发动机缸孔珩磨几何形状的控制
作者：王成伟文章来源：长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心
缸孔珩磨几何形状加工不良和缸盖装配后的气缸孔变形是影响活塞漏气量大和发动机烧机油的重要因素.本文通过常规缺陷预防,增加在线形状修正珩磨和增加模拟压板珩磨工艺等控制方式,使其缸孔几何形状品质有了很好的提升和改善.
缸孔珩磨几何形状加工不良和缸盖装配后的气缸孔变形是影响活塞漏气量大和发动机烧机油的重要因素。本文通过常规缺陷预防、增加在线形状修正珩磨和增加模拟压板珩磨工艺等控制方式，使其缸孔几何形状品质有了很好的提升和改善。
气缸体是联接发动机的曲柄连杆机构、配气机构以及供油、润滑和冷却等机构的核心基础部件。而缸孔是气缸体的关键部位，尤其缸孔珩磨后的加工质量水平直接影响到发动机整机的经济性和动力性，也是决定排放性能能否达标的关键之一。气缸孔珩磨几何形状加工不良和缸盖装配后的气缸孔变形是影响活塞漏气量大、发动机烧机油的重要因素，也是进一步提高发动机产品品质的难点。
缸孔珩磨几何形状过程控制
珩磨作为气缸孔加工中的最后一道关键工序，是提高缸孔尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度的一种必要的磨削工艺。珩磨是利用工件不动，通过涨开机构将珩磨头上的油石径向涨开，压向孔壁，采用液压或伺服驱动装置使珩磨头旋转和往复运动来修正缸孔，来提高精度。
在日常生产过程中，缸孔的几何形状精度超差是缸孔生产中的常见缺陷之一，是影响生产线产品质量控制、生产效率的重要原因之一。通常的解决方式为：现场工程师根据工件的测量报告，分析几何形状的异常现象，继而对珩磨设备进行相应的检查和人工调整，尤其是加工参数的调整，完全依靠人工调试积累的经验或反复的测量、调整尝试，直到满足产品图样要求为止。同时我们也知道，缸孔的形状测量一般采用精密测量间的圆柱度仪进行检测，检测的时间比较长，一般为2～3h（包括清洗、恒温和测量时间），严重影响生产效率。为了最大限度地预防和减少生产线的停线时间，及时保证和恢复生产，我们对新旧设备都采取了相应的解决方法。
1.旧珩磨设备应对控制方法——缺陷矩阵表
现有生产线的珩磨设备因使用年限较久，软件系统版本比较低，很难通过软件升级实现在线缸孔几何形状自动修正功能。通过吸取珩磨厂家的经验和我司自身珩磨过程缺陷调整的案例经验，按照收集、整理以及归纳的方式，总结了一套关于珩磨设备缺陷应对的缺陷矩阵表，如表1所示。
2.新购设备应对控制方法——在线自动修正珩磨
我们知道，在缸孔珩磨工艺过程中，容易产生缸孔圆柱度缺陷的主要有三种类型共5种形式，如图1所示。
影响珩磨几何形状的参数主要有3个：孔的长度、砂条的长度和砂条的伸出长度（砂条在珩磨时伸出孔外的长度）。孔的长度由产品设计确定，砂条的长度根据珩磨厂商的经验，一般在通孔加工中应为孔长的2/3。受工件本身的特性及刀具设计的限制，该长度一旦确定则在后面的生产中也需要保持固定不变。
珩磨时砂条的伸出长度为砂条本身长度的1/3被证明是最理想的，当伸出长度上下对
称时可以得到一个理想的圆柱度。若砂条伸出长度太大时，在孔的两端易造成向外扩张，因为砂条很大的一部分在孔的上下两棱被磨利，并在这一区域造成很大的切削量。除此之外，由于砂条和孔壁的贴靠面积减小，从而增大了涨刀压力，也会造成切削大量，从而造成两端喇叭口的形状。如果砂条伸出长度过小，砂条会在孔的中间部位形成过量切削，从而造成腰鼓性的孔。如果砂条在上端伸出长度大，而下端伸出长度小，砂条会在上端形成过量切削，在下端切削量过少，从而造成锥形的孔，反之则形成倒锥形的孔。
（1）原理分析珩磨加工是一种动态的闭环控制加工方式，压缩空气经由一个旋转气
流分配器进入珩磨头，并通过刀具上的气嘴喷射到被加工的缸孔孔壁上，在气嘴和加工表面之间将产生回弹压力，这个压力差将通过气电转换器转换为电子信号发送到珩磨机的控制系统。控制系统经过内部的计算、对比，并向PLC发出信号，PLC控制程序通过信号对珩磨头的涨舒机构电动机或液压系统进行轴向和径向的控制，实现珩磨过程的实时反馈控制和加工，从而达到对缸孔精度的精确控制。珩磨头结构和气动测量控制原理如图2所示。
根据气动差压式测量原理和圆度、圆柱度的近似两点测量评价方法，我们对珩磨过程
中的缸孔形状进行对比和评估。根据活塞在缸孔中的运行工作区域，将缸孔划分成A、B和C三个界面（活塞的上、下止点和中间位置见图3）。通过测量不同界面的直径，并取所有被测界面示值中的最大值与最小值的一半作为圆柱度误差值，例如孔的平均直径值，通过A 和C截面的孔径值相对B截面孔径值进行比较得出孔的形状，通过比较每个截面测得的孔
径最大值和最小值的一半得出圆柱度误差值。
（2）实现方式根据珩磨头在珩磨缸孔中加工测量的不同时机，可有3种在线自动形状修复功能的实现方式（见表2）。根据各个公司的要求和生产纲领以及对过程质量的认识程度不同，选取的方式也略有差异。目前我司主要采用的实现方式是方式一，即孔的直径在珩磨期间不断地被测量和显示。测量数值的显示从左向右运动（测量数值逐渐变大），宏观形状控制原理图如图4所示。
测量结果将与设定极限进行比较。如果超出设定极限，则触发诸如珩磨力切换、加工完成信息或故障信息等。如果测量数值超出测量开始极限，则开始首次测量往复运动，测量面C、B和A的数值被测出，并将结果显示在测量面A和C上。然后立即计算A-B和C-B，结果同样在测量条形图上显示。比较测量面A和B的测量值，以求出上方的圆柱度。比较测量面B和C的测量值，以求出下方的圆柱度。如果超出黄色/红色极限，往复运动将作出相应的反应。在绿色区域时，则显示圆柱形的孔。
（3）修正方式珩磨机控制系统根据测量的对比结果，通过自动改变行程上偏移、行程下偏移、行程量增加和行程量减少等方式实现缸孔形状修正，如果调整的当前上下换向点的数值等于机床参数内设置的极限上下换向点时，系统将自动执行上下换向点短行程往复运动，直到满足圆柱度形状要求为止。整体控制修正的原理表3所示。
