1、58第五章 珩磨头1.珩磨头的分类珩磨头是用来安装与固定珩磨油石组件的。珩磨头对于珩磨加工精度、加工件表面粗糙度以及生产率有着直接、重要的影响。磨头的结构性能和刚性往往是珩磨加工成败的关键。通常所说的珩磨头，是指珩磨头的综合体。它由接杆和珩磨头两大部分组成。 珩磨头与机床主轴的连接，是通过珩磨夹头实现的。而珩磨头与夹头的连接方式有固定式和浮动式两种。固定连接是通过螺纹连接实现的。浮动连接，通过万向活节实现，万向活节所处的轴向位置，即上下位置，对珩磨加工孔的几何形状精度有着重要影响。当主轴的轴线与工件孔轴线不重合时，即存在偏心距 e 时，对磨头产生偏转力矩，它会使磨头变形，使被加工孔产生不园度。
2、上下两个万向活节之间距离越大，即接杆越长，其偏转力矩越小。接杆下面的万向活节越靠近磨头，偏转力矩越小。一般情况下，珩磨头由彼此互相联系的三种元件组成。它们是油石张开的驱动元件、油石张开驱动力的转换元件和磨头的工作元件。珩磨头的形式和结构多种多样。磨头的结构、类别如下：按生产批量划分：单件生产用的珩磨头、中小批量生产用的珩磨头、大批量生产用的珩磨头。按磨头与主轴的连接方式：浮动形珩磨头、刚性连接的珩磨头、半浮动形珩磨头。按磨头数量划分：有一个磨头的称为单节珩磨头、有两个磨头串连的称为多节珩磨头，叫双节珩磨头或多节珩磨头。按用途划分：有标准型和专用型。专用型珩磨头很多，如平顶珩磨头、花键孔珩磨头、
3、平面珩磨头、锥孔珩磨头、盲孔珩磨头等。按珩磨工艺划分：电化珩磨头、振动珩磨头、超声波珩磨头、通用型珩磨头等。按油石张开的驱动划分：弹簧驱动张开式、液压张开式、磁性力驱动式、电热驱动张开等珩磨头。按张开驱动力的转换机构划分：杠杆式、齿轮齿条式、凸轮式、液压式等珩磨头。按被加工孔的形状划分：有园柱孔、锥孔、不园孔、球面、外园柱面、花键孔等珩磨头。2.珩磨头结构及其应用在众多的珩磨头中，选用哪种珩磨头，主要根据被加工材料孔的几何形状精度、尺寸精度、表面粗糙度和生产率等要求来选用。在加工短孔时（l 孔 d 孔 ）1 即孔的长度与孔径之比小于 1，如连杆孔、环、齿轮、轴承孔等零件，应选用刚性连接珩磨头和
4、被加工零件为浮动的加工配置方案。在加工中等长度的孔时（l 孔 d 孔 ）1.55，如缸体、缸套、杯、套筒等零件，应选用浮动连接珩磨头，夹具固定的配置方式较为合适。当加工长孔、深孔零件时（l 孔 d 孔 510） ，如长油缸、主轴套、油缸套筒、气缸筒、石油管道孔等零件，需选用双万向活节珩磨头的浮动型珩磨头和工件固定的配置方案。在加工精密孔时，应选用变形小的高刚性珩磨头。珩磨头的结构、特点请见表 5.1 和图5.2图 5.32。59表 5.1 珩磨头的结构形式及其应用一、浮 动 型 珩 磨 头 结 构 特 点 应 用1简易型手动进给珩磨头，见图 5.2 所示。油石的张开芯杆 3 装在接杆 2 内腔
5、，手动转盘 1 的转动带动丝杆 6 转动，使两个胀锥体 5 作直线移动，通过锥面转换，使轴向移动转变成滑块 7 的径向张开。本珩磨头主要特点是操作人员用手转动刻度盘驱动油石张开，简化珩磨加工机床的结构。对形状误差纠正能力差。在没有珩磨机床的条件下，可在立钻或摇钻等其它简易设备上完成珩磨加工。机械维修车间单件生产、试制时，可选用本珩磨头，适用于直径大于 35 毫米的精度要求低的光滑通孔的珩磨加工。2双活节标准珩磨头，见图 5.3。本珩磨头采用双十字万向活节的标准结构，来自珩磨机床液压油缸的驱动力，通过接杆内腔的推杆 3，推动锥体 7 向前移动。通过锥体 7 的锥面转换，使轴向运动变为滑块 8 和
