1、汽車連桿大頭孔珩磨機設計【摘要】珩磨是對工件表面進行光整和精整的磨削加工方法，高精度珩磨具有安全、經濟、可靠、耐用、高效等優點，被廣泛地應用于加工汽缸套，油缸，活塞銷孔，連桿孔、泵體缸孔、液壓閥孔、軸承孔、軸瓦等。隨著珩磨機床的加工精度越來越高，對其工作性能地要求也越來越高了，不僅需要機床具有良好的靜態特性，而且要具有良好的動態特性。因此，對珩磨機床進行整機的靜動態特性分析已成為設計的必要環節。本文闡述了國內外機械動態性能的發展狀況，對機床的動態特性進行了研究。本文針對連桿珩磨中出現的問題進行了工藝分析，找出影響工件質量的主要因素，并對所采取的措施加以討論，如提高衍磨機主軸運行剛度及精度;改進

2、夾具，使其自由平穩浮動;選用耐磨材料做導套;加大沖屑及潤滑力度;選擇適應高速沖擊切削的金屬基單晶剛玉磨石;提高磨石膠接強度，調整網紋角度，使切削痕跡不重復，周圈均布等，使工作質量得以很大提高【關鍵詞】 連桿 珩磨機 工藝 可編程控制器The top gem of a girdle-pendant of major part hole of connecting rod of car mill is designed【Summary】The honing is to carry on the whole and precise whole rubing and paring the prepar

3、ation method of the light to the surface of the work piece, it has advantage such as being safe, economic, reliable, durable, high-efficient that the high precision is honed, widely applied to processing the cylinder jacket, the oil cylinder, the piston sells the hole, hole of the connecting rod, pu

4、mp body jar hole, hydraulic valve hole, bearing hole, axle bush,etc. As machining accuracy of honing the lathe being higher and higher, require higher and higher to its working performance, not only need the lathe to have good static characteristics, but also have good dynamic characteristics. So go

5、 on the quiet dynamic characteristic of the complete machine analyze that has become the necessary links designed honing lathing. This text explains the state of development of the dynamic performance of the domestic and foreign machinery, carry on the research to the dynamic characteristic of the l

6、athe. This text has carried on the craft analysis to the question that the connecting rod appeared when honed, find out that influences the main factor of the work piece quality, and discuss about measures taken, such as improving and spreading out the basic shaft of the mill to operate the rigidity

7、 and precision; Improve the jig, make it float freely steadily; Select the wear-resisting material for use to make and lead set; Devote more efforts to washing the bits and lubricated; Choose to meet and assault the single crystal corundum rubstone of metal base cut at a high speed; Improve rubstone

8、 glue connect intensity, adjust wove angle, make it repeat not to cut trace, enclose and deploy etc. in week, make the work quality be improved greatly.【Keyword】Connecting rod Mill of top gem of a girdle-pendant Craft Programmable controller目 錄引 言1第一章汽車連桿加工工藝11.1 連桿的結構特點11.2 連桿的主要技術要求21.3連桿的材料和毛坯31.

9、4 連桿的機械加工工藝過程分析4第二章珩磨加工技術的特點及國內外發展狀況62.1 珩磨技術的發展及其應用情況62.2 珩磨技術介紹7第三章珩磨機的對策及改進措施1212131314結論16致謝17參考文獻18引 言珩磨的應用范圍已擴展到了整個金屬加工工業領域。主要的應用領域為：汽車工業，刀具及機床加工工業，壓縮機工業，液壓及氣壓器件生產以及航空航天領域。除此之外在摩托車和電機的生產制造中珩磨加工也得到了廣泛應用。 根據加工工件的不同和加工精度的不同，珩磨技術大致分為以下幾種：平頂珩磨、鉸珩、刷珩、激光珩磨、同軸珩磨、模擬珩磨、高壓液體珩磨、超精加工（FMF）和配珩等 ，其中平頂珩磨、鉸珩、激光

10、珩磨在汽車領域有廣泛的應用。連桿是發動機的主要零件之一，連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，而連桿的剛性比較差，容易產生變形，因此在安排工藝過程時，就需要把各主要表面的粗精加工工序分開。逐步減少加工余量、切削力及內應力的作用，并修正加工后的變形，就能最后達到零件的技術要求。第一章 汽車連桿加工工藝1.1 連桿的結構特點連桿是汽車發動機中的主要傳動部件之一，它在柴油機中，把作用于活塞頂面的膨脹的壓力傳遞給曲軸，又受曲軸的驅動而帶動活塞壓縮氣缸中的氣體。連桿在工作中承受著急劇變化的動載荷。連桿由連桿體及連桿蓋兩部分組成。連桿體及連桿蓋上的大頭孔用螺栓和螺母與曲軸裝在一起。為了減少磨損