通过采用珩磨设备的自动形状修正功能，在一定程度上对缸孔的几何形状有了很好的提升和控制，同时也使珩磨设备的生产利用率有较大幅度的提高。
模拟珩磨
缸体在缸孔不受机械负荷的约束下进行珩磨加工，加工后满足产品图样要求的缸孔，当装配时按规定拧紧缸盖螺栓后，就会在缸孔的不同方向和不同截面上，发生一定的弹性变形，使活塞环与缸孔之间的密封间隙增大，导致漏气量过大，易引起烧机油、拉缸等现象。为了消除上述机械负荷引起的缸孔变形对发动机运转状态下缸孔圆柱度的影响，我公司采用了压板珩磨工艺，即模拟珩磨新技术，如图5所示。
1.装配前后变形量的分析
为了统计分析装配前后缸孔的变形量，首先我们从生产现场任意抽取了5个铝合金珩磨缸体工件，并做好相应标记，在自然状态下，测量缸孔的控制尺寸，然后按照产品的装配技术要求，装上缸盖后测量缸孔的变形量。测量原则为：在缸孔内按照活塞运动的工作区域，划分为三个界面（活塞的上、下止点和中间位置），每个界面两个方向,与X轴方向成45°进行测量，然后按照圆柱度近似两点法进行评估和对比，如表4所示：
通过上述分析，缸孔的变形量变化差异范围为0.010～0.013mm，说明装配状态下，缸孔的变形量还是比较大的。另外，不同材质的缸体工件（铸铁、铝合金等）和缸孔结构设计的差异，其不同产品缸孔的变形量也有所差异，应根据实际状况进行验证分析。
2. CAE分析和压板珩磨验证
我们首先通过采用CAE模拟分析增加压板和装配缸盖后对缸孔产生的变形，主要针对工艺“缸盖+缸垫”和“工艺缸盖不带缸垫”两种方式进行了分析。选择、采购了相应材料、厚度的压板，安装在精镗后的缸体上，再进行珩磨加工、测量后，结果如图6所示。
图中，①为缸体顶面位置；②为第二活塞环岸位置；③和④为缸盖螺栓的缸体螺纹上、下沿位置；⑤为下止点时刻第一活塞环距缸体顶面位置。
通过CAE分析的数据可知，在螺栓预紧力工况下，带与不带产品缸垫方案的缸孔变形趋势一致性较差：距缸孔顶端越近，带缸垫方案较不带缸垫方案的变形趋势和数值相差越大；反之，带缸垫方案较不带缸垫方案的变形趋势和数值相差越小。鉴于上述两种方式对缸孔变形的影响相差较大，故我们采用“压板珩磨珩磨工艺+产品缸垫”的方式，利用试制珩磨设备对精镗后的缸体装配上产品缸垫和压板进行了珩磨加工和测量对比。实施方式为：首先加工一件不压板珩磨的缸体，分别按指定截面测量加真实缸盖状态下缸孔的圆柱度。然后再加工一件压板珩磨的缸体，分别按指定截面测量加虚拟缸体状态下、加真实缸盖状态下的缸孔的圆柱度。
对上述两种方式的加工、测量分析发现，带压板珩磨后的缸体装配缸盖后圆柱度变形明显的要比不带工艺缸盖装配后的缸孔变形量要提高很多，最多可达11mm，提升了56.1%。
3.试验验证
我们对试制加工后的缸体按照整机装配技术要求，进行了组装，并对装配后的发动机在实验台架上主要对机械损失功率和活塞漏气量进行了验证，验证结果显示，采用压板珩磨缸体后，机械损失在最大功率时降低0.55kW；外特性上活塞漏气量均降低，最大降低
4.92L/min。
综合上述验证分析，铝合金缸体通过增加压板珩磨后，令发动机的性能有了一定的提高，尤其是活塞漏气量有了很大幅度的降低，对发动机的排放有了一定的提升和改善。鉴于上述状况，目前我司对铝合金缸体项目的改造实施正在策划中，而铸铁缸体已经实施了压板珩磨工艺。
形位公差的过程控制监控
对于生产线过程中形位公差的控制，目前我们采用线上测量设备100%测量，判断和按照1/30的抽检批次送三坐标进行检测。无论是那种方式都是直接采用将加工零件的形位误差控制在规定的形位公差范围内的质量判断方式。另外，对于新采购设备或新产品验证过程能力按照控制在压缩公差带4/5的管理范围内的判断方式。
结语
旧生产线通过采用珩磨缺陷矩阵表，不仅提高了人员解决问题的效率和线体的综合可动率，而且也很好地实现了知识经验的沉淀和传递；新线增加在线几何形状自动修正功能，
弥补了人员经验的不足，也降低了因人员频繁调整造成的不必要工件报废和成本损失；同时增加模拟珩磨工艺大大降低了气缸孔装配后弹性变形，提高了发动机的动力性能和排放指标。
珩磨工艺(Honing Process)是磨削加工的一种特殊形式，又是精加工中的一种高效加工方法。这种工艺不仅能去除较大的加工余量，而且是一种提高零件尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度的有效加工方法，在汽车零部件的制造中应用很广泛。珩磨加工原理珩磨是利用安装于珩磨头圆周上的一条或多条油石,由涨开机构（有旋转式和推进式两种）将油石沿径向涨开, 使其压向工件孔壁,以便产生一定的面接触。同时使珩磨头旋转和往复运动,零件不动;或珩磨头只作旋转运动,工件往复运动,从而实现珩磨。在大多数情况下,珩磨头与机床主轴之间或珩磨头与工件夹具之间是浮动的。这样,加工时珩磨头以工件孔壁作导向。因而加工精度受机床本身精度的影响较小,孔表面的形成基本上具有创制过程的特点。所谓创制过程是油石和孔壁相互对研、互相修整而形成孔壁和油石表面。其原理类似两块平面运动的平板相互对研而形成平面的原理。珩磨时由于珩磨头旋转并往复运动或珩磨头旋转工件往复运动,使加工面形成交叉螺旋线切削轨迹,而且在每一往复行程时间内珩磨头的转数不是整数, 因而两次行程间,珩磨头相对工件在周向错开一定角度,这样的运动使珩磨头上的每一个磨粒在孔壁上的运动轨迹亦不会重复。此外,珩磨头每转一转,油石与前一转的切削轨迹在轴向上有一段重叠长度,使前后磨削轨迹的衔接更平滑均匀。这样,在整个珩磨过程中,孔壁和油石面的每一点相互干涉的机会差不多相等。因此,随着珩磨的进行孔表面和油石表面不断产生干涉点,不断将这些干涉点磨去并产生新的更多的干涉点,又不断磨去,使孔和油石表面接触面积不断增加,相互干涉的程度和切削作用不断减弱,孔和油石的圆度和圆柱度也不断提高,最后完成孔表面的创制过程。