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[摘 要]本文详细介绍了珩磨的加工原理，尤其是对长轴深孔珩磨加工工艺参数的要求，珩磨夹具的设计，珩磨头的选配以及珩磨工艺的加工特点，对长轴深孔的珩磨加工有一定的指导作用。
[关键词]长轴深孔珩磨工艺，珩磨夹具，珩磨头
中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）29-0008-01
前言：精密圆柱深孔的珩磨加工是一种较为特殊的加工方法，使工件深孔表面形成交叉而不重复的网纹，有利于内孔壁油膜的形成，从而提高长轴的使用寿命。
一、 工艺技术分析：
1.1 零件的加工状态：
长轴深孔的珩磨加工是借装在主轴上的珩磨头对孔进行光整加工来实现。珩磨头随主轴作旋转与升降往复运动，并以零件的深孔作引导，通过“HD”型自动补偿液压进给头和数字式电位器，对珩磨尺寸进行控制。珩磨头与主轴的连接是浮动的，工作台固定，零件可直接或通过夹具固定在工作台上。因此，在加工零件前必须首先对珩磨头与加工孔的同心度进行校准。粗珩时能珩掉0.03～0.05mm加工余量，精珩时的加工余量为0.005～0.01mm，所以零件经珩磨加工后，可获得较高孔的表面质量、尺寸和形状精度，通常圆度可达0.005～0.01，直线度可达0.01～0.03。同时，珩磨条随主轴的相对运动，使工件表面形成交叉而不重复的网纹，有利于内孔壁油膜的形成，提高长轴的使用寿命。
1.2 工艺参数的选择：
珩磨余量的大小，取决于孔径和工件材料，一般铸铁件为 0.02～0.15 毫米，钢件为 0.01～0.05毫米 。珩磨头的转速一般为100～200n/min，往返运动的速度一般为15～20M/min。珩磨头油石对孔壁的压力一般为0.3～0.5兆帕，粗珩时可达1兆帕左右，精珩可小于0.1兆帕。切削区的温度可保持在50～150℃范围内，有利于减小加工表面的残余应力，提高表面质量。
二、珩磨加工所需的夹具及设计：
2.1 夹具要求：
要实现长轴的加工，必须首先将该零件固定安装在底座上，零件的安装部份沉入到珩磨底座内，实现有效空间的扩大。珩磨底座与安装零件的夹具体是一个长400mm、宽250mm、高1000mm的组合体。该组合体的精度必须满足：
1）夹具定位圆对机床中心位置度为ф0.01，定位支靠面的跳动度为0.01；
2）珩磨头前导入部分的锥套内孔对机床中心的同轴度ф0.04，垂直度为 ф0.02。
2.2 夹具设计：
通过将珩磨底座的合理改造，使得珩磨设备内有足够的空间来安装各种长轴，为珩磨夹具地改进提供保障。根据零件上、下定位尺寸大小的不同，设计不同大小的定位环，根据组合体的精度要求，分别对其定位环提出相应的位置度要求。珩磨机床夹具包括：珩磨头前导入部份，冷却润滑接管嘴及管道部份，安装零件的夹具体部份。夹具体下定位环是以圆柱销定位与珩磨底座相连；夹具体上定位环是以旋转螺母的内孔定位与珩磨头前导入部份相连，并以3个螺钉固定，随着旋转螺母的上下移动而固紧零件。珩磨头前导入部份是通过两根导柱与珩磨底座相连。由此可见，安装零件的夹具体在整个结构中是可分离的。根据零件的不同尺寸，改变夹具体的相关部件，就可以实现支靠面到O点距离L2≤732的系列长轴内孔的珩磨加工。
三、珩磨加工所需的刀具及其原理：
珩磨头由四个部份组成：莫氏锥柄、扩张头、伸长杆、珩磨工具。通过位于珩磨头切削部份前面和后面的可涨舒的导向条，可以在孔的全长范围内使珩磨头完全接触到孔的内壁。珩磨头在珩孔时既旋转运动又往返运动，同时通过珩磨头中的弹簧或液压控制而均匀外涨，所以与孔表面的接触面积较大，加工效率较高。
