加工坦克發(fā)動(dòng)機(jī)缸套的最后一道工序——珩磨工序的質(zhì)量和精度要求較高，其中要求內(nèi)孔尺寸精度IT6級(jí)，內(nèi)孔圓度0.015mm，平行度0.03mm(由上道工序保證)，表面粗糙度Ra0.05μm。采用傳統(tǒng)珩磨工藝加工時(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，難以達(dá)到精度要求。為解決這一問題，筆者研制了直徑f150mm的超聲珩磨系統(tǒng)樣機(jī)，采用該珩磨機(jī)樣機(jī)的缸套試件可滿足加工技術(shù)要求。

　　1、樣機(jī)結(jié)構(gòu)原理

　　本樣機(jī)是根據(jù)兵總616廠的生產(chǎn)要求立項(xiàng)預(yù)研的。樣機(jī)的超聲珩磨系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖。系統(tǒng)由超聲波發(fā)生器、頻率計(jì)、超聲珩磨裝置等組成。超聲珩磨裝置由聲振系統(tǒng)(換能器、變幅桿、工具聲振系統(tǒng))、珩磨頭部、漲芯部、動(dòng)力傳遞部、碳刷、浮動(dòng)連接部、機(jī)殼部等組成，其工作原理是由超聲波發(fā)生器將50Hz交流電轉(zhuǎn)換為超聲頻的電振蕩，由換能器將超聲頻的電振蕩轉(zhuǎn)換為超聲頻的機(jī)械振動(dòng)。由于該機(jī)械振動(dòng)振幅較小，僅為4μm左右，不能直接用于機(jī)械加工，因此需要通過變幅桿將振幅放大，并將振動(dòng)傳給聲振子系統(tǒng)，由聲振子系統(tǒng)帶動(dòng)其上的油石產(chǎn)生縱向振動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)在普通珩磨基礎(chǔ)上附加超聲振動(dòng)的超聲振動(dòng)珩磨加工。

1.聲振系統(tǒng) 2.珩磨頭部 3.漲芯部 4.動(dòng)力傳遞部 5.碳刷 6.機(jī)殼 7.浮動(dòng)連接部
圖 超聲珩磨系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖

　　2、參數(shù)的優(yōu)選

　　通過珩磨試驗(yàn)，對(duì)樣機(jī)的超聲珩磨系統(tǒng)所用油石條參數(shù)和工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選。試驗(yàn)用缸套材料為38CrMnA，滲氮淬火硬度>80HRA，缸套尺寸為φ150×277mm。

　　1) 粗珩

　　對(duì)7種油石條進(jìn)行了粗珩試驗(yàn)，油石條參數(shù)見表1。

表1 粗珩油石條參數(shù)

　　優(yōu)選油石條參數(shù)：參數(shù)序號(hào)2(國產(chǎn)油石條，JR、120#、Q、100%)的粗珩效果較好，優(yōu)于其它參數(shù)，但油石條需采用燒結(jié)方式，工藝較復(fù)雜;參數(shù)序號(hào)7(進(jìn)口油石條，TL+JR、120#、組合配方)為超軟的大氣孔油石條，珩磨效果尚可。

　　優(yōu)選工藝參數(shù)：主運(yùn)動(dòng)速度v1=20m/min;往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度v2=15m/min。

　　2) 精珩

　　分別選用6種油石條進(jìn)行精珩試驗(yàn)，油石條參數(shù)見表2。

表2 精珩油石條參數(shù)

　　優(yōu)選油石條參數(shù)：參數(shù)序號(hào)2(JR、W20、S、75%)加工性能最佳;參數(shù)序號(hào)5(CBN、W20、S、75%)也能達(dá)到Ra0.05μm以下的表面粗糙度值,但加工效率較低。

　　優(yōu)選工藝參數(shù)：主運(yùn)動(dòng)速度v1=50m/min;往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度v2=23m/min。

　　油石連接方式采用高性能膠粘劑粘接，方法簡便快捷。

　　3、樣機(jī)性能試驗(yàn)

　　將超聲珩磨系統(tǒng)樣機(jī)安裝于M4215立式珩磨機(jī)上，經(jīng)過約一年半時(shí)間的珩磨性能試驗(yàn)，最長連續(xù)工作時(shí)間超過8小時(shí)。試驗(yàn)證明，樣機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，工作可靠，使用方便，完全可以滿足坦克發(fā)動(dòng)機(jī)缸套珩磨的要求。可達(dá)到技術(shù)指標(biāo):尺寸公差穩(wěn)定控制在0.025mm以內(nèi)(IT6級(jí)即?150+0.025)，表面粗糙度穩(wěn)定控制在Ra0.05μm以下。

　　珩磨后工件的表面粗糙度實(shí)際檢測結(jié)果為：定位端(厚端)Ra=0.0213μm;距定位端100mm處Ra=0.021μm;薄壁端(薄端)Ra=0.0412μm。