11、和便于維修，連桿的大頭孔內裝有薄壁金屬軸瓦。軸瓦有鋼質的底，底的內表面澆有一層耐磨巴氏合金軸瓦金屬。在連桿體大頭和連桿蓋之間有一組墊片，可以用來補償軸瓦的磨損。連桿小頭用活塞銷與活塞連接。小頭孔內壓入青銅襯套，以減少小頭孔與活塞銷的磨損，同時便于在磨損后進行修理和更換。在發動機工作過程中，連桿受膨脹氣體交變壓力的作用和慣性力的作用，連桿除應具有足夠的強度和剛度外，還應盡量減小連桿自身的質量，以減小慣性力的作用。連桿桿身一般都采用從大頭到小頭逐步變小的工字型截面形狀。為了保證發動機運轉均衡，同一發動機中各連桿的質量不能相差太大，因此，在連桿部件的大、小頭兩端設置了去不平衡質量的凸塊，以便在稱量后

12、切除不平衡質量。連桿大、小頭兩端對稱分布在連桿中截面的兩側。考慮到裝夾、安放、搬運等要求，連桿大、小頭的厚度相等(基本尺寸相同)。在連桿小頭的頂端設有油孔(或油槽)，發動機工作時，依靠曲軸的高速轉動，把氣缸體下部的潤滑油飛濺到小頭頂端的油孔內，以潤滑連桿小頭襯套與活塞銷之間的擺動運動副。連桿的作用是把活塞和曲軸聯接起來，使活塞的往復直線運動變為曲柄的回轉運動，以輸出動力。因此，連桿的加工精度將直接影響柴油機的性能，而工藝的選擇又是直接影響精度的主要因素。反映連桿精度的參數主要有5個：（1）連桿大端中心面和小端中心面相對連桿桿身中心面的對稱度；（2）連桿大、小頭孔中心距尺寸精度；（3）連桿大、小

13、頭孔平行度；（4）連桿大、小頭孔尺寸精度、形狀精度；（5）連桿大頭螺栓孔與接合面的垂直度。1.2 連桿的主要技術要求連桿的作用是把活塞和曲軸聯接起來，使活塞的往復直線運動變為曲柄的回轉運動，以輸出動力，同時又壓縮汽缸內氣體。因此，連桿的加工精度將直接影響柴油機的性能，而工藝的選擇又是直接影響精度的主要因素。反映連桿精度的參數主要有5個：（1）連桿大端中心面和小端中心面相對連桿桿身中心面的對稱度；（2）連桿大、小頭孔中心距尺寸精度；（3）連桿大、小頭孔平行度；（4）連桿大、小頭孔尺寸精度、形狀精度；（5）連桿大頭螺栓孔與接合面的垂直度。連桿技術要求（11） 大、小頭孔的尺寸精度、形狀精度m；大頭

14、孔的圓柱度公差為0.012 mmm。小頭壓襯套的底孔的圓柱度公差為0.0025 mm，素線平行度公差為0.04/100 mm。 大、小頭孔軸心線在兩個互相垂直方向的平行度兩孔軸心線在連桿軸線方向的平行度誤差會使活塞在汽缸中傾斜，從而造成汽缸壁磨損不均勻，同時使曲軸的連桿軸頸產生邊緣磨損，所以兩孔軸心線在連桿軸線方向的平行度公差較小；而兩孔軸心線在垂直于連桿軸線方向的平行度誤差對不均勻磨損影響較小，因而其公差值較大。兩孔軸心線在連桿的軸線方向的平行度在100 mm長度上公差為0.04 mm；在垂直與連桿軸心線方向的平行度在100 mm長度上公差為0.06 mm。 大、小頭孔中心距大小頭孔的中心距

15、影響到汽缸的壓縮比，即影響到發動機的效率，所以規定了比較高的要求：1900.05 mm。 連桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度連桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度，影響到軸瓦的安裝和磨損，甚至引起燒傷；所以對它也提出了一定的要求：規定其垂直度公差等級應不低于IT9（大頭孔兩端面對大頭孔的軸心線的垂直度在100 mm長度上公差為0.08 mm）。 大、小頭孔兩端面的技術要求m。這是因為連桿大頭兩端面與曲軸連桿軸頸兩軸肩端面間有配合要求，而連桿小頭兩端面與活塞銷孔座內檔之間沒有配合要求。連桿大頭端面間距離尺寸的公差帶正好落在連桿小頭端面間距離尺寸的公差帶中，這給連桿的加工帶來許多方便。 螺栓孔

16、的技術要求m加工；兩螺栓孔在大頭孔剖分面的對稱度公差為0.25 mm。 接合面的技術要求在連桿受動載荷時，接合面的歪斜使連桿蓋及連桿體沿著剖分面產生相對錯位，影響到曲軸的連桿軸頸和軸瓦結合不良，從而產生不均勻磨損。結合面的平行度將影響到連桿體、連桿蓋和墊片貼合的緊密程度，因而也影響到螺栓的受力情況和曲軸、軸瓦的磨損。對于本連桿，要求結合面的平面度的公差為0.025 mm。1.3連桿的材料和毛坯連桿在工作中承受多向交變載荷的作用，要求具有很高的強度。因此，連桿材料一般采用高強度碳鋼和合金鋼；如45鋼、55鋼、40Cr、40CrMnB等。近年來也有采用球墨鑄鐵的，粉末冶金零件的尺寸精度高，材料損耗

