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缸孔珩磨直径差超差问题的解决张明兴【摘要】通过对某发动机缸体缸套结构的分析，确定缸孔珩磨直径差超差主要是因为珩磨力大导致加工变形所致。
为降低加工变形开展加工参数、珩磨条、珩磨头和切削液等试验的改进工作，查找出主要原因是，珩磨油极压性差导致珩磨条熔焊黏附铸铁屑过多，降低了金刚石磨粒的切削性。
通过改珩磨油为珩磨液最终解决了加工变形和加工效率的问题。
【期刊名称】《汽车制造业》【年(卷),期】2017(000)019【总页数】4页(P46-49)【关键词】珩磨条超差直径缸孔加工变形发动机缸体金刚石磨粒加工参数【作者】张明兴【作者单位】神龙汽车有限公司【正文语种】中文【中图分类】TG506通过对某发动机缸体缸套结构的分析，确定缸孔珩磨直径差超差主要是因为珩磨力大导致加工变形所致。
为降低加工变形开展加工参数、珩磨条、珩磨头和切削液等试验的改进工作，查找出主要原因是，珩磨油极压性差导致珩磨条熔焊黏附铸铁屑过多，降低了金刚石磨粒的切削性。
通过改珩磨油为珩磨液最终解决了加工变形和加工效率的问题。
作为发动机的核心部位，缸体缸孔的质量严重影响着发动机的性能。
缸孔圆柱度是发动机的关键质量指标之一。
在我公司，EC系列发动机采用直径差和圆柱度的方式来控制缸孔的形状误差，要求缸孔直径差φV-φY和φX-φZ在上、下截面小于12 μm，在中间截面小于21 μm，圆柱度为15 μm。
为控制缸孔直径、直径差及圆柱度，我公司采用全闭环控制数控珩磨机加工，带珩后自动测量工位，对珩磨的缸孔进行100%的直径测量以保证加工质量。
EC系列发动机为4缸直列发动机，缸体为铸铁材料，如图1所示。
在缸孔珩磨加工过程中极易出现部分零件局部直径差超差的情况，超差主要集中在2、3号缸孔的中间截面，其他的截面没有出现直径差不合格情况。
此外，有些零件在珩磨工序测量是合格的，但到下线前最终检测缸孔直径进行装配分级时，发现部分缸体局部直径差超差，这种随机出现的直径差超差问题一直困扰着生产。
常见的珩磨缺陷和解决措施常见的珩磨缺陷和解决措施一、圆度误差超差圆度误差超差的主要原因是：（1）珩磨主轴（或导向套）与工件孔的对中误差过大，应调整主轴、导向套和工件孔的同轴度。
（2）夹具夹紧力过大或夹紧位置不当。
（3）孔壁不均匀，珩磨温度高或珩磨压力过大。
（4）工件内孔硬度和材质不均匀。
（5）冷却液供应不均匀，不充分，造成内孔表面冷热不均匀。
（6）珩磨前工序孔的圆度误差超过珩磨余量的1/4。
（7）珩磨头浮动链接过松，转速过高，转动惯量大。
（8）往复速度过高，油石与孔相互修整不够。
二、孔的直线度误差超差。
主要原因有：（1）珩磨油石或珩磨头太大，导向块设计不合理。
（2）珩磨前工序孔的直线度误差超差。
（3）珩磨浮动接头不灵活，影响珩磨头的导向性。
（4）工件的夹紧变形较大。
（5）夹具与主轴或导向套的对中性不好。
三、孔的尺寸超差1、珩磨时热量高看，冷却后尺寸变小其原因是：（1）珩磨余量过大，珩磨时间过长。
（2）珩磨头转速高，往复速度低。
（3）油石堵塞，自锐性差。
（4）珩磨微量进给太快，珩磨压力过大。
（5）油石磨料、粒度、组织选择不当。
（6）工件材料的可加工性差。
（7）冷却液不足或冷却性能差。
2、工艺系统不稳定，造成尺寸时大时小。
其原因有：(1)珩磨前工序孔的表面质量差，珩磨余量变化大。
