛石和立方氮化硼磨料,加工中油石磨損很小,即油石受工件修整量很小。因此,孔的精度在一定程度上取決于珩磨頭上油石的原始精度。所以我們用金剛石和立方氮化硼油石時(shí),珩磨前要很好地修整油石,以確保孔的精度。
(三)珩磨的切削過程:
1.定壓進(jìn)給珩磨:定壓進(jìn)給中,進(jìn)給機(jī)構(gòu)以恒定的壓力壓向孔壁,分三個(gè)階段。
第一個(gè)階段是脫落切削階段,這種定壓珩磨,開始時(shí)由于孔壁粗糙,油石與孔壁接觸面積很小,接觸壓力大,孔壁的凸出部分很快被磨去。而油石表面因接觸壓力大,加上切屑對(duì)油石粘結(jié)劑的磨耗,使磨粒與粘結(jié)劑的結(jié)合強(qiáng)度下降,因而有的磨粒在切削壓力的作用下自行脫落,油石面即露出新磨粒,此即油石自銳。
第二階段是破碎切削階段,隨著珩磨的進(jìn)行,孔表面越來(lái)越光,與油石接觸面積越來(lái)越大,單位面積的接觸壓力下降,切削效率降低。同時(shí)切下的切屑小而細(xì),這些切屑對(duì)粘結(jié)劑的磨耗也很小。因此,油石磨粒脫落很少,此時(shí)磨削不是靠新磨粒,而是由磨粒尖端切削。因而磨粒尖端負(fù)荷很大,磨粒易破裂、崩碎而形成新的切削刃。第三階段為堵塞切削階段,繼續(xù)珩磨時(shí)油石和孔表面的接觸面積越來(lái)越大,極細(xì)的切屑堆積于油石與孔壁之間不易排除,造成油石堵塞,變得很光滑。因此油石切削能力極低,相當(dāng)于拋光。若繼續(xù)珩磨,油石堵塞嚴(yán)重而產(chǎn)生粘結(jié)性堵塞時(shí),油石完全失去切削能力并嚴(yán)重發(fā)熱,孔的精度和表面粗糙度均會(huì)受到影響。此時(shí)應(yīng)盡快結(jié)束珩磨。
2.定量進(jìn)給珩磨:定量進(jìn)給珩磨時(shí),進(jìn)給機(jī)構(gòu)以恒定的速度擴(kuò)張進(jìn)給,使磨粒強(qiáng)制性地切人工件。因此珩磨過程只存在脫落切削和破碎切削,不可能產(chǎn)生堵塞切削現(xiàn)象。因?yàn)楫?dāng)油石產(chǎn)生堵塞切削力下降時(shí),進(jìn)給量大于實(shí)際磨削量,此時(shí)珩磨壓力增高,從而使磨粒脫落、破碎,切削作用增強(qiáng)。用此種方法珩磨時(shí),為了提高孔精度和表面粗糙度,最后可用不進(jìn)給珩磨一定時(shí)間。
3.定壓一一定量進(jìn)給珩磨:開始時(shí)以定壓進(jìn)給珩磨,當(dāng)油石進(jìn)入堵塞切削階段時(shí),轉(zhuǎn)換為定量進(jìn)給珩磨,以提高效率。最后可用不進(jìn)給珩磨,提高孔的精度和表面粗糙度。
二、珩磨機(jī)類型及選型原則
珩磨機(jī)分臥式和立式兩種。其選用原則可參考以下幾方面:
1.不同批量選不同形式的珩磨機(jī),如多品種小批量,選用小功率、通用性大的機(jī)床;如果批量很大,則選用大功率的專用機(jī)床。
2.按工件孔徑、孔長(zhǎng)和外形尺寸選擇機(jī)床的主要規(guī)格和參數(shù)。
3.根據(jù)孔的結(jié)構(gòu)形式選機(jī)床往復(fù)機(jī)構(gòu)的性能。如盲孔,要求往復(fù)行程機(jī)構(gòu)換向重復(fù)精度高,超程小,應(yīng)能適應(yīng)手動(dòng)或自動(dòng)交替控制長(zhǎng)、短沖程;又如短孔,孔精度要求又高,選用機(jī)械往復(fù)行程機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)孔加工余量、形狀誤差和孔精度要求,選定油石漲縮機(jī)構(gòu)的擴(kuò)張進(jìn)給方式。
5.根據(jù)同一孔需要珩磨的次數(shù)、生產(chǎn)批量或生產(chǎn)節(jié)拍、工件外形尺寸及工件上加工的孔數(shù),選定機(jī)床的主軸數(shù)或機(jī)床臺(tái)數(shù)以及工作臺(tái)的形式。如大批量的小型零件,可選用立式帶旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的多軸機(jī)床;尺寸大或直線排列的多孔工件,可選用移動(dòng)工作臺(tái)或移動(dòng)珩磨頭的機(jī)床。小批量可選單軸。