17、少，成本低。隨著粉末冶金鍛造工藝的出現和應用，使粉末冶金件的密度和強度大為提高。因此，采用粉末冶金的辦法制造連桿是一個很有發展前途的制造方法。連桿毛坯制造方法的選擇，主要根據生產類型、材料的工藝性（可塑性，可鍛性）及零件對材料的組織性能要求，零件的形狀及其外形尺寸，毛坯車間現有生產條件及采用先進的毛坯制造方法的可能性來確定毛坯的制造方法。根據生產綱領為大量生產，連桿多用模鍛制造毛坯。連桿模鍛形式有兩種，一種是體和蓋分開鍛造，另一種是將體和蓋鍛成體。整體鍛造的毛坯，需要在以后的機械加工過程中將其切開，為保證切開后粗鏜孔余量的均勻，最好將整體連桿大頭孔鍛成橢圓形。相對于分體鍛造而言，整體鍛造存在所

18、需鍛造設備動力大和金屬纖維被切斷等問題，但由于整體鍛造的連桿毛坯具有材料損耗少、鍛造工時少、模具少等優點，故用得越來越多，成為連桿毛坯的一種主要形式。總之，毛坯的種類和制造方法的選擇應使零件總的生產成本降低，性能提高。1.4 連桿的機械加工工藝過程分析 工藝過程的安排在連桿加工中有兩個主要因素影響加工精度：（1）連桿本身的剛度比較低，在外力（切削力、夾緊力）的作用下容易變形。（2）連桿是模鍛件，孔的加工余量大，切削時將產生較大的殘余內應力，并引起內應力重新分布。因此，在安排工藝進程時，就要把各主要表面的粗、精加工工序分開，即把粗加工安排在前，半精加工安排在中間，精加工安排在后面。這是由于粗加工

19、工序的切削余量大，因此切削力、夾緊力必然大，加工后容易產生變形。粗、精加工分開后，粗加工產生的變形可以在半精加工中修正；半精加工中產生的變形可以在精加工中修正。這樣逐步減少加工余量，切削力及內應力的作用，逐步修正加工后的變形，就能最后達到零件的技術條件。各主要表面的工序安排如下：（1）兩端面：粗銑、精銑、粗磨、精磨（2）小頭孔：鉆孔、擴孔、鉸孔、精鏜、壓入襯套后再精鏜（3）大頭孔：擴孔、粗鏜、半精鏜、精鏜、金剛鏜、珩磨一些次要表面的加工，則視需要和可能安排在工藝過程的中間或后面。1.4.2 定位基準的選擇在連桿機械加工工藝過程中，大部分工序選用連桿的一個指定的端面和小頭孔作為主要基面，并用大頭

20、處指定一側的外表面作為另一基面。這是由于：端面的面積大，定位比較穩定，用小頭孔定位可直接控制大、小頭孔的中心距。這樣就使各工序中的定位基準統一起來，減少了定位誤差。具體的辦法是在安裝工件時，注意將成套編號標記的一面不與夾具的定位元件接觸（在設計夾具時亦作相應的考慮）。在精鏜小頭孔（及精鏜小頭襯套孔）時，也用小頭孔（及襯套孔）作為基面，這時將定位銷做成活動的稱“假銷”。當連桿用小頭孔（及襯套孔）定位夾緊后，再從小頭孔中抽出假銷進行加工。1.4.3 確定合理的夾緊方法既然連桿是一個剛性比較差的工件，就應該十分注意夾緊力的大小，作用力的方向及著力點的選擇，避免因受夾緊力的作用而產生變形，以影響加工精

21、度。在加工連桿的夾具中，可以看出設計人員注意了夾緊力的作用方向和著力點的選擇。在粗銑兩端面的夾具中，夾緊力的方向與端面平行，在夾緊力的作用方向上，大頭端部與小頭端部的剛性高，變形小，既使有一些變形，亦產生在平行于端面的方向上，很少或不會影響端面的平面度。夾緊力通過工件直接作用在定位元件上，可避免工件產生彎曲或扭轉變形。在加工大小頭孔工序中，主要夾緊力垂直作用于大頭端面上，并由定位元件承受，以保證所加工孔的圓度。在精鏜大小頭孔時，只以大平面（基面）定位，并且只夾緊大頭這一端。小頭一端以假銷定位后，用螺釘在另一側面夾緊。小頭一端不在端面上定位夾緊，避免可能產生的變形。1.4.4 連桿兩端面的加工采

22、用粗銑、精銑、粗磨、精磨四道工序，并將精磨工序安排在精加工大、小頭孔之前，以便改善基面的平面度，提高孔的加工精度。粗磨在轉盤磨床上，使用砂瓦拼成的砂輪端面磨削。這種方法的生產率較高。精磨在M7130型平面磨床上用砂輪的周邊磨削，這種辦法的生產率低一些，但精度較高。1.4.5 連桿大、小頭孔的加工連桿大、小頭孔的加工是連桿機械加工的重要工序，它的加工精度對連桿質量有較大的影響。小頭孔是定位基面，在用作定位基面之前，它經過了鉆、擴、鉸三道工序。鉆時以小頭孔外形定位，這樣可以保證加工后的孔與外圓的同軸度誤差較小。小頭孔在鉆、擴、鉸后，在金剛鏜床上與大頭孔同時精鏜，達到IT6級公差等級，然后壓入襯套，