四、 长轴深孔珩磨工艺
长轴深孔一般是指深径比在1：7以上的孔，这些孔的精度要求以及表面光洁度要求都较高，圆柱度小于0.01，磨后孔的尺寸精度为 IT7～4 级，表面粗糙度可达Ra0.32～0.04微米，而且无烧伤、裂纹。此类孔加工特点是技术要求较高，加工过程应注意以下几项问题：
1）珩磨加工余量应加大，一般留余量0.1～0.15，将直线度控制在0.02以内，珩磨工序后再热处理；
2）珩磨压力选择时，粗珩先用0.5kg/c m～1.5 kg/c m压力修正直线度，之后用正常珩磨压力去除余量。
珩磨加工状态
五、工艺特点
① 珩磨加工是一种使工件加工表面达到高精度、高表面质量、高寿命的一种高效加工方法，可有效地提高尺寸精度、形状精度和减小Ra值，但不能提高孔与其他表面的位置精度。
② 可加工铸铁件、淬硬和不淬硬钢件及青铜件等，但不宜加工韧性大的有色金属件。
③ 珩磨主要用于孔加工。在孔珩磨加工中，是以原加工孔中心来进行导向。加工孔径范围为φ5～ φ500，深径比可达10。
④ 珩磨广泛用于大批大量生产中加工汽缸孔、油缸筒、阀孔以及多种炮筒等。亦可用于单件小批生产中。
⑤珩磨时同轴度无法确定。
⑥珩磨与研磨相比，珩磨具有可减轻工人体力劳动、生产率高、易实现自动化等特点。
六. 结束语
长轴深孔珩磨加工是机械加工比较难而复杂的加工，所以在加工的每一环节都应严谨对待，不可忽视。将上述珩磨技术的工艺参数和注意事项运用于长轴深孔的加工中获得了显著的效果。零件孔的圆柱度稳定在0.002mm以内，粗糙度Ra在0.16μm～0.28μm之下，产品合格率达到100%。珩磨技术是机械零件高精度内孔加工的一种很好的工艺手段，值得深入研究，以不断提高我国的精密制造水平，从而提升我国机械制造在国际市场上的竞争力。
[关键词]长轴深孔珩磨工艺，珩磨夹具，珩磨头
中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）29-0008-01
前言：精密圆柱深孔的珩磨加工是一种较为特殊的加工方法，使工件深孔表面形成交叉而不重复的网纹，有利于内孔壁油膜的形成，从而提高长轴的使用寿命。
一、 工艺技术分析：
1.1 零件的加工状态：
长轴深孔的珩磨加工是借装在主轴上的珩磨头对孔进行光整加工来实现。珩磨头随主轴作旋转与升降往复运动，并以零件的深孔作引导，通过“HD”型自动补偿液压进给头和数字式电位器，对珩磨尺寸进行控制。珩磨头与主轴的连接是浮动的，工作台固定，零件可直接或通过夹具固定在工作台上。因此，在加工零件前必须首先对珩磨头与加工孔的同心度进行校准。粗珩时能珩掉0.03～0.05mm加工余量，精珩时的加工余量为0.005～0.01mm，所以零件经珩磨加工后，可获得较高孔的表面质量、尺寸和形状精度，通常圆度可达0.005～0.01，直线度可达0.01～0.03。同时，珩磨条随主轴的相对运动，使工件表面形成交叉而不重复的网纹，有利于内孔壁油膜的形成，提高长轴的使用寿命。
1.2 工艺参数的选择：
珩磨余量的大小，取决于孔径和工件材料，一般铸铁件为 0.02～0.15 毫米，钢件为 0.01～0.05毫米 。珩磨头的转速一般为100～200n/min，往返运动的速度一般为15～20M/min。珩磨头油石对孔壁的压力一般为0.3～0.5兆帕，粗珩时可达1兆帕左右，精珩可小于0.1兆帕。切削区的温度可保持在50～150℃范围内，有利于减小加工表面的残余应力，提高表面质量。