为了得到更好的圆柱度,在可能的情况下,珩磨中经常使零件掉头,或改变珩磨头与工件轴向的相互位置。需要说明的一点:由于珩磨油石采用金刚石和立方氮化硼等磨料,加工中油石磨损很小,即油石受工件修整量很小。因此,孔的精度在一定程度上取决于珩磨头上油石的原始精度。所以在用金刚石和立方氮化硼油石时,珩磨前要很好地修整油石,以确保孔的精度。珩磨的切削过程定压进给珩磨定压进给中进给机构以恒定的压力压向孔壁,共分三个阶段。第一个阶段是脱落切削阶段,这种定压珩磨,开始时由于孔壁粗糙,油石与孔壁接触面积很小,接触压力大,孔壁的凸出部分很快被磨去。而油石表面因接触压力大,加上切屑对油石粘结剂的磨耗,使磨粒与粘结剂的结合强度下降,因而有的磨粒在切削压力的作用下自行脱落,油石面即露出新磨粒,此即油石自锐。第二阶段是破碎切削阶段,随着珩磨的进行,孔表面越来越光,与油石接触面积越来越大,单位面积的接触压力下降,切削效率降低。同时切下的切屑小而细,这些切屑对粘结剂的磨耗也很小。因此,油石磨粒脱落很少,此时磨削不是靠新磨粒,而是由磨粒尖端切削。因而磨粒尖端负荷很大,磨粒易破裂、崩碎而形成新的切削刃。第三阶段为堵塞切削阶段,继续珩磨时油石和孔表面的接触面积越来越大,极细的切屑堆积于油石与孔壁之间不易排除,造成油石堵塞, 变得很光滑。因此油石切削能力极低, 相当于抛光。若继续珩磨,油石堵塞严重而产生粘结性堵塞时,油石完全失去切削能力并严重发热,孔的精度和表面粗糙度均会受到影响。此时应尽快结束珩磨。定量进给珩磨定量进给珩磨时,进给机构以恒定的速度扩张进给,使磨粒强制性地切入工件。因此珩磨过程只存在脱落切削和破碎切削,不可能产生堵塞切削现象。因为当油石产生堵塞切削力下降时,进给量大于实际磨削量,此时珩磨压力增高,从而使磨粒脱落、破碎,切削作用增强。用此种方法珩磨时,为了提高孔精度和表面粗糙度,最后可用不进给珩磨一定时间。定压--定量进给珩磨开始时以定压进给珩磨,当油石进入堵塞切削阶段时,转换为定量进给珩磨,以提高效率。最后可用不进给珩磨,提高孔的精度和表面粗糙度。珩磨加工特点加工精度高特别是一些中小型的通孔，其圆柱度可达0.001mm 以内。一些壁厚不均匀的零件,如连杆,其圆度能达到0.002mm。对于大孔(孔径在200mm以上),圆度也可达0.005mm,如果没有环槽或径向孔等,直线度达到0.01mm/1m以内也是有可能的。珩磨比磨削加工精度高,因为磨削时支撑砂轮的轴承位于被珩孔之外,会产生偏差,特别是小孔加工,磨削精度更差。珩磨一般只能提高被加工件的形状精度,要想提高零件的位置精度,需要采取一些必要的措施。如用面板改善零件端面与轴线的垂直度(面板安装在冲程托架上,调整使它与旋转主轴垂直,零件靠在面板上加工即可)。表面质量好表面为交叉网纹，有利于润滑油的存储及油膜的保持。有较高的表面支承率（孔与轴的实际接触面积与两者之间配合面积之比），因而能承受较大载荷，耐磨损，从而提高了产品的使用寿命。珩磨速度低（是磨削速度的几十分之一），且油石与孔是面接触，因此每一个磨粒的平均磨削压力小，这样珩磨时，工件的发热
7.3.2珩磨 珩磨是磨削加工的 1 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 3 种运动 ( 如图 7.3 a ) ；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 ( 如图 7.3 b ), 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 1 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
珩磨技术在高精度孔系加工中的应用 一、珩磨技术的引进 珩磨技术是随着汽车的诞生和发展应运而生的。发动机是汽车的心脏，发动机中的缸孔与活塞是最重要的摩擦副，其性能优劣和工作的状态直接影响到汽车产品的质量、品味、使用寿命和人类的生存环境，所以自汽车发明以来，一直在探讨缸孔工作表面精密制造技术。 珩磨是用镶嵌在珩磨头上的油石对工件表面施加一定压力，珩磨工具或工件同时作相对旋转和轴向直线往复运动，切除工件上极小余量的精加工方法。珩磨从汽车发动机（柴油机、汽油机）的应用，到摩托车、拖拉机缸体，广泛应用于飞机零部件、导弹、坦克、枪炮、船舶、工业缝纫机、空调压缩机、液压气动、制动器、油泵油嘴、轴承、工程机械、管乐器、光纤电缆的连接口等等。 二、珩磨的工作原理 珩磨条装在珩磨头上，由珩磨机主轴带动珩磨头作旋转和往复运动，并通过其中的胀缩机构使珩磨条伸出，向孔壁施压以作径向胀开运动，实施珩磨加工。珩磨加工时，珩磨头上圆周上的珩磨条与孔壁的重叠接触点相互干涉，一方面珩磨条将孔壁上的干涉点磨去，另一方面孔壁也相应地使珩磨条上面的磨粒尖角或整个磨粒破碎或脱落，珩磨条与孔壁在珩磨过程中相互修整。再由于珩磨头在珩磨过程中，既有旋转又有往复运动，使工件孔的加工表面形成交叉的螺旋线切削轨迹。由于每一次往复行程时间内珩磨头的转数为非整数，两次行程间又错开一定位置，这样复杂的运动使珩磨条的每一磨粒在孔壁上运动的轨迹不重复。在整个珩磨过程中，孔壁与珩磨条上的每一点相互干涉的机会差不多均等。这样在孔壁和珩磨条间的不断产生新的干涉点，又不断将这些干涉点磨去，使孔壁和珩磨条的接触面积不断增加，相互干涉的作用和切削作用不断减弱，孔与珩磨条面得圆度和圆柱度不断提高，孔壁的粗糙度降低，达到尺寸要求精度后，珩磨条缩回，珩磨头推出工件孔，完成孔的珩磨。 三、珩磨加工的应用 1、珩磨加工应用方式 在发动机加工中珩磨的加工分以下几种方式：（1）缸体内孔表面形成缸孔是气体压缩燃烧和膨涨的空间，并对活塞起导向作用，缸体内孔表面是
