關于珩磨加工的應用方式,我們以發動機零件加工來做例子,介紹傳統油石珩磨與單沖程珩磨的應用區別:
(1)缸體內孔表面成型
缸孔是氣體壓縮燃燒和膨漲的空間,并對活塞起導向作用,缸體內孔表面是發動機磨損最嚴重的表面之一,它決定了發動機的大修期和壽命。
一般傳統觀念上,油石加壓珩磨工藝,加工后的表面具有交叉網紋,有利于潤滑油的貯存和油膜的保持,并具有較高的支承率,能承受較大的載荷,耐磨損,使用壽命長。
但實際上現在的發動機一流廠商幾乎都沒有在刻意追求這類所謂的“網紋油膜”,因為隨著工藝的更新,越來越多的發動機在缸體內壁上進行了超硬涂層(企業秘密),然后在此基礎上進行珩磨,使表面更平整。
又因為今年比起機加工的進步,潤滑機油取得了大幅度的發展,汽車廠商往往使用“冷珩磨”機制,在發動機加工時并不追求網紋油膜,轉而對內壁表面的平整要求較高,同時依靠先進機油特質中的“不斷膜”,來維持內壁與活塞及配件的密閉性和順暢。
所以現在買新車,一般要求頭1000~1500公里不要超過轉速表的一半即可。
這其實就是替代了部分珩磨的功效。
傳統油石珩磨比之單沖程珩磨在缸體的使用上唯一的優勢,在于其可以尺寸微調,方便汽車廠家進行尺寸更改。
也就是說,應用于經常需要進行設計變更的發動機上,傳統油石珩磨的優勢在于其成本低廉,無他。
(2)曲軸孔的珩磨加工
曲軸作為發動機最主要的運動部件,曲軸孔的加工質量對發動機的工作性能將有極大的影響,因此對發動機曲軸孔工藝的要求一般比較嚴格,包括直徑、位置度、圓度、各檔曲軸孔中心的直線度及表面粗糙度等。
珩磨時的切削液大多是采用過濾過的煤油或煤油加錠子油,也采用極壓乳化液。方便沖刷切屑,避免堵塞珩磨條,同時降低切削區的溫度和提高表面粗糙度。
但其實煤油,油性乳化液在實際珩磨加工的應用中并不是最好的介質。這點需要注意,不要應為節約而使用煤油,導致精度始終無法提高,還以為珩磨的極限在這里。
曲軸孔的加工另一個需要特別注意的是:盡量使被加工件的內孔位置保持在一個特定的角度,防止內孔的傾斜,從而引起工具進入后的晃動,從而引起的精度下降。
(3)連桿內孔(大、小端)的珩磨加工
連桿是連接活塞和曲軸的中間部件,主要作用是將活塞的直線往復運動轉變成曲軸的回轉運動。連桿的加工精度將直接影響發動機的性能,其中連桿大、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。
傳統珩磨加工后使得連桿大頭孔公差等級達到IT6,表面粗糙度Ra不大于0.4μm ;小頭孔公差等級為IT8,表面粗糙度Ra不大于3.2μm。
單沖程珩磨在相同零件上比油石珩磨具有決定性的工藝優勢,特別是表面粗糙度,孔形狀等方面,根據使用方法,調試精度的不同,一般能提高一倍有余。
(4)噴油嘴活塞珩磨加工
在噴油嘴及一些微細小孔的加工中,珩磨加工可以提高孔表面粗糙度差,使噴油嘴流量系數達到0.8以上;可以消除壓力室與噴孔處的毛刺,擴大其相貫線處的圓角,減少高壓油的壓力損失;降低噴孔表面的粗糙度,增加油的流速,獲得良好的霧化效果;可提高噴油嘴的流量系數,使動態噴霧角度和流量趨于一至,能降低油耗和排放指標。
油石珩磨在相關工件上,需要8~10道工序,每次切削余量僅為5μm,需要的時間相當長。并且由于機床價格的問題,很多廠家是沒有辦法一次性進行大量生產。
而單沖程珩磨在類似工件上僅需要2~3道工序,并且對機床的應用無過分要求,僅需要數控主軸旋轉和進給的功能即可實現,有無法比擬的投資成本優勢。
隨著國內廠家對“大而全”生產模式所帶來的危機有警醒的意識,從而進一步提高企業的“內功”,會察覺到單沖程珩磨在內孔加工中所無法匹敵的低成本優勢,應用前景十分廣闊。