1、深孔珩磨加工中的常见质量缺陷及其产生原因摘要：深孔精加工中，珩磨是一种行之有效的加工工艺。介绍了深孔珩磨加工中容易出现的孔径超差、珩磨表面粗糙度达不到工艺要求、圆度误差超差和孔的直线度误差超差等质量缺陷，并分析了其产生的原因。关键词：深孔精加工；珩磨加工；质量缺陷中图分类号：TG58文献标识码：珩磨加工因具有较高的尺寸精度（）、形状精度（加工直径小于的孔时，其圆柱度误差在以内，轴心线直线度误差控制在；加工直径的孔时，其圆柱度误差在之间；孔深时，圆柱度误差控制在以下）、表面质量（）和加工范围广（）、生产率较高等特点而广泛用于深孔精加工中。但在珩磨加工过程中，常常由于多方面的原因而产生孔的圆度超差
2、、尺寸超差、直线度超差、珩磨表面粗糙度达不到工艺要求甚至珩磨表面产生刮伤等质量缺陷。笔者将多年来对珩磨加工的实践体会归纳分析如下，供同行参考。孔径超差的原因珩磨时热量高产生热膨胀和冷却后尺寸变小（）珩磨余量过大，珩磨时间过长。由于珩磨余量过大、珩磨时间过长，以致加工过程中产生的大量切削热难以及时排散，冷却后孔径变小，直接影响孔的尺寸精度。珩磨加工余量主要是根据工件材料的硬度、孔径大小以及珩磨前孔的加工精度来选择。一般取前道工序形状误差及表面变形层综合误差的倍。对于深孔珩磨，由于存在深孔加工误差较大、孔径变形及直线度误差的影响，相对而言，珩磨余量应取得较大些，见表。（）珩磨头转速高，往复速度低。
3、珩磨头圆周速度高、往复速度低，使珩磨产生的高热量难以传散。一般来讲，珩磨头的圆周速度和往复速度应根据被加工材料的磨削性能来确定。脆性大的材料，两种速度可取大些；韧性大的材料，两种速度应取小些。珩磨速度亦因设备和珩磨工艺的情况而变化，粗珩的速度比精珩的速度要大些。（）珩磨微量进给太快，压力过大。珩磨微量进给太快，瞬时径向进给量过大，珩磨油石压力过高，会使切削热急剧上升。如果珩磨过程发出的声音响而难听，甚至十分刺耳，或珩磨头发生振动，这就说明微量进给速度太快，应调整油石对零件表面的压力，减少径向进给量。否则，油石就会破裂，或者烧伤零件表面，使加工精度达不到要求。对每种油石，各有其临界压力，超过这一
4、压力，油石急剧磨耗。确定油石工作压力，还应考虑工件的材质、形状、尺寸、磨头刚性以及机床功率等因素。一般情况下，粗珩铸铁零件，油石工作压力取；粗珩钢类零件，油石工作压力取；精珩铸铁零件，油石工作压力取；精珩钢类零件，油石工作压力取。（）冷却液不足或冷却性能差。珩磨中使用切削液，目的是吸收热量，冷却工件和油石；冲刷工件和油石表面，冲走脱落磨粒、碎末和磨屑，以免堵塞油石；在油石和工件接触表面形成一层油膜，改善工作状况。当冷却液供给不充足或冷却性能差时，加工件表面发热严重，零件表面质量和尺寸精度难以保证。切削液温度应控制在以下。（）油石堵塞，自锐性差。自锐是指在加工初始阶段，油石面的磨粒在切削力作用下
5、自行脱落，露出新的磨粒的一种特性。当油石自锐性差或油石堵塞严重而产生黏结性堵塞时，油石完全失去切削能力并严重发热，零件的加工精度和表面粗糙度均会受到破坏。工艺系统不稳定造成尺寸时大时小（）油石硬度不均匀，切削性能不稳定。油石硬度的高低是指结合剂对磨粒黏结能力的强弱。珩磨油石的硬度过低，结合剂对磨粒的黏结能力弱，磨粒脱落快，尺寸容易超出规定值；珩磨油石的硬度过高，已磨耗的磨粒不易脱落，油石自锐性不良，油石表面易堵塞，导致切削性能低甚至消失，尺寸往往达不到规定值。因此油石硬度不均匀，严重影响切削性能的稳定性。（）珩磨前工序孔的表面质量差。一是珩磨前工序孔的表面质量差，珩磨余量变化大；二是珩磨前工序
6、孔的表面有冷作硬化层，表面粗糙度的变化范围较大。两者均使珩磨加工过程中的珩磨余量忽大忽小，工艺系统极不稳定。珩磨表面粗糙度达不到工艺要求的原因油石选择不合适（）油石粒度太粗。珩磨时，珩磨头（或工件）作旋转运动和直线往复运动，油石上的磨粒在孔表面上的切削轨迹呈交叉而又不重复的网纹。因此珩磨油石粒度的粗细直接影响加工表面的表面粗糙度。当油石粒度太粗，加工表面网纹宽而深，使工件表面粗糙度达不到工艺要求。粗珩选用；半精珩选用；精珩选用以上的粒度较为合适。（）油石的硬度不合适。油石的硬度是否合适，对珩磨工件的表面粗糙度有很大影响。珩磨油石太软，精珩时磨粒易脱落，抛光作用差，不易获得较好的表面质量。珩磨油