6、油石座 9 的径向移动。该结构珩磨头，可安装数根油石，切削面积大，适合大切削功率的珩磨，如粗珩，也适合小切削力的精珩。在大批量生产中，可用于粗、精珩磨加工孔径大于35 毫米的直通孔径和适用于金刚石磨头加工长孔。本结构磨头尤其适合切削力小的精珩。3浮动型加长珩磨头，见图 5.4。本珩磨头具有个万向十字活节，磨头壳体长，装有个胀锥。油石座上装有较长的油石。油石张开的驱动力来自机床液压驱动系统。适用大批量生产，用于加工直径大于 35 毫米的长通孔、等径的同轴孔。如油缸、发动机的主轴孔、阀体孔。每节磨头径向尺寸可独立调整的多节珩磨头，见图 5.5。本珩磨头带一个活节，油石张开的驱动力，经过推杆传给中空
7、园杆 2，它与胀锥套 5 一起作轴向移动，经过锥面的转换，轴向移动转变为滑块 4 及其油石座的径向张开运动。在加工长孔时，在孔的局部尺寸精度及形状精度不满足要求时，可单独调整某个磨头的径向尺寸。这时需拧紧该节磨头后边的螺杆 6，通过直角形滑块 7，迫使该节胀锥 5 向前移动，从而实现该节磨头独立张开。在批量生产条件下，适用于加工 50 毫米以上的长孔和管子孔珩磨加工。5加工长管子的专用珩磨头，见图 5.6。本珩磨头专门为珩磨油管子设计的，由三段磨削部分和前后支承组成。每节珩磨头的油石外径可独立调整。磨头前端具有较长的导向支承，其支承外径尺寸可独立调整，球形活节紧靠磨头，偏转力矩小，有利于磨头加
8、工精度的提高。前后导向支承有利于提高孔的形状精度。见图5.5。在批量生产条件下，适用于加工孔径 50 毫米以上的长管子。6花键孔珩磨头，如图 5.9 所示。本磨头为双活节的浮动型珩磨头。主要特点是油石比普通标准磨头的油石宽，刚性高。保证油石在磨头壳体中的良好导向，工作不产生振动，可实现 H6 级孔珩磨加工。油石宽度 B 应等于槽与台宽度之和的 2 倍，即 B2（b 槽b 台 ） 。粗珩、精珩孔径大于35 毫米的直通孔、花键孔珩磨加工。7下落塞规式自动测量珩磨头，见图 5.10。本磨头设有两个万向十字活节，被加工孔没有达到要求的尺寸之前，测头 3 与磨头一起作上下往复移动，但不进入被加工孔中。在
9、被加工孔达到尺寸要求时，测头自动落入被加工孔中，闭合控制电路，同时发出停止加工的信号。结构简单，测量可靠、实用。广范用于大批量生产中，及立式珩磨机床上加工 35 毫米以上直通孔。8气动测量珩磨头，见图 5.11。本磨头采用两个十字活节，为保持磨头与被加工孔的同轴度，设有 4 个导向支承板条 10，两个测广范用于大批量生产中，加工 35 毫米以上直通60量喷嘴 6，对称地安装在支承座 5 上，当加工结束时，随着胀锥 4向上退回，斜销带动滑块 7 和油石座径向的缩回。然后，磨头由加工孔中退出。避免划伤加工表面。孔。二、刚 性 连 接 珩 磨 头 的 结 构 特 点 应 用1标准型刚性连接珩磨头。所