23、再以襯套內孔定位精鏜大頭孔。由于襯套的內孔與外圓存在同軸度誤差，這種定位方法有可能使精鏜后的襯套孔與大頭孔的中心距超差。m，大頭孔的加工方法是在銑開工序后，將連桿與連桿體組合在一起，然后進行精鏜大頭孔的工序。這樣，在銑開以后可能產生的變形，可以在最后精鏜工序中得到修正，以保證孔的形狀精度。1 連桿螺栓孔的加工連桿的螺栓孔經過鉆、擴、鉸工序。加工時以大頭端面、小頭孔及大頭一側面定位。精銑螺栓孔端面采用工件翻身的方法，這樣銑夾具沒有活動部分，能保證承受較大的銑削力。精銑時為了保證螺栓孔的兩個端面與連桿大頭端面垂直度，使用兩工位夾具。連桿在夾具的工位上銑完一個螺栓孔的兩端面后，夾具上的定位板帶著工件

24、旋轉1800 ，銑另一個螺栓孔的兩端面。這樣，螺栓孔兩端面與大頭孔端面的垂直度就由夾具保證。第二章 珩磨加工技術的特點及國內外發展狀況2.1 珩磨技術的發展及其應用情況早在20年代初期，珩磨機就在汽車、拖拉機行業得到應用、早期的珩磨，主要用來提高工件的表面粗糙度，效率低，應用范圍小。但在生產實踐中，人們發現珩磨加工有許多獨特的優點，是一種具有廣泛前途的切削技術，因而很快地推廣應用于船舶、軸承、軍工和工程機械等制造業中。近三十年來，珩磨機床、珩磨工藝、珩磨工具均有很大的發展，特別是人造金剛石和立方氮化硼磨料的問世并在珩磨加工中的應用，把珩磨加工推向一個新的階段。如今，珩磨已成為能快速可靠地去除一

25、定的余量、提高表面粗糙度和精度的一種辦精加工和精加工的工藝方法。珩磨不需要特殊的條件就能使零件過的精確的尺寸、幾何精度、良好的表面質量和高的實用壽命，因而在國外機械制造業的各個領域中被廣泛的應用，甚至成為某些領域中必不可少的加工手段。由于珩磨加工具有上述特點，因而國外許多廠家對珩磨技術的發展十分重視，為適應珩磨技術發展的需要，生產珩磨機床的公司和廠家也日益增多，對珩磨理論的研究也愈來愈深入，他們已把近代科學技術的研究成果，如數控技術、液壓技術、多工位全面自動化技術、自動化監測技術、振動技術、強力磨削技術、電鍍電解技術以及新穎磨料、冷卻潤滑等技術應用于珩磨技術中。60年代以來，出現了許多適合于各

26、種產品結構和生產特點到俄精密珩磨機床和珩磨工具。我國珩磨加工在汽車、拖拉機氣缸內表面和齒輪表面加工中應用較早，但主要作為一種光飾加工使用，對精密小孔珩磨的研究則起步較晚。經過十多年的生產實踐，越來越多的人認識到珩磨是一種有效而經濟的加工方法，已引起各機械制造行業的重視。國外在珩磨機生產方面發展十分迅速，生產的珩磨機床有立式和臥式兩大類型，品種和規格繁多，有單軸、雙軸、多軸多工位、全自動化的珩磨機等，以適應各用戶的要求，其中比較典型的珩磨機如美國Sunnen公司生產的MBC-1804臥式珩磨機，采用強力磨削技術，可以切除較大的余量，生產效率比普通珩磨高35倍，操作簡便并配有尺寸自動測量裝置，集合

27、精度可控制在0.0010.002mm內；英國Jones和Shipman公司生產的FA-738型立式珩磨機，當配備自動送料、裝夾、自動尺寸檢測自動分組等機構，可運用到自動生產線中；西德Nagel公司生產的VS-6-30型立式珩磨機，采用數字僅給控制系統，可精確地控制進給量；2SM-3RM雙頭立式珩磨機，可在一臺機床上同時進行粗、精珩磨；4VS-6RM立式四軸六工位珩磨機，用四根不同尺寸的整體可調式成型珩磨頭，分別切除一定的余量，零件經過四個工委的加工，就可達到所要求的尺寸和精度，該機床還專門配備一個測量工位，采用啟動測頭對已加工孔進行測量；西德Gehring公司近期研制成功一項珩磨自動測量專利C

28、ylindromnatik控制儀，據稱配備了這種控制點意的珩磨機，在工作過程中對被加工孔的上、中、下三個面上進行連續的測量，將測得的數據不斷與輸入的數據進行比較，自動修正珩磨行程位置和珩磨沖程長度，從而使被加工零件孔得到合乎要求的幾何形狀。為了提高珩磨生產效率、尺寸精度、幾何精度和改善表面粗糙度，珩磨機制造廠不僅再機床控制系統方面采用新技術，而且再珩磨進給方面也十分重視，研制并應用多種新穎進給裝置，如定壓定量進給、機械步進進給等。傳統的珩磨，即早期的珩磨實際上是一種摩擦工藝，最初生產珩磨頭裝于鉆床上，進行珩磨，來處理各類汽缸套的機械加工，以原孔中心為導向，砂條與工件間相對運動來切削工件，即用來

