高精度內(nèi)孔加工粗糙度問題分析及改善

陳廣

摘要：針對內(nèi)孔粗糙度要求較高、參數(shù)較多等問題，開展珩磨孔粗糙度研究，經(jīng)過學(xué)習(xí)與現(xiàn)場對不同參數(shù)的試驗，通過加工參數(shù)和刀具粒度的研究，解決了珩磨粗糙度問題。

關(guān)鍵詞：內(nèi)孔;珩磨加工;粗糙度

1? 內(nèi)孔粗糙度要求

此項目在評審初期就識別出客戶對粗糙度的要求較高，我司難以滿足的現(xiàn)實情況。所以評審階段提出了偏離申請。將粗糙度值放寬。（表1、表2）

2? 粗糙度參數(shù)分析

Rz：輪廓峰頂線與谷底線之間的距離（表面波峰與波谷之間的垂直距離）;

Rk：粗糙度核心輪廓深度;

Rpk：高于粗糙度核心輪廓的突峰平均高度;

Rvk：低于粗糙度核心輪廓的低谷平均高度;

Mr1：是由粗糙度核心輪廓與突峰的相交線確定的水平線所對應(yīng)的百分數(shù);

Mr2：是由粗糙度核心輪廓與低谷的相交線確定的水平線所對應(yīng)的百分數(shù);

Rsm：輪廓單元的平均寬度，即一個取樣長度內(nèi)輪廓單元寬度Xs的平均值。

2.1 等效線的計算

等效線用包含40%的被測輪廓點的支撐率曲線的核心區(qū)域來計算。核心區(qū)域是指支撐率曲線中大于40%的支撐率曲線部分割線梯度最小時的區(qū)域。如圖1所示，以Mr=0為起點，沿支撐率曲線以？茳Mr=40%梯度最小的這段割線構(gòu)成了支撐率曲線的核心區(qū)域。如果有多個這樣相等的梯度最小區(qū)域，則選擇第一次碰到的區(qū)域進行計算。計算中心區(qū)域直線給出沿輪廓坐標方向的最小方差。

2.2 Rk、Mr1、Mr2參數(shù)計算

由2.1計算所得的等效線分別與橫坐標Mr=0%和Mr=100%相交（見圖1）。從這兩個交點平行橫坐標做兩條直線，這兩條直線將突峰與波谷分離，兩條直線之間的部分即為側(cè)超度核心輪廓。

這兩條直線之間的垂直距離為核心粗糙度深度Rk.這兩條直線與材料支撐率曲線的交點的水平坐標分別定義了Mr1和Mr2。

2.3 Rpk、Rvk的計算

支撐率曲線和核心粗糙度Rk的邊界圍城的上、下區(qū)域，如圖2陰影部分，分別對應(yīng)粗糙度核心輪廓之外的峰輪廓區(qū)域和谷輪廓區(qū)域。參數(shù)Rpk和Rvk分別為 “峰區(qū)”和“谷區(qū)”等面積的直角三角形的高，見圖2。

3? 試驗過程

3.1 參數(shù)試驗

本次調(diào)試非首次調(diào)試，在首次調(diào)試中，經(jīng)過參數(shù)試驗，試驗結(jié)果表明，珩磨中孔加工參數(shù)在轉(zhuǎn)速350r/min，進給250～300時，中孔加工效果最佳。珩磨桿粒度為240。加工測試結(jié)果如表3所示。

通過試驗不同參數(shù)，轉(zhuǎn)速為350r/min，進給300時，送檢四個零件，二個粗糙度合格，二個粗糙度穩(wěn)定性不合格。當進給調(diào)整為250時，Mr1超差。將轉(zhuǎn)速調(diào)整為200r/min，進給調(diào)整為200時。出現(xiàn)數(shù)據(jù)大量超差，所以此加工參數(shù)不適合加工，且嚴重影響加工節(jié)拍。經(jīng)過試驗，現(xiàn)有參數(shù)不能穩(wěn)定保證尺寸要求，故還需試驗其他方法。

3.2 珩磨桿粒度試驗

經(jīng)過試驗不同參數(shù)后，粗糙度不穩(wěn)定，還需要繼續(xù)改進加工工具。通過與刀具工程師溝通，選定進口珩磨桿，粒度為600繼續(xù)試驗加工。由于通過參數(shù)試驗得出進給300，轉(zhuǎn)速350時，珩磨效果比較好。故直接采用此參數(shù)進行珩磨試驗。珩磨桿如圖3所示。

使用新珩磨桿調(diào)試后，使用報廢零件連續(xù)試驗4個零件，粗糙度檢測均滿足客戶圖紙要求。驗證后加工6件尺寸合格零件，其中包括3件PPAP樣件，數(shù)據(jù)如表4。

通過表4數(shù)據(jù)可以看出，以目前的珩磨工具，加工參數(shù)，可以做到Rz2以內(nèi)，Rk1以內(nèi)，Rpk0.5以內(nèi)，Rvk0.5以內(nèi)，Rsm150以內(nèi)，Mr112%以內(nèi)，Mr292%以內(nèi)。全部穩(wěn)定滿足客戶要求。

4? 試驗結(jié)果及后續(xù)改進方向

針對客戶內(nèi)孔粗糙度較高的零件，需要使用粒度更高的珩磨桿進行加工，才能達到粗糙度要求。后續(xù)改進還需要提高加工節(jié)拍，通過參數(shù)設(shè)置達到更高的粗糙度要求。由于提高珩磨桿粒度，珩磨過程中，排屑問題需要在后續(xù)加工中注意。

參考文獻：

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