数控珩磨加工技术研究与应用 珩磨是磨削加工的一种特殊形式，是随着汽车的诞和生发展应运而生的，在现代汽车制造业和航空航天领域有着广泛的应用。 一、珩磨技术的发展与现状随着现代工业的发展，珩磨技术在航空航天及汽车发动机领域成为发动机气缸、气缸体孔、起落架简体以及工程机械中重要的液压缸等精密零件孔加工不可或缺的工艺技术。越来越多的各种长短孔、薄壁类孔、盲孔、不均匀壁厚类孔迫切需要珩磨机床对孔进行加工，以保证其表面粗糙度、圆度及尺寸精度要求。 在珩磨技术方面，目前在发动机气缸、工程机械液压系统及飞机起落架液压系统中普遍采用珩磨加工技术，但主要采用进口高精度数控立式珩磨机床，例如，美国善能公司最新推出的高精度数控立式珩磨机床SV?2410.由于采用了计算机控制系统，它比其他机械控制系统更改的保证珩磨加工效率和加工精度要求。 国产珩磨机床近年来有了很大的进步，出现了如宁夏大河机床等优秀的珩磨设备厂商，但无论在加工精度、制造水平还是在控制技术方面，与国外相比都有较大的差距，整体 珩磨工艺技术水平较低，对珩磨加工技术的研究仍然局限于
珩磨头的制作机沙条的选材上，对珩磨的工艺参数研究几乎 是空白，根本无法满足现代航空航天和汽车工业技术要求，目前国内市场上精密高效机床几乎全部为国外品牌垄断。 二、珩磨加工工艺珩磨是磨削加工的一种特殊形式，是能使加工表面达到高精度、高表面适质量、高寿命的高效加工方式。是一种快速高效的内孔精加工工艺，应用范围十分广泛。 珩磨的定义：是用镶嵌在珩磨头上的油石(也称珩磨条) 对精加工表面进行光整加工。珩磨与孔表面的接触面积较大，加工效率较高。加工时由涨开机构将油石沿径向涨开，使其压向工件孔壁，从而产生一定的接触面积，同时珩磨头做旋转和往复运动，而零件不动，从而实现珩磨。珩磨工艺具有以下特点。 (1)珩磨的表面质量好，珩磨后表面粗糙度可达 Ra0.8-0.2,甚至更低； (2)加工精度高，圆度、圆柱度可达0.5卩m；轴线直线度可达i p, m ； ( 3)交叉网纹有利于贮油润滑，实现平顶珩磨，可获得较好的相对运动摩擦，获得较理想的表面质量，同时改变了内孔的表面结构组织，形成了具有很好的润滑效果润滑油膜表面； （4）珩磨主要用于孔加工，是以原底孔中心为导向， 加工孔径范围为5-500mm ，深径比可达10，甚至更大； （5）珩磨与研磨相比，珩磨具有可减轻工人体力劳动、生产率高、易实现自动化等特点。
珩磨加工参数设定参考资料 一、珩磨机相关技术规格： 1.2MK228A/1 2.2MK225/1
3.加工参数 1) P1:对刀点。单位：mm 2）P2:工进量。单位：㎜。顶杆的移动量。最小设定值0.001㎜。 3）P3:工进速度。单位：㎜/min(毫米/每分钟)。此值可在0～2㎜/ min之间连续设定。 4）P4：刀具磨损补偿量。单位：㎜。根据刀具的磨损值设定此参数，并于P6和P7配合使用。 5）P6：补偿次数。单位：次。根据加工多少件补偿一次设定此值。设定为0，表示不补偿；设定为1.则每加工一件补偿一次；设定为2，表示第一件不补偿，第二件补偿；以此类推。6）P7：有无补偿。若设定为0，表示没有补偿；若设定其他值，则表示有补偿。 7）精珩时间：单位：S(秒)。精珩时间最长可设定为99秒。 二、珩磨前的准备工作： 1.工装调整： 1）选择适用的珩磨杆、瓦，将其装在主轴上面。 2）将定位盘装在工装上面。 3）根据产品的顶深调整珩磨深度。 2.产品分类要求：（采用分组珩磨的方法） 1）磨后成品尺寸要求￠D 0/+0.03的内孔分组要求： 珩磨前把镀后内孔尺寸进行分组，0.01㎜为一组，即￠D-0.01～0、0～+0.01、+0.01～+0.02三组，尺寸在-0.01～-0.02㎜的检出，单独设定珩磨参数加工。尺寸大于+0.02㎜的退电镀返镀。 2）磨后成品尺寸要求￠D 0/+0.025的内孔分组要求： 珩磨前把镀后内孔进行分组，即￠D-0.01～0、0～+0.015两组，尺寸在-0.01～-0.02㎜的检出，单独设定珩磨参数加工。尺寸大于+0.015㎜的退电镀返镀。 3）将内孔返镀产品与内孔第一次电镀产品区分，上述分组要求是针对内孔第一次电镀的产品。为避免内孔珩磨不光，返镀（内孔粗糙）的产品直径尺寸应控制在￠D -0.03/0，这类产品检出后单独设定珩磨参数加工。 三、加工参数的设定:(以缸径￠40为例) 1.对刀点的设定：（分组对刀） 1）珩磨杆、瓦装好后，将工作台落下，将缸体内孔套在珩磨瓦上，点动膨胀键。 2）在点动膨胀键的过程中，要边点动膨胀键，边用手旋转缸体，直至到缸体刚好转不动为止。此时，记录下X轴的位置即为对刀点。
珩磨工艺原理 Prepared on 22 November 2020
珩磨工艺原理 一、珩磨工艺原理 珩磨是磨削加工的特殊形式，又是精加工中一种高效加工方法。这种工艺不仅能往除较大的加工余量（在50年代珩磨还是作为抛光用），而且是一种高精密零件尺寸、几何外形精度和表面粗糙度的有效加工方法。 (一)珩磨加工的特点: 1.加工精度高： 特别是一些中小型的光通孔，其圆柱度可达以内。一些壁厚不均匀的零件，如连杆，其圆度能达。对于大孔(孔径在200mm以内)，圆度也可达，假如没有环槽或径向孔等，直线度在以内也是有可能的。珩磨比磨削加工精度高，磨削时支撑砂轮的轴承位于被珩孔之外，会产生偏差，特别是小孔加工，磨削比珩磨精度更差。珩磨一般只能改变被加工件的外形精度，要想改变零件的位置精度，需要采取一些必要的措施。如用面板改善零件端面与轴线的垂直度(面板安装在冲程臂上，调它与旋转主轴垂直，零件靠在面板上加工即可)。 表面为交叉网纹，有利于润滑油的存储及油膜的保持。有较高的表面支承率（孔与轴的实际接触面积与两者之间配合面积之比），因而能承受较大载荷，耐磨损，从而进步了产品的使用寿命。珩磨速度低（是磨削速度的几十分之一），且油石与孔是面接触，因此每一个磨粒的均匀磨削压力小，这样工件的发热量很小，工件表面几乎无热损伤和变质层，变形小。珩磨加工面几乎无嵌砂和挤压硬质层。磨削比珩磨切削压力大，磨具和工件是线接触，有较高的相对速度。因而会在局部区域产生高温，会导致零件表面结构的永久性破坏。 