29、作最后的光整加工，其切削量非常小，切削量最大0.15mm。因此對機床本身的精度要求較低，對控制系統、液壓系統、冷切系統要求不是很高。現代珩磨可以定義為一種切削金屬的方法，實現尺寸、圓度、直線度、位置度、表面粗糙度的要求。珩磨作為一種萬能的孔加工方法，在粗珩工序采用大切削量的粗珩，最大切削量可達0.701.00mm。并可取消傳統的精鏜、精磨工序，具有安全、經濟、可靠、耐用、高效等優點，被廣泛地應用于加工汽缸套，油缸，活塞銷孔，連桿孔、泵體缸孔、液壓閥孔、軸承孔、軸瓦等。我國的傳統工藝和珩磨機制造技術束縛了珩磨技術的廣泛應用。比如上述的連桿孔、泵體缸孔、液壓閥孔、軸承孔、軸瓦等，一般采用粗鏜、精鏜

30、工藝，有的還采用磨內孔工序。但在國外，在粗鏜后就采用珩磨工序，使其表面粗糙度和形位精度達到很高要求，即高效又高質。再比如錐孔、盲孔和球面，我們認為不可用珩磨工序，但在國外采用專用珩磨機也可以進行珩磨。因此，珩磨的研究機構和制造企業要義不容辭的開發此類新產品，并將這些新產品介紹并用于更多零件珩磨的新工藝的責任。2.2 珩磨技術介紹珩磨不但生產率高, 并且加工精度也很高, 一般尺寸精度可達IT5IT6 級,表面粗糙度可達0.8m, 并且能修正孔的幾何形狀偏差。近年來應用塑料(金剛砂)混合壓制成的珩磨油石, 根據不同用途可壓制各種形狀, 使珩磨不僅能用于加工內孔, 并能加工外圓、平面、球面及各種特形

31、表面, 如外圓表面化的珩磨工具為柱形珩輪, 齒輪的珩磨工具為磨料齒輪。為進一步提高珩磨生產率,珩磨工藝朝著強力珩磨、自動控制尺寸的自動珩磨、電解珩磨和超聲珩磨等方向發展。2 珩磨加工的特點珩磨加工簡單地說，就是在珩磨頭上按需要裝配一塊或數塊油石，采用特定的機構給予適當的壓力，使油石徑向張開，均勻地壓向工件孔壁，以工件孔壁為導向，通過珩磨頭同時作旋狀和往復二元的復合運動，由油石上眾多的磨粒在面接觸狀態下進行切削，以獲得高精度表面。它既是磨削加工的特殊形式，又是一種高效率的加工方法。它不僅能去除預留的加工余量，而且是一種提高工件尺寸、幾何形狀精度和表面質量的有效加工方法。珩磨的加工的主要特點如下：

32、(1) 珩磨的原理、機床的結構和操作都很簡單，也容易實現自動化。自由式珩磨，對機床的精度要求低，與加工同樣精度的磨床比較，其主要精度要求為磨床的1/21/7，動力消耗為磨床的1/21/10。因機床結構簡單，造價遠遠低于內圓磨床，因此，一般條件的工廠都可采用。珩磨設備除采用專用珩磨機外，也可用車床、鉆床或鏜床等設備改裝而成。(2) 加工精度高。珩磨加工能在短時間內經濟地獲得高的幾何精度。當加工小直徑孔時，孔的不圓度、錐度可達0.51 m，直線度可達1 m；加工中等直徑孔（50200mm)是，不圓度一般在5 m以下。加工外圓時，不圓度最高可達0.04 m。加工尺寸分散度誤差可控制在21 m范圍。需

33、要說明的一點：由于珩磨油石采用金剛石和立方氮化硼等磨料，加工中油石磨損很小，即油石受工件修整量很小。因此，孔的精度在一定程度上取決于珩磨頭上油石的原始精度。所以我們用金剛石和立方氮化硼油石時，珩磨前要很好地修整油石，以確保孔的精度。(3) 加工表面質量特性好。珩磨加工的最高表面粗糙度可達Ra1.2 m。經過珩磨加工的零件，其表面形成一種有規則均勻而細密的交叉網紋，這種網紋有利于潤滑油的貯存和油膜的保持，并具有較高的表面支撐率，因而能承受較大的載荷，耐磨損。此外，珩磨切削速度低，冷卻液便于進入切削區，帶走珩磨產生的大部分熱量，故被加工表面不會產生燒傷、變質層、裂紋、嵌砂和兩件變形等缺陷，因而特別

