气缸孔平台珩磨的质量改善.docx

气缸孔平台珩磨的质量改善作者：道依茨一汽（大连）柴油机有限公司 吴德海珩磨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。这种工艺不仅能高效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（一般可达Ra0.2～1.0mm，甚至可以低于Ra0.025mm）的有效加工方法，尤其适合于薄壁孔和刚性不足的工件或较硬材料工件的加工，在汽车零部件的制造中应用很广泛，尤其是发动机缸体的制造。 气缸孔平台网纹珩磨 平台珩磨、滑动珩磨是较普通珩磨更为先进的珩磨工艺，具有气缸孔表面微观形貌呈光滑的平顶(而不是尖峰)，与相对较深的波谷（与普通珩磨相比波谷较深）规律性地间隔分布、发动机的磨合周期短、润滑条件好和生产效率高等优点，是目前发动机气缸孔珩磨工艺的主流。平台珩磨和滑动珩磨工艺对于提高汽车发动机的气缸体质量、提高发动机的使用寿命，提高发动机的经济性和动力性有重要意义，特别是对克服发动机早期磨损和降低发动机油耗等方面起到了至关重要的作用。本文结合我公司实际应用重点探讨平台网纹珩磨。 1. 平台网纹的评定参数及定义 平台网纹总体的要求是表面微观结构上有一定数量和一定深度的深沟，深沟之外的部分是平台，平台网纹就像稻田一样（见图1）。 图1 平台网纹表面的微观结构 平台网纹评定的主要参数一般有如下几个：Rpk——简约峰高，指粗糙度核心轮廓上方的轮廓峰的平均高度；Rk——粗糙度核心轮廓深度，指粗糙度核心轮廓的深度；Rvk——简约谷深，指从粗糙度核心轮廓延伸到材料内的轮廓谷的平均深度；Mr1——尖峰轮廓支承长度率，是一条将轮廓峰分离出粗糙度核心轮廓的截线而确定的轮廓支承率；Mr2——沟谷轮廓支承长度率，是一条将轮廓谷分离出粗糙度核心轮廓的截线而确定的轮廓支承率；Rz——平均峰谷高度，是指每一个测量距离内粗糙度轮廓的最大轮廓峰顶高度与最大谷底深度之和，通常取5个单位测量范围内的平均值；珩磨角—— 一般是指网纹交叉线在垂直于轴线方向上的夹角。具体见图2所示。 图2 平台网纹评定的主要参数2. 气缸平台网纹深沟和平台形成机理 气缸平台网纹沟谷和平台是不同粒度、不同参数下的基础珩和精珩两次加工表面形状叠加形成的，过程如图3所示（设为三次珩磨）。 图3 气缸平台网纹的形成影响气缸孔珩磨加工质量的因素 在实际运行中，影响气缸孔平台珩磨加工质量的因素主要有如下一些方面： 1. 气缸套的刚性与壁厚均匀程度 气缸套的刚性与壁厚不均匀会导致珩磨后的尺寸精度和形状精度变差，对网纹的一致性也有影响，特别是已装入气缸孔的半成品缸套（取决于气缸孔底孔），这些影响很难在加工过程中彻底纠正。 2. 前一道工序的加工质量 首先要留有合适的加工余量。珩磨的加工余量一般在0.02～0.08mm，最理想的余量为0.03～0.05mm。余量过大会导致节拍加长，珩磨条钝化严重，珩磨头导向条磨损加速。余量过小会导致无法修正和提高孔的尺寸、形状精度及表面粗糙度。 第二是珩磨前的圆柱度不能太差，否则无法纠正过来，一般圆柱度在0.02以内会得到较好的纠正，珩磨后的圆柱度可达到0.006以下。 第三是珩磨前的表面粗糙度一般在Ra2.5mm左右，粗糙度过大会导致珩前刀纹去除不掉，粗糙度过小会导致珩磨困难，节拍成倍增加。 3．珩磨条 珩磨条相当于切削刀具，用来去除余量并达到一定的精度要求，珩磨条对珩磨质量和效率起着最关键的作用。对于平台网纹珩磨来说，粗珩磨条负责去除较大的余量并改善原有的形状精度和粗糙度，基础、精珩磨条则去除较小的余量，形成沟谷和平台，并达到最终的尺寸精度和形状精度。珩磨条的粒度和硬度是两个重要参数，粒度越大珩磨效率越高，硬度越高，珩磨条的寿命越长，所以珩磨效率与珩磨条的寿命有时是一对矛盾。珩磨条的材料有多种，金刚石和碳化硅（油石）是最常用的两种，现在粗珩磨条一般都用金刚石材料，精珩磨条有用油石的也有用金刚石的，但是目前业内精珩还是用油石的比较多。 4. 粗、精珩磨余量、压力及时间 一般是粗珩的余量大，压力也大，基础、精珩的余量小，压力也小，若是二次珩磨工艺，精珩的余量一般为10～15mm，若是三次珩磨，后两次珩磨的余量一般应在20～30mm。珩磨压力越大，珩磨效率越高，反之亦然，但对于珩磨质量来说，珩磨压力过高往往是没有好处的。 以粗珩压力2～1.8MPa/精珩压力1MPa/精珩时间10s、粗珩压力1.8～1.5MPa/精珩压力1.5MPa/精珩时间20s这两组参数进行正交试验，检测结果如表1，表2是对其检测结果的分析。 表1 正交试验检测结果 （单位：μm） 表2 检测结果的分析 如单独考虑 Rpk0.3mm，结果分析如表3；如单独考虑Rvk=1.8～3.2mm，结果分析如表4。 表3 Rpk0.3μm的结果分析 表4 Rvk=1.8～3.2μm的结果分析 由