珩磨機床的應用和發展

珩磨是一種常用的精加工工藝，可獲得高尺寸精度、高形狀精度和低粗糙度（可達Ra 0.05），并且內孔表面有交叉網紋。珩磨機床的種類有平面珩磨機床、外圓珩磨機床、內圓珩磨機床等。目前，世界上應用最多的是內圓珩磨機床，本文著重探討內圓珩磨機床的應用及最新發展趨勢，比較內圓珩磨與內圓磨的不同之處，并為讀者提供珩磨機床的選型方面的參考建議。

內圓珩磨可加工出高精度的內孔表面
內圓珩磨與內圓磨的比較

內圓珩磨的工作原理如下：珩磨油石相對于被加工工件內孔既作旋轉運動，又作往復直線運動，同時，珩磨油石在孔內作徑向的漲縮，從而加工出有網紋的內孔表面。

內圓珩磨可加工出高精度的內孔表面。

珩磨加工要求工件或者裝夾油石的主軸之一必須處于相對浮動狀態,而內圓磨加工時，工件必須剛性夾緊，砂輪在孔內作徑向漲縮，同時砂輪在孔內作單一方向運動。由此可以看出，珩磨與內圓磨最大的差別是相對浮動和往復運動。正是這種差別造成了珩磨與內圓磨在加工后能提高的精度參數不一樣：珩磨加工能提高內圓的幾何形狀精度，比如直線度、圓度、錐度及表面粗糙度，珩磨后內孔表面有交叉網紋；內圓磨不僅能提高內圓的幾何形狀精度，而且能提高內孔對外圓的同軸度，對端面的垂直度等位置精度，內圓磨后孔內沒有交叉網紋，只有螺旋線或累積同軸圓環。

從理論分析結果來看，內圓磨完全可以替代內孔珩磨；但是，從90年代以來，國內珩磨機床的應用卻越來越廣泛，大有替代內圓磨的趨勢。

兩種加工方法的應用范圍如下：

◆ 要求有珩磨網紋的零件必須運用珩磨機床加工，如汽車缸體缸套，摩托車缸體等。珩磨后的交叉網紋能儲油，形成一層油膜，在發動機工作時具有極其重要的作用。
◆ 一部分沒有位置精度要求，只要求內孔高精度的零件，如模具導套等。在同等條件下，珩磨機床加工所達到的內孔幾何形狀精度要比內圓磨高。
◆ 有位置精度要求的一部分零件如連桿，軸套等，采用珩磨工藝，由于工件或裝夾油石的主軸之一處于相對浮動狀態，則絕對不會出現破壞位置精度的情況。只要珩磨后能提高內孔的幾何形狀精度，就達到了加工的效果。
◆ 必須通過內圓磨來提高位置精度的零件則無法運用珩磨工藝加工。只有超高精度的內圓磨和優良的工夾具才能充分保證加工的精度。

內圓珩磨機床的類型

世界上珩磨機床的制造廠家很多，國外的專業生產廠家有：德國的GERHING（格林）公司，KADIA（卡地亞）公司，美國的SUNNEN(善能)公司等；日本的AOBA(青葉)公司，三菱(MITSUBISHI)公司等。國內也有近20余個廠家生產各種珩磨機床，山東德州機床廠生產臥式強力大孔珩磨機；寧夏大河機床廠生產立式珩磨機床；北京第三機床廠，大連機床廠等也能根據用戶的要求生產各種類型的立式珩磨機床。

6軸立式珩磨機床
珩磨機床的分類方法有很多種，如單軸，多軸的不同；如數控的，機械的差別；根據珩磨主軸的安裝方式可分為二種：

◆ 立式珩磨機床，其珩磨主軸是垂直于工作臺面。可以作成單頭，雙頭及多頭，珩磨工位可以作成2個、4個及多個；主軸的排列可以為圓形或直線式。立式珩磨機床可以增加在線測量和全閉環控制，保證加工零件的尺寸一致性；立式珩磨機床結構有利于冷卻液快速帶走珩磨后的切削微粒，完全避免了工件本身(或主軸)的重量因素在珩磨中的不良影響。立式珩磨機床受到廠房空間的限制及本身占地面積較小的原因，不大可能加工超長工件，如油缸。

◆ 臥式珩磨機床，其主軸是平行于工作臺面。一般設計為單頭，在生產線上也可設計成直線式排列。單頭臥式珩磨機床結構簡單，又可分小型臥式珩磨機床和大型臥式珩磨機床。
小型臥式珩磨機床的最大特點是機床制造成本較低，機床的可靠性很高。其加工特點是工件處于相對浮動狀態，工件的自重無法完全消除。所以，小型臥式珩磨機床一般不能加工超過15Kg的工件。

大型臥式珩磨機床是專門為加工各種油缸而設計的；其加工特點是珩磨主軸處于相對浮動狀態，珩磨主軸自重對精度仍然有一定的影響。

從立式和臥式珩磨機床的分類我們可以大致劃分珩磨機床的應用范圍：
◆ 汽車發動機、柴油機及摩托車壓縮機缸體類零件的內孔精度高，有網紋角度要求，其重量較大，最好選用立式珩磨機床加工。
◆ 連桿、撥叉、齒輪、軸套、轉向器等通孔徑零件(直徑φ≤30)，重量要求不超過3Kg，圓柱度要求不超過 0.0025mm，則選擇臥式珩磨機床，這樣既能降低投資成本和加工成本，又能達到精度要求。
◆ 最終的精度要求超過了圓柱度0.0025mm的小孔徑零件，可以運用臥式珩磨機床作為粗珩設備，選取立式珩磨機床作為最終精度保證設備。
◆ 對于任何孔徑的盲孔類零件加工，在投資允許的情況下，最好的選擇是立式珩磨機床。

珩磨機床的未來發展方向

小型臥式珩磨機床向復雜化、數控化方向發展。臥式珩磨機床目前很少做到閉環控制，無法嚴格保證大批量生產的超高加工精度。未來的小型臥式珩磨機床通過NC控制，主動測量，應當能提高加工零件的尺寸一致性。目前，大型臥式珩磨機床的發展很迅速，已經作到NC控制，遠程測量反饋，半閉環控制。立式珩磨機床將在目前完全閉環控制的基礎上發展超高速主軸系統，進給頻率更快，進給晚小的進給系統，能夠自我修整珩磨油石的珩磨系統或者珩磨中心，各種人為因素的影響。目前，珩磨機床能實現平面、外圓、內圓的珩磨加工；通過珩磨工具的改進，能夠實現橢圓內孔和曲面的珩磨。在珩磨外圓領域，將取得突破性發展，能夠在大多數外圓加工中取代外圓磨。

珩磨機床作為復雜的生產工具，最根本的是加工工藝與主機結構布局設計，而各種新工藝，新材料，新元件，新刀具，新控制系統等也將運用在珩磨機床上，未來的珩磨機床的加工精度會更高，加工效率更快，加工范圍更廣泛。