34、適用于加工有相對運動的精密偶件。(4) 加工范圍廣。珩磨幾乎適用除鉛以外所有材料的加工。他主要用于各類孔的加工，如通孔、盲孔，帶溝槽孔、鍵槽孔、窗口孔、多臺階孔、圓錐孔、橢圓孔、余擺線孔等。此外，還能加工外圓柱面、平面、球面、曲面及齒輪表面等。加工孔徑范圍為12000mm，孔長12400mm，長徑比1/46307。(5) 珩磨切削效率高。珩磨是在面接觸狀態下進行多刃切削。在相同的時間內，珩磨參加切削的磨料顆粒為普通磨削的1001000倍，因而有較高的金屬去除率。珩磨液壓閥套類孔，金屬切除率可達8090mm ？/s ，若采用強力珩磨，其切削效率還可高幾倍。一般來說，珩磨的切削效率比研磨高38倍。

35、同時珩磨是一共建孔壁為導向，進給力有中心均勻地壓向孔壁。因此，只要切除很少的余糧，便可經濟地完成空的精加工。珩磨的這種進給方式，對于深孔和薄壁零件孔的加工特別有利。(6) 珩磨工藝較經濟，對于薄壁孔和剛性不足的工件，或材料較硬的工件表面，用珩磨進行光整加工時，不需要復雜的設備與工裝，而且操作方便。2 珩磨加工的應用范圍珩磨工藝應用十分廣泛，主要應用范圍有如下幾個方面：(1) 該工藝大量應用于各種形狀的孔的光整或精加工，孔徑從 1120mm，長度可達 12000mm，國內珩磨機工作范圍：5250mm，孔長 3000mm。(2) 珩磨磨工藝可用于外圓、球面及環形曲面加工，如鍍鉻活塞環、挺杠球面與滾

36、球軸承的內外圓等。(3) 可用于汽車、拖拉機與軸承制造業中的大量生產，也適用于各類機械制造中的批量生產。如磨缸套、缸孔、連桿孔、油泵油嘴與液壓閥體孔、軸套、搖臂和齒輪孔等。(4) 適用于對金屬材料與非金屑材料的加工，如鑄鐵、淬火與末淬火鋼、硬鋁、青銅、黃銅、硬鉻與硬質合金、玻璃、陶器、晶體、硅片與燒結材料等。2 珩磨加工的原理珩磨的加工原理是利用安裝于珩磨頭周圍的若干條油石，由漲開機構（有機械式和液壓式）將油石沿徑向漲開，使其壓向工件孔壁以便產生一定的面接觸，同時使珩磨頭作旋轉和往復運動（工件不動），由此而實現對孔的低速磨削。影響工件珩磨精度的因素很多，但主要有三種：(1) 珩磨頭旋轉速度；(

37、2) 油石的膨脹壓力；(3) 珩磨頭的往復運動速度。這三種因素的合理配合可以極大的提高工件的加工質量。圖 2-4 是一個典型的機械式珩磨頭結構。它是靠液壓控制油石漲縮的。它主要由兩個部分組成：右邊的調節頭和左邊的工作頭。工作頭是由鋼質殼體、油石 1和油石座 2 組成，在殼體內部有一根錐心 3，它和心杠 7 連接起來起到控制進給作用，當心杠 7 得到一個進給量，進而將進給傳遞給錐心 3 ，而錐心通過它自身的錐角把桿的橫向進給變化成珩磨油石的縱向進給。從而完成了珩磨油石的漲開過程。由于珩磨頭在每一往復行程內的轉數為一非整數，因而它在每一行程的起始位置上都與上次錯開一個角度，這就使得油石上的每顆磨粒

38、在加工表面上的切削軌跡不致重復，從而形成均勻交叉的珩磨網紋。珩磨過程中，珩磨頭由機床主軸帶動相對工件作旋轉和直線往復運動，同時油石對被加工表面作徑向進給運動。前兩種運動構成珩磨的主運動，并使油石形成螺旋運動，因此，油石上大量的磨粒就在加工表面上刻劃下螺旋形交叉網紋的珩磨條紋，圖 2-5 是單個油石在孔中完成一個雙行程運動后所刻劃的條痕展開示意圖，圖中dW為孔長；Lw 為孔的周長；為網紋交叉角。，分別是油石在一個雙行程中轉折時順次的位置。并且，為了避免每條油石的運動軌跡重復，即不讓油石上的磨粒仍在原先刻出的條痕上刻劃，應使油石在一個雙行程終了時的位置，相對其行程的初始位置，在圓周方向上有一個附加

39、的偏移量 S。此外，珩磨頭每轉一轉，油石與前一轉的切削軌跡在軸向上有一段重疊長度，使前后磨削軌跡的銜接更平滑均勻。這樣，在整個珩磨過程中，孔壁和油石面的每一點相互干涉的機會差不多相等。因此，隨著珩磨的進行孔表面和油石表面不斷產生干涉點，不斷將這些干涉點磨去并產生新的更多的干涉點，又不斷磨去，使孔和油石表面接觸表面不斷增加，互相干涉的程度和切削作用不斷減弱，孔和油石的圓度和圓柱度也不斷提高，最后完成孔表面的創制過程。為了得到更好的圓柱度，在可能的情況下，珩磨中經常使零件掉頭，或者改變珩磨頭與工件軸向的相互位置。2 珩磨加工方式珩磨的加工方式有很多種，其中最為基本的為以下三種：(1) 定壓進給珩磨