主要加工各种圆柱形孔：光通孔。轴向和径向有中断的孔，如有径向孔或槽的孔、键槽孔、花键孔。盲孔。多台阶孔等。另外，用专用珩磨头，还可加工圆锥孔，椭圆孔等，但由于珩磨头结构复杂，一般不用。用外圆珩磨工具可以珩磨圆柱体，但其往除的余量远远小于内圆珩磨的余量。几乎可以加工任何材料，特别是金刚石和立方氮化硼磨料的应用。同时也进步了珩磨加工的效率。 (二)珩磨加工原理: 1.珩磨是利用安装于珩磨头圆周上的一条或多条油石，由涨开机构（有旋转式和推进式两种）将油石沿径向涨开，使其压向工件孔壁，以便产生一定的面接触。同时使珩磨头旋转和往复运动，零件不动;或珩磨头只作旋转运动，工件往复运动，从而实现珩磨。 2.大多数情况下，珩磨头与机床主轴之间或珩磨头与工件夹具之间是浮动的。这样，加工时珩磨头以工件孔壁作导向。因而加工精度受机床本身精度的影响较小，孔表面的形成基本上具有创制过程的特点。所谓创制过程是油石和孔壁相互对研、互相修整而形成孔壁和油石表面。其原理类似两块平面运动的平板相互对研而形成平面的原理 珩磨时由于珩磨头旋转并往复运动或珩磨头旋转工件往复运动，使加工面形成交叉螺旋线切削轨迹，而且在每一往复行程时间内珩磨头的转数不是整数，因而两次行程间，珩磨头相对工件在周向错开一定角度，这样的运动使珩磨头上的每一个磨粒在孔壁上的运动轨迹不会重复。此外，珩磨头每转一转，油石
发动机缸孔珩磨几何形状的控制 作者：王成伟文章来源：长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心 缸孔珩磨几何形状加工不良和缸盖装配后的气缸孔变形是影响活塞漏气量大和发动机烧机油的重要因素.本文通过常规缺陷预防,增加在线形状修正珩磨和增加模拟压板珩磨工艺等控制方式,使其缸孔几何形状品质有了很好的提升和改善. 缸孔珩磨几何形状加工不良和缸盖装配后的气缸孔变形是影响活塞漏气量大和发动机烧机油的重要因素。本文通过常规缺陷预防、增加在线形状修正珩磨和增加模拟压板珩磨工艺等控制方式，使其缸孔几何形状品质有了很好的提升和改善。 气缸体是联接发动机的曲柄连杆机构、配气机构以及供油、润滑和冷却等机构的核心基础部件。而缸孔是气缸体的关键部位，尤其缸孔珩磨后的加工质量水平直接影响到发动机整机的经济性和动力性，也是决定排放性能能否达标的关键之一。气缸孔珩磨几何形状加工不良和缸盖装配后的气缸孔变形是影响活塞漏气量大、发动机烧机油的重要因素，也是进一步提高发动机产品品质的难点。 缸孔珩磨几何形状过程控制 珩磨作为气缸孔加工中的最后一道关键工序，是提高缸孔尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度的一种必要的磨削工艺。珩磨是利用工件不动，通过涨开机构将珩磨头上的油石径向涨开，压向孔壁，采用液压或伺服驱动装置使珩磨头旋转和往复运动来修正缸孔，来提高精度。
在日常生产过程中，缸孔的几何形状精度超差是缸孔生产中的常见缺陷之一，是影响生产线产品质量控制、生产效率的重要原因之一。通常的解决方式为：现场工程师根据工件的测量报告，分析几何形状的异常现象，继而对珩磨设备进行相应的检查和人工调整，尤其是加工参数的调整，完全依靠人工调试积累的经验或反复的测量、调整尝试，直到满足产品图样要求为止。同时我们也知道，缸孔的形状测量一般采用精密测量间的圆柱度仪进行检测，检测的时间比较长，一般为2～3h（包括清洗、恒温和测量时间），严重影响生产效率。为了最大限度地预防和减少生产线的停线时间，及时保证和恢复生产，我们对新旧设备都采取了相应的解决方法。 1.旧珩磨设备应对控制方法——缺陷矩阵表 现有生产线的珩磨设备因使用年限较久，软件系统版本比较低，很难通过软件升级实现在线缸孔几何形状自动修正功能。通过吸取珩磨厂家的经验和我司自身珩磨过程缺陷调整的案例经验，按照收集、整理以及归纳的方式，总结了一套关于珩磨设备缺陷应对的缺陷矩阵表，如表1所示。 2.新购设备应对控制方法——在线自动修正珩磨 我们知道，在缸孔珩磨工艺过程中，容易产生缸孔圆柱度缺陷的主要有三种类型共5种形式，如图1所示。 影响珩磨几何形状的参数主要有3个：孔的长度、砂条的长度和砂条的伸出长度（砂条在珩磨时伸出孔外的长度）。孔的长度由产品设计确定，砂条的长度根据珩磨厂商的经验，一般在通孔加工中应为孔长的2/3。受工件本身的特性及刀具设计的限制，该长度一旦确定则在后面的生产中也需要保持固定不变。
浅析缸孔平台珩磨技术 吴勤 （东风本田发动机有限公司，广州510700） 摘要：本文从珩磨的原理、评价平台珩磨的各种参数以及影响平台珩磨加工质量的因素三个方面介绍了平台珩磨在缸孔加工领域上的应用。 关键词：平台珩磨、粗糙度、缸孔加工、油石 1、前言 这几年来，汽车行业在我国的蓬勃发展大家有目共睹。汽车在国内的人均保有量越来越大。全国各汽车公司之间的竞争更是越演越烈。怎样才能脱颖而出赢得市场是他们首要关心的问题。另一方面，随着人们环保意识的提高，加上油价攀升等众多因素的影响，购车群体对汽车的经济性、环保性越来越重视。改善发动机加工工艺、降低发动机的油耗及尾气排放是汽车赢得市场的重大突破口。 影响发动机的油耗和尾气排放的因素是很多的，其中一个重要的影响因素是发动机气缸与活塞环这对摩擦副的工作状况。润滑油对活塞环与气缸壁之间的工作状况起着决定性的影响。如果气缸壁的润滑油过多，在高温高压的情况下润滑油很容易燃烧而产生废气，使排放超标；相反如果气缸壁的润滑油过少，会大大增加活塞环对气缸壁的摩擦，降低发动机的效率，增加油耗，还会影响燃烧室的密封性能，增加废气的排放；甚至还有可能出现拉缸的现象。所以控制气缸壁的储油能力对发动机的性能有着重要的影响，这样发动机气缸壁的表面质量就显得尤为重要了。传统的发动机气缸壁的加工工艺已经很难对其表面质量作进一步的改善了，有必要研究和开发新型的发动机气缸壁的加工方法。