坦克发动机缸套超声珩磨系统

60粒的砂轮

加工坦克发动机缸套的最后一道工序——珩磨工序的质量和精度要求较高，其中要求内孔尺寸精度IT6级，内孔圆度0.015mm，平行度0.03mm(由上道工序保证)，表面粗糙度Ra0.05µm。采用传统珩磨工艺加工时，产品质量不稳定，难以达到精度要求。为解决这一问题，笔者研制了直径f150mm的超声珩磨系统样机，采用该样机珩磨的缸套试件可满足加工技术要求。
1 样机结构原理
本样机是根据兵总616厂的生产要求立项预研的。样机的超声珩磨系统结构见图。系统由超声波发生器、频率计、超声珩磨装置等组成。超声珩磨装置由声振系统(换能器、变幅杆、工具声振系统)、珩磨头部、涨芯部、动力传递部、碳刷、浮动连接部、机壳部等组成，其工作原理是由超声波发生器将50Hz交流电转换为超声频的电振荡，由换能器将超声频的电振荡转换为超声频的机械振动。由于该机械振动振幅较小，仅为4µm左右，不能直接用于机械加工，因此需要通过变幅杆将振幅放大，并将振动传给声振子系统，由声振子系统带动其上的油石产生纵向振动，从而实现在普通珩磨基础上附加超声振动的超声振动珩磨加工。

! }# V2 X, Z" v1.声振系统 2.珩磨头部 3.涨芯部 4.动力传递部 5.碳刷 6.机壳 7.浮动连接部
/ U2 `0 B5 G% T5 }% H' b图 超声珩磨系统结构简图
2 参数的优选
通过珩磨试验，对样机的超声珩磨系统所用油石条参数和工艺参数进行优选。试验用缸套材料为38CrMnA，渗氮淬火硬度>80HRA，缸套尺寸为φ150×277mm。
9 q  f+ I7 Q5 v1) 粗珩
; A" |& w* w8 Z! p& [: \* C: F对7种油石条进行了粗珩试验，油石条参数见表1。
表1 粗珩油石条参数
参数序号
磨料
粒度
结合剂
浓度(%)
1
$ X$ x* N8 d, {, R) G! y5 v! RJR
150#
& ^7 i" u- W# H. K2 L  ?( r5 GQ
; w  X3 M) }2 B' W! C100
2
7 j3 Q6 H4 s4 ~7 G7 dJR
* N4 i* C1 a& Z# p, j1 Z6 G120#
% V" j! \: C4 ?9 _) v+ L8 bQ
  b' i7 i, {; o  U9 j/ P9 t100
/ f( ]1 Z) r4 }" @! h+ n* w3
CBN
. f4 z( ?# Y3 E3 L150#
) H% n8 w- L9 N) s6 d( {Q
100
4
: d, L" {( C- {8 L4 @CBN
120#
Q
100
5
' |5 d, d3 S) {$ D+ WCBN
  r- `! e& ?) ]* I1 T120#
组合配方
" k' i! |$ B) H* O& C8 R( v# e4 \6
CBN
8 l" \4 {  P) r1 M2 @120#
组合配方
3 g' z4 l3 S! Y: J0 i2 H$ U! J7
7 E% S0 U2 E) {0 Q/ x2 N$ j: KTL+JR
8 S- \  f% Q1 H0 C$ l2 L- H120#
" k* W+ U3 {- a- }3 }& K组合配方
优选油石条参数：参数序号2(国产油石条，JR、120#、Q、100%)的粗珩效果较好，优于其它参数，但油石条需采用烧结方式，工艺较复杂；参数序号7(进口油石条，TL+JR、120#、组合配方)为超软的大气孔油石条，珩磨效果尚可。
$ N9 ^5 @$ u, v3 \# @% ?- Z优选工艺参数：主运动速度v1=20m/min；往复运动速度v2=15m/min。
& M7 ?) `+ X6 m+ C2) 精珩
$ l" o/ x/ c) `  s; S( b6 m分别选用6种油石条进行精珩试验，油石条参数见表2。
表2 精珩油石条参数
参数序号
5 n4 l9 c. i) T4 w/ V* y' X' X磨料
8 F+ Q) V. u* _. P粒度
结合剂
浓度(%)
1
JR
W28
; y% _" ?  ]4 @( f0 qS
75
2
# s) [3 z$ z( N' p. `( n. J1 {JR
W20
S
75
3
JR
W10
S
; i% A. Z0 P% q/ F& M75
* P' c6 Z" l+ f8 U; F6 P4
CBN
W28
S
! T8 F# g# t% K! z9 K: Z, I75
9 Y+ L" R/ W: h/ X5
CBN
W20
S
75
6
CBN
W10
S
75
优选油石条参数：参数序号2(JR、W20、S、75%)加工性能最佳；参数序号5(CBN、W20、S、75%)也能达到Ra0.05µm以下的表面粗糙度值,但加工效率较低。
优选工艺参数：主运动速度v1=50m/min；往复运动速度v2=23m/min。
油石连接方式采用高性能胶粘剂粘接，方法简便快捷。
3 样机性能试验
2 [% _; [( W6 S7 Z将超声珩磨系统样机安装于M4215立式珩磨机上，经过约一年半时间的珩磨性能试验，最长连续工作时间超过8小时。试验证明，样机运行稳定，工作可靠，使用方便，完全可以满足坦克发动机缸套珩磨的要求。可达到技术指标:尺寸公差稳定控制在0.025mm以内(IT6级即?150+0.025)，表面粗糙度稳定控制在Ra0.05µm以下。
7 D2 d& O2 o' A8 A) h珩磨后工件的表面粗糙度实际检测结果为：定位端(厚端)Ra＝0.0213µm；距定位端100mm处Ra＝0.021µm；薄壁端(薄端)Ra＝0.0412µm。
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很好的文章，怎么没有人顶啊！

*钢铁侠*

  太强大了   。。。不敢出声啊。。。。