40、：定壓進給中，進給機構以恒定的壓力壓向孔壁，分三個階段。第一個階段是脫落切削階段，這種定壓珩磨，開始時由于孔壁粗糙，油石與孔壁接觸面積很小，接觸壓力大，孔壁的凸出部分很快被磨去。而油石表面因接觸壓力大，加上切屑對油石粘結劑的磨耗，使磨粒與粘結劑的結合強度下降，因而有的磨粒在切削壓力的作用下自行脫落，油石面即露出新磨粒，此即油石自銳。第二階段是破碎切削階段，隨著珩磨的進行，孔表面越來越光，與油石接觸面積越來越大，單位面積的接觸壓力下降，切削效率降低。同時切下的切屑小而細，這些切屑對粘結劑的磨耗也很小。因此，油石磨粒脫落很少，此時磨削不是靠新磨粒，而是由磨粒尖端切削。因而磨粒尖端負荷很大，磨粒易破

41、裂、崩碎而形成新的切削刃。第三階段為堵塞切削階段，繼續珩磨時油石和孔表面的接觸面積越來越大，極細切屑堆積于油石與孔壁之間不易排除，造成油石堵塞，變得很光滑。因此油石切削能力極低，相當于拋光。若繼續珩磨，油石堵塞嚴重而發生粘結性堵塞時，油石完全失去切削能力并嚴重發熱，孔的精度和表面粗糙度均會受到影響。此時應盡快結束珩磨。(2) 定量進給珩磨：定量進給珩磨時，進給機構以恒定的速度擴張進給，使磨粒強制性地切入工件。因此珩磨過程只存在脫落切削和破碎切削，不可能產生堵塞切削現象。因為當油石產生堵塞切削力下降時，進給量大于實際磨削量，此時珩磨壓力增高，從而使磨粒脫落、破碎，切削作用增強。用此種方法珩磨時，

42、為了提高空精度和降低表面粗糙度值，最后可用不進給珩磨一定時間。(3) 定壓定量進給珩磨：開始時以定壓進給珩磨，當油石進入堵塞切削階段時，轉換為定量進給珩磨，以提高效率。最后可用不進給珩磨，提高孔的精度和降低表面粗糙度值。第三章珩磨機的對策及改進措施3.1機床與夾具浮動問題(1)機床: 珩磨機主軸是以滑配合穿過旋轉套的花鍵軸旋轉套用滾動軸承固定，定位長度為300mm珩磨頭通過卜子聯接套、帶錐柄的液壓轉動閥體與主軸聯接，伸出長度為500800mm。經靜態測量，珩磨機有部分超差(見表l)，當將能夠調整的部分都調整過來，珩磨效果仍然不好、用排除的思路分析，主軸最細部位的直徑在30mm以上，剛度不成問題

43、偶然一次長子連接套鉤口處拉斷，發現晰磨頭在受力不均衡時歪斜。經分析珩磨頭歪斜是多種誤差積累的結果，旋轉套曠量在扭矩作用下叮產生5歪斜，花鍵軸曠量也可產生5歪斜，卡子連接套上、下分別可產生18歪斜，累加起來，珩磨頭歪斜可達46。這種歪斜肉眼難于觀察，但由于主軸伸出較長，受力時，在珩磨頭端部可偏移2mm以上。原設計使用帶有萬向節性質的卡子聯接，設計初衷是可少量浮動，以彌補夾具平面與主軸的不垂直度;十字轉軸起撞車保護銷作用;便于配各種直徑的珩磨頭。由于連桿較薄，孔較大，不足以扶正珩磨頭，在切削力不均衡時，珩磨頭受到的扭轉力矩很大，輕則形狀超差(錐孔、喇叭口)，重則自鎖性卡滯，導致珩磨條脫落、破損，工

44、作報廢。(2)夾具:原夾具平面浮動是由類似推力軸承的一圈無保持架的滾珠實現的，由于內外圈間隙較大(此間隙用于調整夾具浮動量)，不僅產生滾珠間的相互擠壓，還有可能在一側擠成一串，使夾具浮動時好時壞，不穩定。經改造，滾珠限制在保持架內隨機滾動，夾具浮動得以改善。3.2磨石與膠粘劑問題 (1)珩磨石材料:本工序珩磨石按慣例應該采用白剛玉。經試驗，由于工件薄，晰磨頭往復速度快(45次/S)，磨粒受正、反向沖擊大，加之材料韌性稍大，顯得磨料臂開強度不足，很快破碎，失去切削能力，磨石損耗率大。為此，改用單晶剛玉，其特點是單顆粒球狀晶體，強度與韌性均比白剛玉、棕剛玉、褐剛玉高，具有良好的多棱角的切削刃，相對

