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第 5.8 课切削第 5 章 · 机械加工

珩磨

油石在孔内旋转并往复

珩磨用磨料油石在孔内擦磨,油石同时旋转并上下滑动,从而完成孔的精加工。它让发动机缸筒内孔又圆又直,并留下细密的交叉网纹,为活塞环存油。液压缸、齿轮孔和燃油喷射零件也要珩磨。

珩磨:实拍照片
照片:Winsletsnyder, CC0, 来源: Wikimedia Commons
旋转并滑动的油石把孔磨得圆、直,并带有交叉网纹珩磨气缸孔:工具一边旋转,一边上下往复孔的剖面孔壁,展开铺平工件(缸体,剖开)珩磨工具油石压在壁上珩磨油旋转上下往复交叉网纹角每颗磨粒划出一道斜线;上下向下的行程交叉形成网纹。它的沟槽储油,而平坦的顶面它们之间装活塞环。12345工件工具和机床零件珩磨油运动或力
珩磨缸筒内孔 · 剖视图和展开的交叉网纹带圈数字与下方步骤对应;右图把孔壁像剖开后摊平一样展示。

工作原理

  1. 插入珩磨头。 珩磨工具滑入一个已钻、镗或磨到接近尺寸的孔。它的轴常略微浮动,使工具跟随孔自身的轴线。

  2. 涨出油石。 工具内的锥体或楔块以稳定而温和的压力,把几根长的磨料油石(粘结磨粒的条)向外顶在孔壁上。

  3. 同时旋转和往复。 工具一边旋转,一边沿孔上下运动。由于油石很长,它们先磨到高点并把它磨掉,所以孔变得更圆、更直。

  4. 形成交叉网纹。 每颗磨粒划出一道斜划痕,上行程的划痕与下行程的划痕相交。角度常约 45°,由往复速度与旋转速度之比决定。

  5. 冲洗并测量。 珩磨油冲走切屑和磨损的磨粒。量规检查直径,到尺寸即停止,通常去除百分之几毫米。

关键数据

材料
铸铁、钢(包括淬硬钢)、带缸套或涂层的铝孔、青铜、陶瓷
典型零件
发动机缸筒、液压缸、连杆孔和齿轮孔、阀体和喷油器体
零件尺寸
孔径从几毫米到约 1 m;液压缸管可长达几米
精度
圆度和直线度在几微米之内;尺寸通常控制在约 ±0.005 mm
表面质量
受控的交叉网纹;粗糙度通常 Ra 0.1–0.8 µm,取决于磨粒粒度
适合的批量
从单台发动机大修,到每年珩磨数百万个缸筒的自动化生产线
模具与设备成本
油石和珩磨头几十到几百美元;批量珩磨机床是一项重大投资
速度
批量生产中通常每个孔不到一分钟;大孔更久

优点与局限

优点

  • 纠正之前工序留下的圆度、直线度和锥度误差
  • 留下能存油的交叉网纹,有助于活塞环密封和磨合
  • 适用于淬硬钢和铸铁
  • 力和温度都低,所以表层不会被烧伤或产生应力

局限

  • 去除的材料很少,所以孔必须已接近尺寸
  • 不能移动孔的位置:浮动的工具跟随现有的孔
  • 基本局限于圆孔(有些机器也能加工外径或平面)
  • 油石会磨损,其磨粒必须与材料和所需的表面相匹配

应用领域

  • 汽车发动机缸筒内孔、连杆孔和齿轮孔
  • 液压缸管、阀体、泵壳
  • 燃油系统喷油器和燃油泵的孔
  • 航空航天起落架液压缸、作动器孔
  • 发动机大修在装新的活塞环前,重新珩磨磨损的缸筒

如何识别

  • 孔内有细密交叉的直划痕,角度规则。
  • 缸筒内是缎面般均匀的灰色表面,而不是镜面光亮。
  • 在磨损的发动机上,活塞环摩擦最多的地方,交叉网纹被磨光了。
  • 珩磨过的液压缸管摸起来光滑,但在斜射光下能看到淡淡的交叉线。

对比

观看

Car Cure · 发动机为什么需要交叉网纹,面向初学者讲解

Uncle Tony's Garage · 动手珩磨,选择油石并检查交叉网纹

Sunnen Products Company · 生产中的自动化立式珩磨机

Chris Fisher · 柔性球形珩磨头,简单的车间版本

查看实拍照片

记住

  • 珩磨用同时旋转和往复的油石擦磨孔。
  • 它能使圆度、直线度和尺寸更完美,但不能移动孔的位置。
  • 它留下的交叉网纹能存油,使活塞环密封良好且更耐用。

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