高精度內孔加工粗糙度問題分析及改善

陳廣

摘要：針對內孔粗糙度要求較高、參數較多等問題，開展珩磨孔粗糙度研究，經過學習與現場對不同參數的試驗，通過加工參數和刀具粒度的研究，解決了珩磨粗糙度問題。

關鍵詞：內孔;珩磨加工;粗糙度

1? 內孔粗糙度要求

此項目在評審初期就識別出客戶對粗糙度的要求較高，我司難以滿足的現實情況。所以評審階段提出了偏離申請。將粗糙度值放寬。（表1、表2）

2? 粗糙度參數分析

Rz：輪廓峰頂線與谷底線之間的距離（表面波峰與波谷之間的垂直距離）;

Rk：粗糙度核心輪廓深度;

Rpk：高于粗糙度核心輪廓的突峰平均高度;

Rvk：低于粗糙度核心輪廓的低谷平均高度;

Mr1：是由粗糙度核心輪廓與突峰的相交線確定的水平線所對應的百分數;

Mr2：是由粗糙度核心輪廓與低谷的相交線確定的水平線所對應的百分數;

Rsm：輪廓單元的平均寬度，即一個取樣長度內輪廓單元寬度Xs的平均值。

2.1 等效線的計算

等效線用包含40%的被測輪廓點的支撐率曲線的核心區域來計算。核心區域是指支撐率曲線中大于40%的支撐率曲線部分割線梯度最小時的區域。如圖1所示，以Mr=0為起點，沿支撐率曲線以？茳Mr=40%梯度最小的這段割線構成了支撐率曲線的核心區域。如果有多個這樣相等的梯度最小區域，則選擇第一次碰到的區域進行計算。計算中心區域直線給出沿輪廓坐標方向的最小方差。

2.2 Rk、Mr1、Mr2參數計算

由2.1計算所得的等效線分別與橫坐標Mr=0%和Mr=100%相交（見圖1）。從這兩個交點平行橫坐標做兩條直線，這兩條直線將突峰與波谷分離，兩條直線之間的部分即為側超度核心輪廓。

這兩條直線之間的垂直距離為核心粗糙度深度Rk.這兩條直線與材料支撐率曲線的交點的水平坐標分別定義了Mr1和Mr2。

2.3 Rpk、Rvk的計算

支撐率曲線和核心粗糙度Rk的邊界圍城的上、下區域，如圖2陰影部分，分別對應粗糙度核心輪廓之外的峰輪廓區域和谷輪廓區域。參數Rpk和Rvk分別為 “峰區”和“谷區”等面積的直角三角形的高，見圖2。

3? 試驗過程

3.1 參數試驗

本次調試非首次調試，在首次調試中，經過參數試驗，試驗結果表明，珩磨中孔加工參數在轉速350r/min，進給250～300時，中孔加工效果最佳。珩磨桿粒度為240。加工測試結果如表3所示。

通過試驗不同參數，轉速為350r/min，進給300時，送檢四個零件，二個粗糙度合格，二個粗糙度穩定性不合格。當進給調整為250時，Mr1超差。將轉速調整為200r/min，進給調整為200時。出現數據大量超差，所以此加工參數不適合加工，且嚴重影響加工節拍。經過試驗，現有參數不能穩定保證尺寸要求，故還需試驗其他方法。

3.2 珩磨桿粒度試驗

經過試驗不同參數后，粗糙度不穩定，還需要繼續改進加工工具。通過與刀具工程師溝通，選定進口珩磨桿，粒度為600繼續試驗加工。由于通過參數試驗得出進給300，轉速350時，珩磨效果比較好。故直接采用此參數進行珩磨試驗。珩磨桿如圖3所示。

使用新珩磨桿調試后，使用報廢零件連續試驗4個零件，粗糙度檢測均滿足客戶圖紙要求。驗證后加工6件尺寸合格零件，其中包括3件PPAP樣件，數據如表4。

通過表4數據可以看出，以目前的珩磨工具，加工參數，可以做到Rz2以內，Rk1以內，Rpk0.5以內，Rvk0.5以內，Rsm150以內，Mr112%以內，Mr292%以內。全部穩定滿足客戶要求。

4? 試驗結果及后續改進方向

針對客戶內孔粗糙度較高的零件，需要使用粒度更高的珩磨桿進行加工，才能達到粗糙度要求。后續改進還需要提高加工節拍，通過參數設置達到更高的粗糙度要求。由于提高珩磨桿粒度，珩磨過程中，排屑問題需要在后續加工中注意。

參考文獻：

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