平台珩磨是国内新型的发动机气缸精加工方法，它能在气缸壁形成良好的表明网纹，使气缸壁在拥有较高的承载率的同时还具有较好的储油能力，大大提高发动机的性能。平台珩磨的表面微观轮廓如下图所示： 2、珩磨的原理 珩磨是利用安装在珩磨头圆周上的多条油石，由张开机构将油石沿径向张开，使其压向工件孔壁，以便产生一定的面接触。同时使珩磨头旋转和往复运动，零件不动；或者珩磨头只作旋转运动，工件往复运动从而实现珩磨。 珩磨时，油石上的磨粒以一定的压力、较低的速度对工件表面进行磨削、挤压和刮擦。油石作旋转运动和上下往复运动，使油石上的磨粒在孔表面所形轨迹成为交叉而又不重复的网纹。与内孔磨削相比，珩磨参加切削的磨粒多，加在每粒磨粒上的切削力非常小，珩磨切速低，仅为砂轮磨削速度的几十份之一，在珩磨过程中又旋转加大量的冷却夜，使工件表面得到充分的冷却，不易烧伤，加工变形层薄，故能得到很理想的表面纹理。 珩磨头与机床采用浮动连接，这样能减少机床静态精度对珩磨精度的影响。还能保证余量均匀，但也决定了珩磨不能修正被加工孔的轴线位置度误差。由于油石很长，珩磨时工件的突出部分先与油石接触，接触压力较大，使突出部分很快被磨去，直至修正到工件表面与沙条全部接触，因此珩磨能修正前道工序产生的几何形状误差和表面波度误差。 珩磨的切削分为定压切削和定量切削两种。定压进给中进给机构以恒定的压力压向孔壁，共分三个阶段： 第一个阶段是脱落切削阶段，这种定压珩磨，开始时由于孔壁粗糙，油石与孔壁接触面
珩磨工艺原理简介及盲孔加工技巧 上海善能机械有限公司熊元一郭建忠侯军丽李贵贤 Abstract: Honing process has been widely used both at home and abroad. In order to increase the awareness of honing process, the paper mainly explains what the honing process is and what benefits the honing process will bring to us. In particular, the paper also introduces the honing techniques of blind holes, which will greatly help those who have been encountered with the problems in honing blind holes. 一、珩磨工艺简介 珩磨工艺是磨削加工的一种特殊形式，又是精加工中的一种高效加工方法。这种工艺不仅能去除较大的加工余量，而且是一种提高零件尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度的有效加工方法。 珩磨是一种以被加工面作为导向定位面，在一定进给压力下，通过工具（油石）和零件的相对运动去除余量，其切削轨迹为交叉网纹的高效、精密加工工艺。 1.珩磨加工特点:
1.1加工精度高：特别是一些中小型的通孔，其圆柱度可达0.001mm 以 内。一些壁厚不均匀的零件,如连杆,其圆度能达到0.002mm。对于大孔(孔径在200mm以上),圆度也可达0.005mm, 如果没有环槽或径向孔等,直线度达到0.01mm/1m 以内也是有可能的。珩磨比磨削加工精度高, 磨削时支撑砂轮的轴承位于被珩孔之外, 会产生偏差, 特别是小孔加工, 磨削比珩磨精度更差。珩磨一般只能提高被加工件的形状精度, 要想提高零件的位置精度, 需要采取一些必要的措施。如用面板改善零件端面与轴线的垂直度(面板安装在冲程托架上, 调整使它与旋转主轴垂直, 零件靠在面板上加工即可)。 1.2表面质量好：表面为交叉网纹，有利于润滑油的存储及油膜的保持。 有较高的表面支承率（孔与轴的实际接触面积与两者之间配合面积之比），因而能承受较大载荷，耐磨损，从而提高了产品的使用寿命。珩磨速度低（是磨削速度的几十分之一），且油石与孔是面接触，因此每一个磨粒的平均磨削压力小，这样珩磨时，工件的发热量很小，工件表面几乎无热损伤和变质层，变形小。珩磨加工面几乎无嵌砂和挤压硬质层。磨削比珩磨切削压力大, 磨具和工件是线接触, 有较高的相对速度。因而会在局部区域产生高温, 会导致零件表面结构的永久性破坏。 1.3加工范围广：主要加工各种圆柱形孔：通孔，轴向和径向有间断的孔，
黑龙江红星集团服份有限公司孙美玲赵宏德 摘要：气缸体缸孔珩磨加工质量严重影响着发动机的性能指标，其参数选择致关重要。本文在简述珩磨加工原理及珩磨油石的修整方法后，着重叙述了珩磨工艺参数的选择与调整。珩磨工艺参数包括：切削速度、切削交叉角、珩磨油石工作压力、工作行程等参数。 关键词：珩磨，珩磨油石，扩张，修整，油石，光整加工 1 、引言 在珩磨加工中，珩磨工艺参数的选择对加工孔的精度、表面粗糙度、加工效率以及珩磨油石的使用寿命等都有很大的影响。 2 、珩磨工作原理 珩磨加工是采用三块平板互研的原理加工出精密的表面。在磨削中，把珩磨油石切削面和被加工零件表面看做平板互相修整的过程。 3 、珩磨油石的修整 由于珩磨油石、油石座及磨头体等的制造误差，装配后珩磨头的珩磨油石不可能形成一个归整间断的圆柱面，保证珩磨油石与被加工面都接触良好。虽然在珩磨过程中，珩磨油石可以和工件相互修整，但工件留磨量都较小，所以在最初珩磨过程中就不可能得到充分的修整。尤其是超硬磨料的珩磨油石，由于其本身耐磨，就更不能得到充分的修整。因而在加工中就不可能得到理想的加工表面，精度也无法保证。因此在使用新珩磨油石时，在加工之前必须对珩磨油石进行修理(也称为归圆)。 普通珩磨油石的修整，是直接把珩磨油石装在所使用的磨头上，拿到外圆磨床上归圆，这是最理想的。但由于有些磨头本身的结构等其他方面原因，需采用专用夹具在外圆磨床上用砂轮修整其外径。如珩磨工件的精度要求较低，珩磨头为浮动联结，也可以利用废活或加工余量大的工件孔，在所使用的珩磨机床上直接校正归圆。 超硬珩磨油石的修整，可在外圆磨床上用炭化硅砂轮进行修整。砂轮转速为18-25m/s，磨头转速为1-3m /min，进刀深度一般磨修用0.02—0.04mm/行程，精修为0.01mm/行程。同时需要大量冷却液浇入。