(2)油石硬度不均匀，切削性能不稳定。
(3)珩磨前工序孔的表面有冷作硬化层，表面粗糙度的变化范围较大。
四、珩磨表面粗糙度达不到工艺要求其原因有：（1）油石粒度选择不合适。
（2）珩磨圆周速度太低，往复速度过高。
（3）精珩余量过小，珩磨时间短，或压力过大。
（4）珩磨切削液杂质多，粘度低，润滑性差，流量小。
（5）精珩前工序孔的表面质量太差。
（6）珩磨油石太硬，易堵塞油石表面。
（7）珩磨油石太软，精珩时沙粒易脱落，不起抛光作用。
（8）工件材质太软，应选较硬的或粒度较细的或注蜡的油石。
五、珩磨表面刮伤其原因是：（1）珩磨油石表面太硬，组织不均匀，油石表面堵塞后易积聚铁屑，而刮伤表面。
珩磨加工是磨削加工的一种特殊形式，可以去除较大的加工余量，同时保证高精度的几何尺寸、形状误差和表面粗糙度。
我厂使用格林（Gehring）珩孔机床加工双离合自动变速器从动齿轮内孔，在使用归圆修整后的新刀具过程中，珩磨砂条边缘有破碎开裂的情况，如图1所示，并在后续使用过程中破碎区域不断增加，甚至出现珩磨砂条从焊接基体脱落的情况，严重影响产品的稳定加工，单件制造成本增加。
为了解决这一问题，此文将分析珩磨过程中砂条曲面的应力分布。
图1 砂条破碎边缘局部放大珩孔砂条破碎开裂集中在边缘部位，呈大块的脆性崩裂，初步分析是边缘部位应力集中导致裂纹产生，裂纹扩展使砂条边缘开裂破碎；同时由于珩孔过程是砂条径向运动、圆周运动和轴向运动的叠加，其切入位置比切出位置磨损严重，表明切削刃受力较大，切入位置砂条边缘也易开裂破碎，其破碎程度也较严重。
1. 珩孔砂条珩磨过程珩孔砂条归圆的过程如图2所示，珩磨头胀刀机构运动到最大行程，胀紧珩孔砂条。
砂轮磨削珩磨砂条外圆曲面，保证各砂条曲面同心同圆。
由于珩磨头胀紧到最大行程，此时其砂条曲面半径大于珩孔加工时的零件孔半径，在连续生产珩磨过程中，砂条珩磨接触曲面半径逐渐减小，最终珩孔砂条曲面与零件孔壁完全贴合。
砂条曲面变化时其应力分布模型如图3所示：图2 珩孔砂条修整归圆示意图3 贴靠时砂条不同曲面半径Rb和同一零件孔壁半径Rb接触曲面应力分布在珩孔砂条和零件孔壁贴靠接触过程中，图3a显示砂条曲面半径小于孔壁半径，应力由砂条曲面高点向两侧递减，其砂条两侧边缘应力最小；图3b显示砂条曲面半径大于孔壁半径，应力由砂条曲面高点向两侧递增，其砂条两侧边缘应力最大；图3c显示砂条曲面半径等于孔壁半径，其砂条曲面应力分布最均匀，无明显高点。
以上情况说明珩孔砂条归圆应避免砂条曲面半径过大，造成边缘局部接触产生应力集中，推荐砂条曲面半径Rb≤零件孔壁半径Ra。
在珩孔砂条和零件孔壁珩磨接触过程中，图4a显示如砂条曲面半径小于孔壁半径，应力由砂条曲面高点向两侧递减，且圆周切入边缘应力大于切出边缘应力；图4b显示如砂条曲面半径大于孔壁半径，应力由砂条曲面高点向两侧递增，且圆周切入边缘应力大于切出边缘应力；图4c显示如砂条曲面半径等于孔壁半径，其砂条曲面应力分布最均匀，无明显高点，且圆周切入边缘应力大于切出边缘应力。
珩磨加工原理及珩磨油石的选择珩磨加工是一种高精度加工方法，其原理是利用珩磨油石的高硬度和高粘度，加上珩磨头的滚动摩擦，对工件表面进行微小振动，使其表面得以更加平滑。
本文将介绍珩磨加工原理及珩磨油石的选择，帮助读者更好地了解珩磨加工。
