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关于搪磨的五个常见问题

 技术信息 |  2020/11/17 |  1890

原文:mmsonline.com/blog/post
作者:DEREK KORN (现代机械车间执行编辑)

中文翻译:SEYA编辑部


前言

搪磨通常会使用于,使圆孔达到精确尺寸及指定的表面光泽度的加工作业。透过这家搪磨设备製造龙头,在此回答有关搪磨加工过程的五个常见问题。


孔加工作业

孔加工作业作为最常见的加工作业之一,製造商提供了很多种加工选择。根据孔径和表面光洁度公差,可以选择鑽孔、铣削、电火花加工(EDM)或综合以上CNC加工,以达到高质量的效果。

例如,由0.5英寸鑽头鑽出来的孔,孔径范围可能为±0.002英寸、或大于0.006英寸。但连续扩孔作业则可以产生更光滑的表面光洁度,并且孔径在±0.0002英寸以内。对孔进行扩孔或镗孔可达到类似的结果,而EDM则更为精确,可产生±0.0005英寸的孔径。


根据Sunnen的说法,通常需要珩磨以实现±0.0002英寸或更小的孔径公差,

并具有高质量的表面光洁度。(所有照片:Sunnen)


然而,对于表面粗糙度和精度要求高的话,则可以选择搪磨。根据搪磨设备製造商Sunnen提供给本文的信息表示,电火花加工(EDM)的孔通常还需要再进一步处理,才能使表面更光滑。其过程也相对较慢。而透过镗孔或扩孔加工后的效果,虽然能产生高质量的结果,但并非始终如一。

搪磨则可以全部实现上述的要求:稳定的实现±0.0002英寸或更小的孔径公差,并同时具有高质量的表面光洁度。

搪磨是一种精加工工序,使用装有磨料的旋转工具(心轴),在孔中以进出的方式作动。在此过程中,磨料会扩张,一点一点的去除工件,使孔达到适当的尺寸和面粗度。最终的表面会呈现,峰谷纵横交错的交叉型态。而油能附着在表面的沟谷裡,在连接作业时保持润滑,例如發动机气缸内的活塞作动。


儘管搪磨作业已经發明了很多年,也渐渐發展起来,但使用者仍然有一些疑问需要解惑。以下是最常见的五个关于搪磨的疑问:


1.搪磨通常会应用在哪方面的作业?

像是發动机气缸和气缸套,为了能确实密封活塞环,就会需要搪磨。柴油發动机的燃油系统零件也经常需要搪磨,因为搪磨可以更严格地控制孔及配件之间的间隙。

由此产生的燃油系统高压意味着更多的燃油被雾化,燃油被充分利用,从而提高了燃油效率和發动机性能,并降低了碳排放量。

應根據加工需求選擇搪磨工具

搪磨也经常使用于液压的插装阀 (例如重型设备、农业机械以及航空航天飞行和起落架控制系统)因为液压阀体和滑阀之间的间隙要很紧密,以减小所需的密封面积。搪磨还可以为油封创造适当的表面光洁度,并透过减少间隙来防止油洩漏。

搪磨也能改善了膛线操作之前的枪孔直径大小和枪管的表面光洁度。如此一来,可确保步枪射击一致,以获得更好的射击效果。该过程对于齿轮、小型發动机、制动鼓、压缩机、油气流量计管路以及许多其他应用也很有用。


2.搪磨可以解决哪些不利的鑽孔条件?

可以解决很多鑽孔问题。包括孔径、喇叭口、波纹度、锥度、彩虹变色、桶形、铰刀颤动、镗孔和不圆孔。形状经过搪磨改善后,能让配件连接时更安静、更有效地作动。

搪磨也可以校正前段加工所引起的误差,因为它不需要夹具或校准,并且孔的长度没有限制。

其他加工过程(例如打磨和镗孔)可能会使金属的表面下裂至0.002英寸的深度。此外,刀具磨损也会导致加工时孔面的加工硬化。

搪磨则是一个较温和的加工方式,过程产生的热量很少,可避免使孔变形。


3.搪磨可以达到哪种程度的表面光洁度?

搪磨可以精确控制表面光洁度、质地和外观。可以透过改变搪磨工具的主轴速度和前进速度,来调整交叉纹路的角度。

有些会要求孔中的交叉纹路角度要大,而另一些则会要求角度要小。交叉纹路的深度及粗糙度,则是取决于搪磨砥石中磨料粒度的大小。

粒度越大,表面越粗糙。使用粒度极细的磨料,便可以实现几乎看不见表面纹路的镜面抛光。

搪磨适用于大规模量产的自动化机器

如前所述,搪磨所产生的交叉纹路对于像發动机汽缸孔之类的应用是有利的,交叉纹可以保留一些机油在表面上,能适当的帮助活塞环的润滑及密封性。若机油不能很好地沾附在光滑的气缸孔表面上,可能会导致部件过早磨损或故障。

如果需要,可以使用专用工具进行第二次搪磨,循着第一次纹路来进行高峰抛光,让纹路的高峰更加平均,而谷深则不变。大多数發动机汽缸都会经过高峰抛光,这能增加缸孔表面的支撑面积。

这意味着,将不再需要活塞的「磨合」过程,而且之前所磨掉的细微高峰不会在启动时进入机油中。


4.要如何建立有效、一致的搪磨过程?

就像CNC加工一样,要开發或优化搪磨作业时必须先解决各种问题:

工件的材料、尺寸和形状如何?
要多少产量?
工件的去除量是多少?
成品的孔公差是多少?
所要求的表面光洁度又是多少程度?

这些问题的答案,将会影响如何选择合适的机器、固定装置、工具、磨石、搪磨油或冷却剂;以及搪磨过程中的加工参数,如主轴的转速或进给速度。搪磨石的选择,则要根据工件材质、要求公差和预计的去除量来选择。磨石的规格与铣刀、车刀的规格一样,依据磨料、粒度和结合剂而有非常多种规格可选择。


5.润化剂对搪磨的影响?

搪磨油和水基冷却剂可提供加工过程所需要的润滑。并能带走切屑,将新的磨料带到磨石表面,来保持最佳的切削效果。

富含表面活性剂的高品质搪磨油,则可提供必要的润滑性,来提高搪磨的施力,以至于能使用更硬的磨料,或使用更快的切削速度进行磨削。而润滑剂与硫磺极压添加剂一起使用的话,可防止工件融黏和撕裂。也能同时清洁磨石,从而得到一致的表面光洁度。特殊配製的搪磨油也可用于一些严苛的加工条件中,例如容易产生刮伤的加工条件。

搪磨油有各种不同的配方,且具有各种粘度。对环境友善的环保油,则是以100%植物为基础。

搪磨油有各种不同的配方,且具有各种粘度



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