7、石太硬，已磨耗的磨粒不易脱落，油石自锐性不良，油石表面易堵塞，切削性能低甚至消失，工件表面质量低劣，容易引起工件表面烧伤。考虑油石的自锐性，珩磨硬金属要选较软的油石；珩磨软金属则要选择较硬的油石；工件材质太软，则应选硬的或粒度细的或注蜡的油石。（）油石磨料选择不当。油石磨料不合适会直接影响到珩磨加工的表面质量。刚玉系珩磨油石，适宜加工淬火钢、高碳钢以及薄壁零件和抗拉强度高、韧性较大的金属；碳化硅系油石适用于珩磨强度低和性能脆的材料，如铸铁及黄铜等有色金属和非金属材料；金刚石系油石适合于加工韧性较差的硬或软的工件材料；立方氮化硼是加工钢材料的一种好磨料，尤其适合于加工硬且韧性大的钢件材料，如特种
8、工具钢（高钒高速钢）、耐热合金钢、镍基高温合金、钛合金和高铬不锈钢等。（）油石结合剂选择不合理。树脂结合剂主要用于低粗糙度珩磨，因易受碱的侵蚀，珩磨时应避免用含碱的冷却液。陶瓷结合剂自锐性好，珩磨效率高，用于粗珩、半精珩。青铜结合剂（代号）强度高、耐磨性好、自锐性较差，用于脆、硬材料或韧性材料的粗珩。电镀金属结合剂（代号）用于成形油石、小孔珩磨头。珩磨圆周速度太低和往复速度过高网纹交叉角（/）是影响表面粗糙度和生产率的主要因素。珩磨圆周速度低，往复速度高，会增大角，使珩磨表面变得粗糙。粗珩时角应大些，一般取角为；精珩时角要小些，一般取为。其他原因其次精珩余量过小，珩磨时间短或压力过大；珩磨切削
9、液杂质多、黏度低、润滑性差、流量小；精珩前工序孔的表面质量太差等都会使珩磨表面粗糙度达不到工艺要求。珩磨头退出时油石未先缩回；导向套与工件孔未对中，珩磨头退出时尾端产生摆偏，甚至会刮伤工件表面。圆度误差超差的原因（）珩磨主轴（或导向套）与夹具中的工件孔对中误差过大，应调整主轴、导向套和工件孔的同轴度。夹具若采用固定式：珩磨头采用浮动连接，要求对中误差；珩磨头采用半浮动连接，要求对中误差；珩磨头采用刚性连接，要求对中误差。夹具若采用球面浮动式：珩磨头采用半浮动连接，要求对中误差；珩磨头采用刚性连接，要求对中误差。（）夹具夹紧力过大或夹紧位置不当，松开后产生椭圆。（）孔壁不均匀，珩磨温度高或珩磨压
10、力过大；工件内孔硬度和材质不均匀；冷却液供应不均匀，不充分，都会造成内孔表面冷热不均匀而使圆度误差超差。（）珩磨前工序孔的圆度误差太大，前工序孔的圆度误差应控制在珩磨余量的/以内。（）珩磨头浮动连接过松，转速过高，转动惯量大。（）往复速度过高，油石与孔相互修整不够。孔的直线度误差超差的原因（）珩磨油石或珩磨头太大，导向块设计不合理。（）珩磨前工序孔的直线度误差超差。（）珩磨浮动接头不灵活，影响珩磨头的导向性。（）工件的夹紧变形较大。（）夹具与主轴或导向套的对中性不好。结语以上分析表明：一是珩磨油石、珩磨用量选择不当；珩磨前工序孔的表面质量差；珩磨过程中没有得到充分冷却，是孔径超差、珩磨表面粗糙
11、度达不到工艺要求的主要原因。二是珩磨头的结构形式、连接方式是否合理；加工用的工装夹具使用是否得当；珩磨前工序孔的形状精度是否达到工艺要求，是影响圆度误差超差、孔的直线度误差超差的重要因素。近几年来，由于珩磨技术的发展，如人造金刚石和立方氮化硼等超硬磨料的应用，把珩磨技术推向一个新的阶段。现在珩磨已不仅用作高精度要求的最终加工工序，并且还可以作为切除较大余量的中间工序，是一种高效、优质的加工方法，值得进行深入研究和探讨。参考文献王世清深孔加工技术西安：西北工业大学出版社，：李伯民，赵波现代磨削技术北京：机械工业出版社，：（责任编辑：邱娅男）第一作者简介：董丽君，女，年月生，年毕业于湖南工程学院机械系，工程师，湖南工程学院机械工程系，湖南省湘潭市书院路号，