二、珩磨加工所需的夹具及设计：
2.1 夹具要求：
要实现长轴的加工，必须首先将该零件固定安装在底座上，零件的安装部份沉入到珩磨底座内，实现有效空间的扩大。珩磨底座与安装零件的夹具体是一个长400mm、宽250mm、高1000mm的组合体。该组合体的精度必须满足：
1）夹具定位圆对机床中心位置度为ф0.01，定位支靠面的跳动度为0.01；
2）珩磨头前导入部分的锥套内孔对机床中心的同轴度ф0.04，垂直度为 ф0.02。
2.2 夹具设计：
通过将珩磨底座的合理改造，使得珩磨设备内有足够的空间来安装各种长轴，为珩磨夹具地改进提供保障。根据零件上、下定位尺寸大小的不同，设计不同大小的定位环，根据组合体的精度要求，分别对其定位环提出相应的位置度要求。珩磨机床夹具包括：珩磨头前导入部份，冷却润滑接管嘴及管道部份，安装零件的夹具体部份。夹具体下定位环是以圆柱销定位与珩磨底座相连；夹具体上定位环是以旋转螺母的内孔定位与珩磨头前导入部份相连，并以3个螺钉固定，随着旋转螺母的上下移动而固紧零件。珩磨头前导入部份是通过两根导柱与珩磨底座相连。由此可见，安装零件的夹具体在整个结构中是可分离的。根据零件的不同尺寸，改变夹具体的相关部件，就可以实现支靠面到O点距离L2≤732的系列长轴内孔的珩磨加工。
三、珩磨加工所需的刀具及其原理：
珩磨头由四个部份组成：莫氏锥柄、扩张头、伸长杆、珩磨工具。通过位于珩磨头切削部份前面和后面的可涨舒的导向条，可以在孔的全长范围内使珩磨头完全接触到孔的内壁。珩磨头在珩孔时既旋转运动又往返运动，同时通过珩磨头中的弹簧或液压控制而均匀外涨，所以与孔表面的接触面积较大，加工效率较高。
四、 长轴深孔珩磨工艺
长轴深孔一般是指深径比在1：7以上的孔，这些孔的精度要求以及表面光洁度要求都较高，圆柱度小于0.01，磨后孔的尺寸精度为 IT7～4 级，表面粗糙度可达Ra0.32～0.04微米，而且无烧伤、裂纹。此类孔加工特点是技术要求较高，加工过程应注意以下几项问题：
1）珩磨加工余量应加大，一般留余量0.1～0.15，将直线度控制在0.02以内，珩磨工序后再热处理；
2）珩磨压力选择时，粗珩先用0.5kg/c m～1.5 kg/c m压力修正直线度，之后用正常珩磨压力去除余量。
珩磨加工状态
五、工艺特点
① 珩磨加工是一种使工件加工表面达到高精度、高表面质量、高寿命的一种高效加工方法，可有效地提高尺寸精度、形状精度和减小Ra值，但不能提高孔与其他表面的位置精度。
② 可加工铸铁件、淬硬和不淬硬钢件及青铜件等，但不宜加工韧性大的有色金属件。
③ 珩磨主要用于孔加工。在孔珩磨加工中，是以原加工孔中心来进行导向。加工孔径范围为φ5～ φ500，深径比可达10。
④ 珩磨广泛用于大批大量生产中加工汽缸孔、油缸筒、阀孔以及多种炮筒等。亦可用于单件小批生产中。
⑤珩磨时同轴度无法确定。
⑥珩磨与研磨相比，珩磨具有可减轻工人体力劳动、生产率高、易实现自动化等特点。
六. 结束语
长轴深孔珩磨加工是机械加工比较难而复杂的加工，所以在加工的每一环节都应严谨对待，不可忽视。将上述珩磨技术的工艺参数和注意事项运用于长轴深孔的加工中获得了显著的效果。零件孔的圆柱度稳定在0.002mm以内，粗糙度Ra在0.16μm～0.28μm之下，产品合格率达到100%。珩磨技术是机械零件高精度内孔加工的一种很好的工艺手段，值得深入研究，以不断提高我国的精密制造水平，从而提升我国机械制造在国际市场上的竞争力。