10、谓刚性连接珩磨头是指磨头接杆没有万向活节，如图 5，12 所示。本磨头接杆与磨头壳体做成一体结构。通过锁紧螺母 2，把磨头紧固在主轴上，使主轴与磨头成刚性连接。 适用大批量生产，用于粗、精珩磨加工孔径大于 30毫米直通精密短孔的珩磨加工如连杆孔、轴承环孔、齿轮孔等。2刚性珩磨头，见图 5.13。本珩磨头接杆与磨头壳体做成一体，刚性很高。通过拨销实现磨头与机床主轴夹头的刚性连接。用于粗、精珩加工孔径 35毫米以上的精密直通短孔和适合大批生产的金刚石珩磨。三、小 孔 珩 磨 头 应 用1加工小孔珩磨头，见图 5.14。本磨头与主轴刚性连接，油石成半园形。顶杆轴向移动来自机床油石张开驱动机构。胀锥体
11、 4 与推杆 1 的球体成铰链连接。胀锥杆 4 的锥度为 115 到 130， 常取 120.在磨头退出被加工孔时，弹簧 3 和套 5 防止油石从磨头壳体槽中脱落。在磨头进入被加工孔过程中，滑套 5 的端面始终靠着被加工孔的上端面。适用于批量生产，加工孔径 812 毫米，孔长20120 毫米。也可适用加工孔径 520， 最大加工长度 150 毫米。如喷油泵嘴小孔的珩磨加工。2金刚石小孔珩磨头，图 5.15。本珩磨头与机床主轴刚性连接，油石张开驱动来自机床。单面胀楔作用于滑动板 4 呈面接触，刚性高，结构简单，可靠。是金刚石珩磨小孔磨头典型结构。适用于大批量生产的光滑直通孔加工，孔径为 1025
12、 毫米。3单根油石的小孔珩磨头，图 5.16。本珩磨头与机床刚性连接，油石张开的驱动力来自机床，实现自动张开。胀芯的斜面与油石座接触，胀芯的其余部分为园柱面。园柱面与磨头体内孔为面接触，所以磨头的刚性非常高，磨头不易变形。为了平衡单根油石的切削力，在油石座的背面，设有两个不对称的辅助导向支承，构成三点支承，保证加工过程平稳。结构简单，安全可靠。在精密小孔加工中，广泛使用。可获高形状精度。适用大批量生产 3 60 毫米的精密小孔。如液压阀孔。适用于难加工的小孔、断续表面小孔单件或重迭件加工。当重迭件加工时，磨头前端制成长导向柱结构。4电镀金刚石小孔珩磨头，见图 5.17。本磨头与机床主轴刚性连接
13、，油石张开的驱动来自机床油石进给驱动系统。当胀芯推杆 3向下移动时，推动胀芯 7 向前移动，迫使珩磨套径向张开。珩磨套上有纵向槽，有利于珩磨套的变形和排屑。胀芯与珩磨套面接触，刚性高。本磨头属于成形磨具，可获得很高的形状精度，适用于精密小孔加工。珩磨头结构简单安全可靠。金刚石磨料镀层，一次镀层厚度 0.10.5 毫米镀层牢固。也可多次电镀。当采用多次镀层时，厚度可达 1.52 毫米，这种镀层不坚固，易脱落。适用批量生产，广泛用来加工孔径 250 毫米的精密小孔和断续孔的加工。5两根油石的小孔珩磨头，见图 5.7。该珩磨头有两个活节和三段平面胀楔。滑板与胀楔呈面接触，接触刚性非常高。磨头传动元件少，结构简单。本磨头具有小孔加工用的高刚性典型结构特点。适合于大批量生产条件下的小孔、长孔加工用。如20 毫米以下的精密小孔、长孔加工。6平面浮动型小孔珩磨头，见图 5.8。本珩磨头属于半浮动型。磨头与机床主轴为刚性连接。中央导向楔 7 与滑板 4 呈面接触，适合于在批量生产条件下，20 毫米以内精密小孔加工，61接触刚度高。由于磨头为半浮动型，因此适用垂直度要求高的零件。尤其适用细长小孔加工。四、盲 孔 珩 磨 头 应 用