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，
珩磨加工的5个技术特点 大足同进 1）加工精度高 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 0.2～0.025um。孔的圆度和圆柱度误差可控制在3～5um的范围之内。由于在珩磨时，表面的突出部分总是先与砂条接触而先被磨去，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。一般中小型的通孔，圆柱度可达 0.001mm 以内。壁厚不均匀的零件,如连杆,其圆度能达到0.002mm。大孔(孔径>200mm),圆度也可达 0.005mm。如没有环槽或径向孔等,直线度达到0.01mm/1m以内也是有可能的。珩磨比磨削加工精度高,因为磨削时支撑砂轮的轴承位于被珩孔之外,会产生偏差,特别是小孔加工,磨削精度更差。珩磨一般只能提高被加工件的形状精度,要想提高零件的位置精度,需要采取一些必要的措施。如用面板改善零件端面与轴线的垂直度(面板安装在冲程托架上,调整使它与旋转主轴垂直,零件靠在面板上加工即可)。 2）表面质量好 表面为交叉网纹，有利于润滑油的存储及油膜的保持。有较高的表面支承率（孔与轴的实际接触面积与两者之间配合面积之比），因而能承受较大载荷，耐磨损，从而提高了产品的使用寿命。珩磨速度低，一般在 100m/min 以下，仅为普通磨削的 1/3～1/100 ，且油石与孔是面接触，因此每一个磨粒的平均磨削压力小，磨粒的垂直负荷仅为磨削的 1/50～1/100，这样珩磨时，工件的发热量很小，工件表面几乎无热损伤和变质层，变形小。珩磨加工面几乎无嵌砂和挤压硬质层。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。一般通过珩磨能获得较高的表面质量，表面粗糙度Ra为0.2～0.025um，表层金属的变质缺陷层深度极微（2.5～25um）。 3）加工范围广 主要加工各种圆柱形孔：通孔、轴向和径向有间断的孔，如有径向孔或槽的孔、键槽孔、花键孔、盲孔、多台阶孔等。另外,用专用珩磨头,还可加工圆锥孔、椭圆孔等,但由于珩磨头结构复杂,一般不用。用外圆珩磨工具可以珩磨圆柱体,但其去除的余量远远小于内圆珩磨的余量。珩磨几乎可以加工任何材料，特别是金刚石和立方氮化硼磨料的应用，进一步拓展了珩磨的运用领域，同时也大大提高了珩磨加工的效率。 珩磨孔的生产率高，机动时间短，珩磨 1 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，加工的孔径为15～500mm ，孔的深径比可达 10 以上的深孔。但珩磨不适用于加工塑性较大的有色金属工件上的孔。 4）切削余量少 珩磨加工是所有加工方法中去除余量最少的一种加工方法。在珩磨加工中，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。 珩磨工具是以工件作为导向来切除工件多余的余量而达到工件所需的精度。珩磨时，珩磨工具先珩工件中需去余量最大的地方，然后逐渐珩至需去除余量最少的地方。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。 5）纠孔能力强
珩磨工艺原理 一、珩磨工艺原理 珩磨是磨削加工的特殊形式，又是精加工中一种高效加工方法。这种工艺不仅能往除较大的加工余量（在50年代珩磨还是作为抛光用），而且是一种高精密零件尺寸、几何外形精度和表面粗糙度的有效加工方法。 (一)珩磨加工的特点: 1.加工精度高： 特别是一些中小型的光通孔，其圆柱度可达0.001mm 以内。一些壁厚不均匀的零件，如连杆，其圆度能达0.002mm。对于大孔(孔径在200mm以内)，圆度也可达0.005mm，假如没有环槽或径向孔等，直线度在0.01mm 以内也是有可能的。珩磨比磨削加工精度高，磨削时支撑砂轮的轴承位于被珩孔之外，会产生偏差，特别是小孔加工，磨削比珩磨精度更差。珩磨一般只能改变被加工件的外形精度，要想改变零件的位置精度，需要采取一些必要的措施。如用面板改善零件端面与轴线的垂直度(面板安装在冲程臂上，调它与旋转主轴垂直，零件靠在面板上加工即可)。 2. 表面质量好： 表面为交叉网纹，有利于润滑油的存储及油膜的保持。有较高的表面支承率（孔与轴的实际接触面积与两者之间配合面积之比），因而能承受较大载荷，耐磨损，从而进步了产品的使用寿命。珩磨速度低（是磨削速度的几十分之一），且油石与孔是面接触，因此每一个磨粒的均匀磨削压力小，这样工件的发热量很小，工件表面几乎无热损伤和变质层，变形小。珩磨加工面几乎无嵌砂和挤压硬质层。磨削比珩磨切削压力大，磨具和工件是线接触，有较高的相对速度。因而会在局部区域产生高温，会导致零件表面结构的永久性破坏。 3. 加工范围广： 主要加工各种圆柱形孔：光通孔。轴向和径向有中断的孔，如有径向孔或槽的孔、键槽孔、花键孔。盲孔。多台阶孔等。另外，用专用珩磨头，还可加工圆锥孔，椭圆孔等，但由于珩磨头结构复杂，一般不用。用外圆珩磨工具可以珩磨圆柱体，但其往除的余量远远小于内圆珩磨的余量。几乎可以加工任何材料，特别是金刚石和立方氮化硼磨料的应用。同时也进步了珩磨加工的效率。 (二)珩磨加工原理: 1. 珩磨是利用安装于珩磨头圆周上的一条或多条油石，由涨开机构（有旋转式和推进式两种）将油石沿径向涨开，使其压向工件孔壁，以便产生一定的面接触。同时使珩磨头旋转和往复运动，零件不动; 或珩磨头只作旋转运动，工件往复运动，从而实现珩磨。 2. 大多数情况下，珩磨头与机床主轴之间或珩磨头与工件夹具之间是浮动的。这样，加工时珩磨头以工件孔壁作导向。因而加工精度受机床本身精度的影响较小，孔表面的形成基本上具有创制过程的特点。所谓创制过程是油石和孔壁相互对研、互相修整而形成孔壁和油石表面。其原理类似两块平面运动的平板相互对研而形成平面的原理 珩磨时由于珩磨头旋转并往复运动或珩磨头旋转工件往复运动，使加工面形成交叉螺旋线切削轨迹，而且在每一往复行程时间内珩磨头的转数不是整数，因而两次行程间，珩磨头相对工件在周向错开一定角度，这样的运动使珩磨头上的每一个磨粒在孔壁上的运动轨迹不会重复。此外，珩磨头每转一转，油石
