加工坦克發(fā)動機缸套的最后一道工序——珩磨工序的質(zhì)量和精度要求較高，其中要求內(nèi)孔尺寸精度IT6級，內(nèi)孔圓度0.015mm，平行度0.03mm(由上道工序保證)，表面粗糙度Ra0.05μm。采用傳統(tǒng)珩磨工藝加工時，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，難以達到精度要求。為解決這一問題，筆者研制了直徑f150mm的超聲珩磨系統(tǒng)樣機，采用該珩磨機樣機的缸套試件可滿足加工技術(shù)要求。

　　1、樣機結(jié)構(gòu)原理

　　本樣機是根據(jù)兵總616廠的生產(chǎn)要求立項預(yù)研的。樣機的超聲珩磨系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖。系統(tǒng)由超聲波發(fā)生器、頻率計、超聲珩磨裝置等組成。超聲珩磨裝置由聲振系統(tǒng)(換能器、變幅桿、工具聲振系統(tǒng))、珩磨頭部、漲芯部、動力傳遞部、碳刷、浮動連接部、機殼部等組成，其工作原理是由超聲波發(fā)生器將50Hz交流電轉(zhuǎn)換為超聲頻的電振蕩，由換能器將超聲頻的電振蕩轉(zhuǎn)換為超聲頻的機械振動。由于該機械振動振幅較小，僅為4μm左右，不能直接用于機械加工，因此需要通過變幅桿將振幅放大，并將振動傳給聲振子系統(tǒng)，由聲振子系統(tǒng)帶動其上的油石產(chǎn)生縱向振動，從而實現(xiàn)在普通珩磨基礎(chǔ)上附加超聲振動的超聲振動珩磨加工。

1.聲振系統(tǒng) 2.珩磨頭部 3.漲芯部 4.動力傳遞部 5.碳刷 6.機殼 7.浮動連接部
圖 超聲珩磨系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖

　　2、參數(shù)的優(yōu)選

　　通過珩磨試驗，對樣機的超聲珩磨系統(tǒng)所用油石條參數(shù)和工藝參數(shù)進行優(yōu)選。試驗用缸套材料為38CrMnA，滲氮淬火硬度>80HRA，缸套尺寸為φ150×277mm。

　　1) 粗珩

　　對7種油石條進行了粗珩試驗，油石條參數(shù)見表1。

表1 粗珩油石條參數(shù)

　　優(yōu)選油石條參數(shù)：參數(shù)序號2(國產(chǎn)油石條，JR、120#、Q、100%)的粗珩效果較好，優(yōu)于其它參數(shù)，但油石條需采用燒結(jié)方式，工藝較復(fù)雜;參數(shù)序號7(進口油石條，TL+JR、120#、組合配方)為超軟的大氣孔油石條，珩磨效果尚可。

　　優(yōu)選工藝參數(shù)：主運動速度v1=20m/min;往復(fù)運動速度v2=15m/min。

　　2) 精珩

　　分別選用6種油石條進行精珩試驗，油石條參數(shù)見表2。

表2 精珩油石條參數(shù)

　　優(yōu)選油石條參數(shù)：參數(shù)序號2(JR、W20、S、75%)加工性能最佳;參數(shù)序號5(CBN、W20、S、75%)也能達到Ra0.05μm以下的表面粗糙度值,但加工效率較低。

　　優(yōu)選工藝參數(shù)：主運動速度v1=50m/min;往復(fù)運動速度v2=23m/min。

　　油石連接方式采用高性能膠粘劑粘接，方法簡便快捷。

　　3、樣機性能試驗

　　將超聲珩磨系統(tǒng)樣機安裝于M4215立式珩磨機上，經(jīng)過約一年半時間的珩磨性能試驗，最長連續(xù)工作時間超過8小時。試驗證明，樣機運行穩(wěn)定，工作可靠，使用方便，完全可以滿足坦克發(fā)動機缸套珩磨的要求。可達到技術(shù)指標:尺寸公差穩(wěn)定控制在0.025mm以內(nèi)(IT6級即?150+0.025)，表面粗糙度穩(wěn)定控制在Ra0.05μm以下。

　　珩磨后工件的表面粗糙度實際檢測結(jié)果為：定位端(厚端)Ra=0.0213μm;距定位端100mm處Ra=0.021μm;薄壁端(薄端)Ra=0.0412μm。