坦克發(fā)動機(jī)缸套超聲珩磨系統(tǒng)

>加工坦克發(fā)動機(jī)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(dá)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(jī)，采用該樣機(jī)珩磨的缸套試件可滿足加工技術(shù)要求。1樣機(jī)結(jié)構(gòu)原理本樣機(jī)是根據(jù)兵總616廠的生產(chǎn)要求立項預(yù)研的。樣機(jī)的超聲珩磨系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1。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(jī)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(jī)械振動。由于該機(jī)械振動振幅較小，僅為4µm左右，不能直接用于機(jī)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(shí)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(jī)殼7.浮動連接部圖1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(yàn)，對樣機(jī)的超聲珩磨系統(tǒng)所用油石條參數(shù)和工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選。試驗(yàn)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(jìn)行了粗珩試驗(yàn)，油石條參數(shù)見表1。表1粗珩油石條參數(shù)參數(shù)序號磨料粒度結(jié)合劑濃度(%)1JR150#Q1002JR120#Q1003CBN150#Q1004CBN120#Q1005CBN120#組合配方6CBN120#組合配方7TL+JR120#組合配方優(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(jìn)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(yùn)動速度v1=20m/min；往復(fù)運(yùn)動速度v2=15m/min。2)精珩分別選用6種油石條進(jìn)行精珩試驗(yàn)，油石條參數(shù)見表2。表2精珩油石條參數(shù)參數(shù)序號磨料粒度結(jié)合劑濃度(%)1JRW28S752JRW20S753JRW10S754CBNW28S755CBNW20S756CBNW10S75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(dá)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(yùn)動速度v1=50m/min；往復(fù)運(yùn)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(jī)性能試驗(yàn)將超聲珩磨系統(tǒng)樣機(jī)安裝于M4215立式珩磨機(jī)上，經(jīng)過約一年半時間的珩磨性能試驗(yàn)，最長連續(xù)工作時間超過8小時。

　　試驗(yàn)證明，樣機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，工作可靠，使用方便，完全可以滿足坦克發(fā)動機(jī)缸套珩磨的要求。可達(dá)到技術(shù)指標(biāo):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(shí)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。