珩磨简介 珩磨工艺(Honing Process)是磨削加工的一种特殊形式，又是精加工中的一种高效加工方法,属于光整加工,需要在磨削或精镗的基础上进行。这种工艺不仅能去除较大的加工余量，而且是一种提高零件尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度的有效加工方法。珩磨加工范围比较广，特别是在大批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。 珩磨加工原理 珩磨是利用安装于珩磨头圆周上的一条或多条油石,由涨开机构（分旋转式和推进式两种）将油石沿径向涨开, 使其压向工件孔壁,以便产生一定的面接触。同时使珩磨头旋转和往复运动,零件不动;或珩磨头只作旋转运动,工件往复运动,从而实现珩磨。 在大多数情况下,珩磨头与机床主轴之间或珩磨头与工件夹具之间是浮动的。这样,加工时珩磨头以工件孔壁作导向。因而加工精度受机床本身精度的影响较小,孔表面的形成基本上具有创制过程的特点。所谓创制过程是油石和孔壁相互对研、互相修整而形成孔壁和油石表面。其原理类似两块平面运动的平板相互对研而形成平面的原理。 珩磨时由于珩磨头旋转并往复运动或珩磨头旋转工件往复运动,使加工面形成交叉螺旋线切削轨迹,而且在每一往复行程时间内珩磨头的转数不是整数,因而两次行程间,珩磨头相对工件在周向错开一定角度,这样的运动使珩磨头上的每一个磨粒在孔壁上的运动轨迹亦不会重复。此外,珩磨头每转一转,油石与前一转的切削轨迹在轴向上有一段重叠度,使前后磨削轨迹的衔接更平滑均匀。在整个珩磨过程中,孔壁和油石面的每一点相互干涉的机会差不多相等。因此,随着珩磨的进行孔表面和油石表面不断产生干涉点,不断将这些干涉点磨去并产生新的更多的干涉点,又不断磨去,使孔和油石表面接触面积不断增加,相互干涉的程度和切削作用不断减弱,孔和油石的圆度和圆柱度也不断提高,最后完成孔表面的创制过程。为了得到更好的圆柱度,在可能的情况下,珩磨中经常使零件掉头,或改变珩磨头与工件轴向的相互位置。 需要说明的一点:由于珩磨油石采用金刚石和立方氮化硼等磨料,加工中油石磨损很小,即油石受工件修整量很小。因此,孔的精度在一定程度上取决于珩磨头上油石的原始精度。所以在用金刚石和立方氮化硼油石时,珩磨前要很好地修整油石,以确保孔的精度。 （1）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 3 种运动 ( 如图 7.3 a ) ；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 ( 如图 7.3 b ), 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。为使砂
一种新型的珩磨技术——刷珩磨 本世纪初JosephSunnen首先预示了现代珩磨工艺将成为一种表面精加工技术。随着珩磨技术的发展，珩磨已成为一种材料切除工艺，用来修整不合适的孔。但是在低速下使用油石珩磨内孔不能有效地切除材料。珩磨油石作为一种表面精加工工具实际上对金属表面都会产生损伤，而刷珩磨可以在不引起表面损伤的情况下提高表面精度。 一、早期的珩磨 早期的珩磨只是为了解决汽车工业中汽缸孔的加工问题。早期的镗孔工具及加工机床加工出的汽缸壁表面存在搓板现象。汽缸壁表面与活塞环之间的密封性不好，活塞环得不到合适的润滑，这样会很快地磨损引擎的第一组环。 最后在很短的时间内就必须更换活塞环。粗镗出来的汽缸壁会使活塞裙磨损严重，因此需要修整加工。活塞环中的金属杂质也会引起损伤。随着活塞在缸孔内的往复运动，活塞环磨除了汽缸壁上不规则的的细微凸出点。 这些切除下来的金属微粒污染了润滑系统，堵塞了过滤器，并引起汽缸壁垂直方向的划伤。杂质也会划伤活塞裙。划伤的第二个原因是不良的润滑。由于细微的凸出点在它们被磨平之前，其中较高的凸出点把涂在汽缸壁上的 润滑膜刺破了(如图1)。当活塞在整个行程中碰到这些凸出点时就出现了金属与金属之间的接触，活塞环的速度达到最低点。 活塞环的使用寿命短，活塞裙的划伤及缸孔的磨损都是由于活塞在粗糙的缸孔内往复运行所造成的，也是不可避免的，从而导致发动机耗油多，效率低。即便如此，早期的小汽车也不得不使用这种发动机。 图1 汽缸壁表面的凸出点刺破了润滑油膜，导致活塞环通过该点时出现金属与金属间的接触在Sunnen的珩磨工艺之前，汽车制造商加工汽缸壁表面所使用的唯一的方法就是Winton汽车公司的加工方法。它适合于小孔的加工。为了除去内孔表面凹凸不平之处，采用使钢球从小孔中通过的方法，而钢球的直径比汽缸孔的直径大0.05mm到0.076mm。当钢球从孔中通过时从而挤平缸孔的内表面。 这种工艺今天我们称之为滚珠法，并且除了缸孔加工外这种工艺现在仍然在使用着。但是在早期的汽车制造业中滚珠法不适用，因为早期的缸孔直径前后不一样大，挤压时会产生过多的接触压力，有时压力太大使缸孔壁出现裂纹。另外被钢球挤碎的细物会被压入缸孔内表面，使缸壁受损。 当Sunnen提出了另一个更有效的加工方法时，汽车制造工业完全接受了它。Sunnen的新珩磨工艺就是将油石组装到珩磨头上进行珩磨。珩磨头在缸孔内旋转，同时用手来控制珩磨头的往复运动。