提高大臥車加工大孔表面質(zhì)量的拋磨方法

貴陽險(xiǎn)峰機(jī)床有限責(zé)任公司 (貴州惠水 550601)田錫龍 馬麗飛

1.精加工方法

大臥車是指C650 以上的設(shè)備，在加工孔徑φ350mm、深500mm 以上、表面粗糙度值達(dá)Ra=1.6μm 的大孔時(shí)，其加工手段大致為:

(1)精車 在車床上用精車刀加工，一般表面粗糙度值達(dá)Ra=3.2μm。

(2)滾壓 在車床上用滾壓器加工，一般表面粗糙度值達(dá)Ra=0.8μm，但對(duì)工件材料有針對(duì)性要求;工件材料的硬度及材質(zhì)會(huì)影響表面質(zhì)量，應(yīng)用范圍相對(duì)狹窄。

(3)磨削 在大內(nèi)孔磨上磨削加工，一般表面粗糙度值達(dá)Ra=0.4μm，但成本要求太高，一般企業(yè)較難承受。

(4)研磨 在裝配前，通過用研磨心軸對(duì)大孔進(jìn)行研磨，一般表面粗糙度值達(dá)Ra=0.4μm，但孔大后，研磨困難，效率低，人工及工裝成本高等情況，一般不易采用。

本文僅僅是想將在普通大臥車加工大孔表面時(shí)，如何提高孔表面質(zhì)量的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)和拋磨方法介紹給相關(guān)讀者。

2.典型零件介紹

工件如圖1 所示。該零件是油壓機(jī) (YT30—500)中的液壓缸，材料:ZG20Si2Mn。主要加工難點(diǎn)為:φ500H9×830mm 深、孔表面粗糙度值Ra=0.8μm、圓柱度0.02mm。原工藝是在大臥車上進(jìn)行精加工，孔加工至φ5000-0.05mm，表面粗糙度值實(shí)際只達(dá)到Ra=6.3μm，最終精度是在沒有大規(guī)格內(nèi)圓磨的情況下，采用研磨的工藝手段來達(dá)到設(shè)計(jì)精度要求。但實(shí)際效果并不理想，研磨該大孔需要3～4人、經(jīng)過3 天(約30h)的工作，工藝研磨心軸用了4 根，最終的表面精度也只是馬馬虎虎。這種方法研磨困難，效率低，人工及工裝成本高，不適合批量生產(chǎn)。為了降低成本、減少人工、提高效率，經(jīng)過工藝研究試驗(yàn)，設(shè)計(jì)出一種簡單可行的拋磨加工法，解決了實(shí)際困難，并且表面質(zhì)量能夠輕松滿足設(shè)計(jì)要求。

圖1

3.設(shè)計(jì)拋磨加工法及試驗(yàn)

(1)原理 基本工作原理如圖2 所示。

圖2

工作原理:工件旋轉(zhuǎn)后，X 軸向由車床床鞍帶動(dòng)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，Y 軸由車床中滑板帶動(dòng)作徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。當(dāng)徑向運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)拋磨頭接觸到工件孔表面時(shí)，再施加一定的壓力，讓拋磨頭中兩組彈簧(見圖3)產(chǎn)生一定量的壓縮，使拋磨頭頂端的油石條實(shí)現(xiàn)預(yù)緊力，這樣，油石條在拋磨工作中產(chǎn)生的損耗就能及時(shí)得到補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)柔性拋磨。但在拋磨時(shí)，必須使用切削液，給拋磨工作中的油石條及時(shí)冷卻實(shí)現(xiàn)長時(shí)間的磨削。

圖3

(2)拋磨頭設(shè)計(jì) 圖3 為結(jié)構(gòu)圖，圖4 為立體效果圖。在圖3 中油石條支架2 夾持油石條，拋磨頭支架3 固定于車床鏜桿上，彈簧4 實(shí)現(xiàn)油石預(yù)緊作用，導(dǎo)向調(diào)節(jié)桿5 起彈簧導(dǎo)向作用。油石條是標(biāo)準(zhǔn)件，代號(hào)9010，規(guī)格150mm×25mm×20mm，對(duì)工件孔表面進(jìn)行切削。

圖4

(3)加工試驗(yàn) 通過設(shè)計(jì)拋磨頭，在臥車C61125A 上，對(duì)上述典型零件進(jìn)行試驗(yàn)。工藝規(guī)定，工件大孔要進(jìn)行精車，并放余量車至之后，再進(jìn)行拋磨試驗(yàn)。但當(dāng)時(shí)在試驗(yàn)過程中，零件大孔精車后，實(shí)際大孔檢驗(yàn)精度為:孔徑實(shí)測(cè)為表面粗糙度值Ra=6.3μm、圓度0.03mm、圓柱度0.04mm，產(chǎn)生有0.04mm 的喇叭口。在直徑和多項(xiàng)精度都達(dá)不到的情況下，還是決定進(jìn)行拋磨試驗(yàn)。此時(shí)，工件保持在精車后的狀態(tài)，只要將車床刀架鏜桿上的精車刀取下，裝上拋磨頭(見圖2)，工件轉(zhuǎn)速調(diào)到50～80r/min，軸向移動(dòng)300～400mm/min，徑向調(diào)整如工作原理所述，即可進(jìn)行拋磨。通過上述試驗(yàn)，對(duì)工件進(jìn)行了3.5h 的拋磨，經(jīng)過檢驗(yàn)，精度值為:孔徑表面粗糙度值Ra=0.4μm、圓度0.01mm、圓柱度0.02mm，滿足設(shè)計(jì)要求。

4.應(yīng)用與擴(kuò)展

該拋磨在臥車上進(jìn)行試驗(yàn)后，一致認(rèn)為效果不錯(cuò)，并應(yīng)用至今，為廠部在技改項(xiàng)目確定購買大內(nèi)孔磨上節(jié)約了上百萬的資金。該拋磨頭在大臥車上不僅對(duì)大孔進(jìn)行拋磨，還對(duì)端面、外圓及錐孔倒大角等，表面粗糙度值有Ra=1.6μm 要求的，都分別進(jìn)行過拋磨，但缺點(diǎn)是:拋磨的面不如磨削面光亮，有一定色差，相對(duì)精加工的基礎(chǔ)面要比磨削的要求高一些，效率不如磨削。但操作方便，簡易，不需要很高的技術(shù)要求。這種簡易拋磨頭在立車上應(yīng)用也有很大的用途，與臥車上應(yīng)用相同。在加工中，可將該拋磨頭支座稍加改造，便可在鏜床上和龍門刨床上得到應(yīng)用。