提高大臥車加工大孔表面質量的拋磨方法

貴陽險峰機床有限責任公司 (貴州惠水 550601)田錫龍 馬麗飛

1.精加工方法

大臥車是指C650 以上的設備，在加工孔徑φ350mm、深500mm 以上、表面粗糙度值達Ra=1.6μm 的大孔時，其加工手段大致為:

(1)精車 在車床上用精車刀加工，一般表面粗糙度值達Ra=3.2μm。

(2)滾壓 在車床上用滾壓器加工，一般表面粗糙度值達Ra=0.8μm，但對工件材料有針對性要求;工件材料的硬度及材質會影響表面質量，應用范圍相對狹窄。

(3)磨削 在大內孔磨上磨削加工，一般表面粗糙度值達Ra=0.4μm，但成本要求太高，一般企業較難承受。

(4)研磨 在裝配前，通過用研磨心軸對大孔進行研磨，一般表面粗糙度值達Ra=0.4μm，但孔大后，研磨困難，效率低，人工及工裝成本高等情況，一般不易采用。

本文僅僅是想將在普通大臥車加工大孔表面時，如何提高孔表面質量的一點經驗和拋磨方法介紹給相關讀者。

2.典型零件介紹

工件如圖1 所示。該零件是油壓機 (YT30—500)中的液壓缸，材料:ZG20Si2Mn。主要加工難點為:φ500H9×830mm 深、孔表面粗糙度值Ra=0.8μm、圓柱度0.02mm。原工藝是在大臥車上進行精加工，孔加工至φ5000-0.05mm，表面粗糙度值實際只達到Ra=6.3μm，最終精度是在沒有大規格內圓磨的情況下，采用研磨的工藝手段來達到設計精度要求。但實際效果并不理想，研磨該大孔需要3～4人、經過3 天(約30h)的工作，工藝研磨心軸用了4 根，最終的表面精度也只是馬馬虎虎。這種方法研磨困難，效率低，人工及工裝成本高，不適合批量生產。為了降低成本、減少人工、提高效率，經過工藝研究試驗，設計出一種簡單可行的拋磨加工法，解決了實際困難，并且表面質量能夠輕松滿足設計要求。

圖1

3.設計拋磨加工法及試驗

(1)原理 基本工作原理如圖2 所示。

圖2

工作原理:工件旋轉后，X 軸向由車床床鞍帶動作往復直線運動，Y 軸由車床中滑板帶動作徑向進給運動。當徑向運動帶動拋磨頭接觸到工件孔表面時，再施加一定的壓力，讓拋磨頭中兩組彈簧(見圖3)產生一定量的壓縮，使拋磨頭頂端的油石條實現預緊力，這樣，油石條在拋磨工作中產生的損耗就能及時得到補償，實現柔性拋磨。但在拋磨時，必須使用切削液，給拋磨工作中的油石條及時冷卻實現長時間的磨削。

圖3

(2)拋磨頭設計 圖3 為結構圖，圖4 為立體效果圖。在圖3 中油石條支架2 夾持油石條，拋磨頭支架3 固定于車床鏜桿上，彈簧4 實現油石預緊作用，導向調節桿5 起彈簧導向作用。油石條是標準件，代號9010，規格150mm×25mm×20mm，對工件孔表面進行切削。

圖4

(3)加工試驗 通過設計拋磨頭，在臥車C61125A 上，對上述典型零件進行試驗。工藝規定，工件大孔要進行精車，并放余量車至之后，再進行拋磨試驗。但當時在試驗過程中，零件大孔精車后，實際大孔檢驗精度為:孔徑實測為表面粗糙度值Ra=6.3μm、圓度0.03mm、圓柱度0.04mm，產生有0.04mm 的喇叭口。在直徑和多項精度都達不到的情況下，還是決定進行拋磨試驗。此時，工件保持在精車后的狀態，只要將車床刀架鏜桿上的精車刀取下，裝上拋磨頭(見圖2)，工件轉速調到50～80r/min，軸向移動300～400mm/min，徑向調整如工作原理所述，即可進行拋磨。通過上述試驗，對工件進行了3.5h 的拋磨，經過檢驗，精度值為:孔徑表面粗糙度值Ra=0.4μm、圓度0.01mm、圓柱度0.02mm，滿足設計要求。

4.應用與擴展

該拋磨在臥車上進行試驗后，一致認為效果不錯，并應用至今，為廠部在技改項目確定購買大內孔磨上節約了上百萬的資金。該拋磨頭在大臥車上不僅對大孔進行拋磨，還對端面、外圓及錐孔倒大角等，表面粗糙度值有Ra=1.6μm 要求的，都分別進行過拋磨，但缺點是:拋磨的面不如磨削面光亮，有一定色差，相對精加工的基礎面要比磨削的要求高一些，效率不如磨削。但操作方便，簡易，不需要很高的技術要求。這種簡易拋磨頭在立車上應用也有很大的用途，與臥車上應用相同。在加工中，可將該拋磨頭支座稍加改造，便可在鏜床上和龍門刨床上得到應用。