第一步：珩磨加工原理珩磨加工是通过珩磨油石作为磨料，在珩磨头的运动下，对工件表面进行微小振动，以消除表面缺陷和提高表面质量的一种加工方法。
珩磨头按照特定的路径移动，同时用较小的力和磨削液对工件表面进行珩磨，消除表面毛刺，形成高质量的表面。
珩磨加工相对传统的磨削加工，具有多项优势，如高精度、高效率、低工艺要求等。
第二步：珩磨油石的选择珩磨油石是珩磨加工中的重要材料之一，其特点是硬度高、耐磨损、高粘度。
根据珩磨油石的不同类型和特点，可以有效地实现不同的加工任务。
1. 自磨型珩磨油石：自磨型珩磨油石是一种自锻磨料，具有较好的自锻磨性能和切削性能。
此种油石的使用寿命相对较长，可节省加工成本。
在对硬度较高的材料进行加工时，自磨型珩磨油石表现出很好的效果。
2. 端粒型珩磨油石：端粒型的珩磨油石通常用于加工高精度的部件，其磨粒分布比较均匀，能够提供稳定的加工表现。
此种油石的平均直径通常较小，颗粒尺寸分布狭窄。
3. 钢化型珩磨油石：钢化型珩磨油石具有高硬度、高韧性的特点，用于加工高硬度、高强度材料的效果很好。
如果加工硬度较低的材料，则可以选择其他类型的珩磨油石。
4. 粘度调节型珩磨油石：粘度调节型珩磨油石是一种能够在加工过程中调节粘度的油石。
可以通过调配珩磨液中的粘度调节剂来控制其粘度。
此种油石在加工过程中极具稳定性，可有效维护加工质量的稳定性。
总之，珩磨加工是一种高效精密的表面加工方法，需要通过正确选择珩磨油石，将加工效果最大化。
本文介绍的珩磨油石主要分为自磨型、端粒型、钢化型和粘度调节型四种。
读者可以根据不同的加工任务和加工材料的不同选择合适的珩磨油石。
影响珩磨质量的因素1）缸套的刚性、壁厚均匀程度和材料的均一性缸套的刚性与壁厚不均匀会导致珩磨后的尺寸精度和形状精度变差，对网纹的一致性也有影响，特别是已装入气缸孔的半成品缸套（取决于气缸孔底孔），这些影响很难在加工过程中彻底纠正。
材料的不均一给珩磨带来的影响是不可预测和估计的。
2）前一道工序的加工质量首先要留有合适的加工余量。
珩磨的加工余量一般在0.02～0.08mm，最理想的余量为0.03～0.05mm。
余量过大会导致节拍加长，珩磨条钝化严重，珩磨头导向条磨损加速。
余量过小会导致无法修正和提高孔的尺寸、形状精度及表面粗糙度。
第二是珩磨前的圆柱度不能太差，否则无法纠正过来，一般圆柱度在0.02以内会得到较好的纠正。
第三是珩磨前的表面粗糙度2.5mm左右，粗糙度过大会导致珩前刀纹去除不掉，粗糙度过小会导致一般在Ra珩磨困难，节拍成倍增加。
3）珩磨条珩磨条相当于切削刀具，用来去除余量并达到一定的精度要求，珩磨条对珩磨质量和效率起着最关键的作用。
对于平台网纹珩磨来说，粗珩磨条负责去除较大的余量并改善原有的形状精度和粗糙度，精珩磨条则去除较小的余量，形成沟谷和平台，并达到最终的尺寸精度和形状精度。
珩磨条的粒度和硬度是两个重要参数，粒度越大珩磨效率越高，硬度越高，珩磨条的寿命越长，所以珩磨效率与珩磨条的寿命有时是一对矛盾。
珩磨条的材料有多种，金刚石和碳化硅（油石）是最常用的两种，现在粗珩磨条一般都用金刚石材料，精珩磨条有用油石的也有用金刚石的，但是目前业内精珩还是用油石的比较多。
4）粗、精珩磨余量、压力及时间一般是粗珩的余量大，压力也大，基础、精珩的余量小，压力也小，若是二次珩磨工艺，精珩的余量一般为10～15μm，若是三次珩磨，前两次珩磨的余量一般应在20～30μm。
珩磨压力越大，珩磨效率越高，反之亦然，但对于珩磨质量来说，珩磨压力过高往往是没有好处的。
