發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔珩磨工藝及研究淺析

杜振宏

摘 要：珩磨是機(jī)械加工中常用的一種精加工工藝。通過珩磨可獲得很高的尺寸精度、形狀精度和表面質(zhì)量。發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔是活塞運(yùn)動(dòng)的場所，其加工質(zhì)量對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能、壽命均有很大影響。本文從珩磨的原理、珩磨的工藝及珩磨常見質(zhì)量異常解決等方面，介紹珩磨在缸孔加工中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：缸孔；珩磨；精度；應(yīng)用

概述

由珩磨的基本原理簡述，引入當(dāng)前常用缸孔珩磨工藝的介紹，并對(duì)珩磨缸孔所使用的工藝裝備進(jìn)行講解，繼而對(duì)缸孔珩磨加工中常見的質(zhì)量問題進(jìn)行闡述，分析、探討解決方法。

1 珩磨工藝介紹

1.1珩磨原理

兩條油石相對(duì)往復(fù)磨合，隨著往復(fù)磨合次數(shù)的增加，接觸面的平面度、粗糙度越好，直到達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定值（這個(gè)穩(wěn)定值由油石的硬度、粒度、密度等參數(shù)決定）。珩磨即借鑒這個(gè)原理，只是將其中一條油石更換為工件，在油石和工件的相對(duì)往復(fù)磨合過程中，逐漸獲得高質(zhì)量的工件尺寸精度、形狀精度和表面質(zhì)量。

1.2珩磨的優(yōu)點(diǎn)

珩磨產(chǎn)生的網(wǎng)紋具有儲(chǔ)油功能。油石與工件在磨合過程中，會(huì)在工件表面形成有規(guī)律的網(wǎng)紋溝槽，如在工件表面涂上潤滑油，部分潤滑油就可以存儲(chǔ)在溝槽內(nèi)部，在與配合的工件（如缸孔和活塞）接觸時(shí)，可以起到持續(xù)潤滑的作用，有效降低工件表面的磨耗，提高使用壽命。

可分工步珩磨以得到特定的工件表面精度。先采用低粒度的油石進(jìn)行粗珩，使工件表面獲得溝槽后，再使用高粒度的油石進(jìn)行精珩，將工件表面的高點(diǎn)磨平。縮短工件使用時(shí)的磨合時(shí)間，提高使用壽命。

珩磨還可以提高工件的形狀精度，如面的平面度、孔的圓柱度等。

1.3發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔珩磨工藝

為了獲得理想的珩磨質(zhì)量，缸孔珩磨一般需要三個(gè)步驟，第一步是粗珩，即使用粒度較低的油石對(duì)前序加工的缸孔進(jìn)行修正，獲得適合第二步加工的圓柱度、表面粗糙度及切削余量。第二步是半精珩，主要目的是在缸孔內(nèi)表面加工出均勻的交叉深溝槽，及進(jìn)一步修正尺寸精度。第三步是精珩，即使用高粒度的油石，磨去第二步形成的缸孔表面溝槽的波峰，形成平臺(tái)，以及獲得最終的缸孔直徑尺寸。

2 .缸孔珩磨工藝裝備

為滿足缸孔珩磨工藝的特殊要求，需使用專用的珩磨設(shè)備。

2.1珩磨機(jī)

提供缸孔珩磨工藝的功能需求，包括珩磨機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)往復(fù)動(dòng)作、孔徑的實(shí)時(shí)自動(dòng)測量功能、珩磨壓力的調(diào)節(jié)功能、工件的沖洗冷卻功能等。

2.2珩磨頭

與缸孔直接接觸的工具，裝有珩磨條（油石），具備直徑漲縮能力。珩磨頭與珩磨機(jī)之間為柔性連接，以保證油石與缸孔間為自由接觸。珩磨頭在投入使用之前，需要進(jìn)行預(yù)修整，以獲得合格的形狀精度及表面粗糙度。

3 .缸孔珩磨中的常見問題分析

3.1表面粗糙度超差

缸孔表面粗糙度大小可通過珩磨機(jī)的參數(shù)設(shè)置進(jìn)行調(diào)整， 如在珩磨參數(shù)不變的情況下發(fā)生粗糙度超差問題，一般由以下方面造成。