45、4oMnvBA調質鍛造鋼在高速往復沖擊下，有較好的一切削能力。磨石尺寸為18mm3mm5mm，共6條磨石。(2)磨料粒度:經對比試驗，選定80，名義上基本粒子尺寸為212180m，實際上在250100m間，由于有少量粗大粒子存在，偶爾可在工件上有肉眼清晰可見粗大劃痕(0.2mm)，粗大劃痕過長、連片，將造成工件粗糙度超差報廢。(3)磨石結合劑:由于磨石受沖擊力較大，采用強度較高的金屬基粘合劑。(4)磨石膠粘劑:由于磨石受沖擊力較大，受主軸歪斜卡滯影響，用常規膠粘劑己不能可靠地將其粘接在晰磨頭的磨石支架上。試生產時，琦磨45件/套時，磨石就有損壞，通過減小磨石厚度(減少剝離力)，采用914膠粘劑

46、，也只能達到300多件/套。后經選用多種膠粘劑進行試驗，最終選用某軍工研究所生產的金屬基膠粘劑，可晰磨960件/套而不脫落。3.3珩磨石的壓力問題珩磨石的工作壓力是使珩磨石上的磨粒切人加工工件，并在往復及交又運動中，磨粒能正常自刃自礪，磨石能脫落自礪。本工序參照該機床推薦的圖5標準，按預定的珩m/min，選取高壓沂磨壓力為與，低壓修光壓力為0.4MPa，不但滿足珩磨質量和生產節拍的要求，而且珩磨中沖擊明顯減小。其實質是連桿珩磨速度、往復速度、壓力、材料硬度、磨料劈開強度(自刃自礪)、粒度及粘接強度(脫落自礪)等多種因素的內在恰當匹配。3.4夾具的沖屑功能問題珩磨頭冷卻、潤滑以及沖屑所用的甭磨液

47、是通過夾具上的導套沖向工件，且隨夾具的加夾緊、松開過程來控制冷卻液的開、關(見圖6)。沂磨液如不能及時把珩磨下來的矽粒、鐵屑沖走，這些雜物將帶入加工部位，造成工件劃傷。該工況要求導套既要耐磨，又要便于排屑。試驗組先后選用錫青銅、灰鑄鐵、球墨鑄鐵等材料做導套進行試驗，最后采用球墨鑄鐵材料的導套，因為球墨鑄鐵材料的耐磨性好，不會產生很大變形，尺寸穩定，使因材料引起的測量誤差小，因此用這種材料的導套既做珩磨頭導向，又做氣動在線測量和尺寸標定樣圈最好。同時，將導套內排屑槽由直槽改為螺旋槽，螺旋槽使進人導套內的液體旋轉，從磨石側方將磨屑沖走，有利于排屑。除此，改進了過濾裝置，避免鐵屑過濾不凈。結 論通過

48、對汽車連桿大頭孔珩磨機的設計，使我學到了許多有關機械的知識,主要歸納為以下兩個方面：第一方面：連桿件外形較復雜，而剛性較差。且其技術要求很高，所以適當的選擇機械加工中的定位基準,是能否保證連桿技術要求的重要問題之一。在連桿的實際加工過程中，選用連桿的大小頭端面及大頭孔作為主要定位基面，同時選用大頭孔兩側面作為一般定位基準。為保證小頭孔尺寸精度和形狀精度，可采用自為基準的加工原則；保證大小頭孔的中心距精度要求，可采用互為基準原則加工。對于加工主要表面，按照“先基準后一般”的加工原則。連桿的主要加工表面為大小頭孔和兩端面，較重要的加工表面為連桿體和蓋的結合面及螺栓孔定位面，次要的加工表面為軸瓦鎖口

49、槽、油孔、大頭兩側面及連桿體和蓋上的螺栓座面等。連桿機械加工路線是圍繞主要加工表面來安排的。連桿加工路線按連桿的分合可以分為三個階段：第一個階段為連桿體和蓋切開之前的加工；第二個階段為連桿體和蓋的切開加工；第三個階段為連桿體和蓋合裝后的加工。第二方面：主要是關于夾具的設計方法及其步驟。（1）、定位方案的設計：主要確定工件的定位基準及定位基面；工件的六點定位原則；定位元件的選用等。（2）、導向及對刀裝置的設計：由于本設計主要設計的是擴大頭孔夾具和銑結合面夾具，所以主要考慮的是選用鉆套的類型及排屑問題，以及對刀塊的類型，從而確定鉆套和對刀塊的位置尺寸及公差。（3）、夾緊裝置的設計：針對連桿的加工特

50、點及加工的批量，對連桿的夾緊裝置應滿足裝卸工件方便、迅速的特點，所以一般都采用自動夾緊裝置。（4）、夾具體設計：連桿的結構特點是比較小，設計時應注意夾具體結構尺寸的大小。夾具體的作用是將定位及夾具裝置連接成一體，并能正確安裝在機床上，加工時能承受一部分切削力。所以夾具體的材料一般采用鑄鐵。（5）、定位精度和定位誤差的計算：對用于粗加工的夾具，都應該進行定位誤差和穩定性的計算，以及設計的夾具能否滿足零件加工的各項尺寸要求。（6）、繪制夾具裝備圖及夾具零件圖。致 謝本研究及學位論文是在我的導師謝哲東的親切關懷和悉心指導下完成的。他博學的知識，嚴謹的科學作風，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，謝老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持。謝老師不僅在學業上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，在此謹向謝老師