①缸孔前序加工后孔徑大或形狀精度不好

前序加工孔徑大或圓柱度超差，會(huì)導(dǎo)致缸孔珩磨不全，造成表面粗糙度超差。

②珩磨條（油石）質(zhì)量

如果珩磨條內(nèi)磨料粒度一致性差，會(huì)導(dǎo)致珩磨表面粗糙度不穩(wěn)定。珩磨條的結(jié)合劑有問題，會(huì)影響磨料脫粒，進(jìn)而影響珩磨表面質(zhì)量。

③珩磨頭預(yù)修整不合格

珩磨頭在安裝使用之前，需要使用外圓磨床進(jìn)行預(yù)修整，使珩磨頭自身的圓柱度、珩磨條表面的粗糙度達(dá)到合理數(shù)值。珩磨頭的自身圓柱度不合格，在珩磨時(shí)會(huì)產(chǎn)生局部珩磨不全現(xiàn)象，造成粗糙度不合格（同樣此問題也會(huì)造成缸孔圓柱度不合格）；珩磨條表面粗糙度太高，也會(huì)導(dǎo)致缸孔表面珩磨粗糙度不合格。

3.2缸孔圓柱度超差

①珩磨頭和缸孔同軸度偏差太大，會(huì)導(dǎo)致缸孔圓柱度超差。雖然珩磨頭與珩磨機(jī)之間為柔性連接，但如果珩磨頭與缸孔間的同軸度偏差太大，會(huì)導(dǎo)致珩磨頭在加工時(shí)呈傾斜狀態(tài)，導(dǎo)致缸孔加工圓柱度超差。

②珩磨壓力調(diào)整不合適。珩磨壓力調(diào)整太大，會(huì)造成缸孔孔壁變形加大，在珩磨壓力去除后，缸孔形變導(dǎo)致圓柱度超差。

③缸孔壁厚不均。如果缸體缸孔的壁厚不均，在加工時(shí)的變形不一致，加工后變形恢復(fù)，會(huì)造成圓柱度超差。

缸孔加工后形變的問題是普遍存在的，一般為了得到合適的發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的缸孔圓柱度，在珩磨缸孔時(shí)，需要在缸體上加裝一個(gè)工藝缸蓋，用來模擬實(shí)際的缸孔使用工況。

3.3溝槽深度不合格

影響溝槽深度的因素包括：

①珩磨條（油石）中磨料的形狀、粒度

尤其半精珩油石中磨料的形狀和粒度，對(duì)珩磨后溝槽深度影響較大。

②半精珩和精珩加工量調(diào)整

溝槽是由半精珩加工產(chǎn)生，由精珩把波峰去掉，如果精珩量大，會(huì)導(dǎo)致溝槽深度小；精珩量小，會(huì)導(dǎo)致溝槽深度大。需結(jié)合加工孔徑需求，適當(dāng)調(diào)整粗珩、半精珩、精珩的加工余量。

③珩磨壓力

珩磨條（油石）相對(duì)缸孔孔壁的壓力，對(duì)加工溝槽的深度有直接影響。

3.4缸孔劃傷（與珩磨網(wǎng)紋方向一致）

①珩磨條硬點(diǎn)

珩磨條中如果存在硬點(diǎn)，在珩磨時(shí)會(huì)造成缸孔孔壁劃傷，一般臨時(shí)處置措施是使用油石將硬點(diǎn)去除。根治措施還是從珩磨條本身質(zhì)量入手，選取質(zhì)量一致性好的珩磨條廠家。

②珩磨液中雜質(zhì)影響

珩磨過程中珩磨條中的磨粒會(huì)產(chǎn)生崩碎的現(xiàn)象，隨珩磨液流回液箱，經(jīng)濾紙過濾帶出。如果崩碎的磨粒不能及時(shí)排出，或又隨磨削液回到珩磨區(qū)域，會(huì)導(dǎo)致缸孔劃傷。一般處置措施是控制磨削液的濃度、濾紙的過濾精度。如果效果不好，可以考慮對(duì)液箱進(jìn)行改進(jìn)，在濾紙過濾前，進(jìn)行靜置處理。

4 .結(jié)束語

缸孔珩磨是當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)普遍應(yīng)用的缸孔加工技術(shù)，對(duì)提高缸孔精度，改善發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性發(fā)揮了重要作用。但在珩磨工藝使用過程中，同樣會(huì)遇到各種各樣的問題，對(duì)珩磨加工工藝的研究，也應(yīng)該結(jié)合實(shí)踐不斷進(jìn)行深入和細(xì)化；同時(shí)作為使用單位，也要對(duì)過程中的問題及經(jīng)驗(yàn)不斷完善總結(jié)，形成適合自己的管控規(guī)范。

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