5）主轴行程和珩磨条越出孔两端的大小行程大容易产生腰鼓形孔，中间小两头大，行程小容易形成鼓形孔，中间大两头小，哪一端越出量大，哪一端的孔径相应的就会大，所以必须适当控制行程和珩磨条越出两端的大小，并根据实际加工情况适时加以调整才能保证质量。
书山有路勤为径；学海无涯苦作舟
气缸孔平台珩磨的质量改善
珩磨是磨削加工的一种特殊形式，又是精加工中的一种高效加工方法。
这种工艺不仅能高效去除较大的加工余量，而且是一种提高零件尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度（一般可达Ra0.2～1.0mm，甚至可以低于
Ra0.025mm）的有效加工方法，尤其适合于薄壁孔和刚性不足的工件或较硬材料工件的加工，在汽车零部件的制造中应用很广泛，尤其是发动机缸体的制造。
气缸孔平台网纹珩磨
平台珩磨、滑动珩磨是较普通珩磨更为先进的珩磨工艺，具有气缸孔表
面微观形貌呈光滑的平顶(而不是尖峰)，与相对较深的波谷（与普通珩磨
相比波谷较深）规律性地间隔分布、发动机的磨合周期短、润滑条件好和生产效率高等优点，是目前发动机气缸孔珩磨工艺的主流。
平台珩磨和滑动珩磨工艺对于提高汽车发动机的气缸体质量、提高发动机的使用寿命，提高发动机的经济性和动力性有重要意义，特别是对克服发动机早期磨损和降低发动机油耗等方面起到了至关重要的作用。
本文结合我公司实际应用重点探讨平台网纹珩磨。
1. 平台网纹的评定参数及定义
平台网纹总体的要求是表面微观结构上有一定数量和一定深度的深沟，
深沟之外的部分是平台，平台网纹就像稻田一样（见图1）。
专注下一代成长，为了孩子。
珩磨的加工原理、珩磨加工的特点以及珩磨主要参数的选择（一）珩磨的加工原理珩磨加工的工具主要采用珩磨头。
珩磨加工时有三种运动，即油石的径向进给、珩磨头的旋转和上、下往复运动。
珩磨头的旋转和上下运动是主运动，完成微量磨削和抛光加工；珩磨头的旋转和上下往复运动，使油石的磨粒走过的轨迹交叉成网状，因而容易获得较小的表面粗糙度；珩磨加工是以工件孔导向；珩磨头与珩磨机应浮动连接。
（二）珩磨加工的特点（1）加工精度高精度可达IT6、圆度、圆柱度可达0.003～0.005ｍｍ，但不能纠正上道工序的位置公差。
（2）表面质量好表面粗糙度可达Ra0.2～0.04，甚至0.02；且不烧伤表面。
（3）效率高。
（4）应用范围广可加工Ф5～Ф500mm的工件，长径比L/D可达10，可加工铸铁、钢（淬硬、未淬硬）。
但不适合加工断续表面及韧性高的金属材料。
（三）珩磨主要参数的选择1．油石的选择（1）材料的选择钢件选刚玉，铸铁选碳化硅。
（2）粒度的选择根据表面粗糙度要求不同选取。
表面粗糙度要求为Ra0.4～0.2时，选粒度为120#～W40；表面粗糙度要求为Ra0.2～0.04时，选粒度为W40～W20；表面粗糙度要求为Ra0.02～0.01，选粒度为W20～Ｗ14。
（3）硬度的选择一般选R3～ZY1。
2．切削用量的选择粗珩：θ=40°～60°，精珩θ=20°～40°；圆周速度：未淬硬36～49m/min，淬硬23～36m/min，铸铁61～70 m/min；油石压力：粗加工铸铁0.5～1N/mm2，粗加工钢0.8～2N/mm2，精加工铸铁0.2～0.5N/mm2，精加工钢0.4～0.8N/mm2，超精加工0.05～0.1N/mm2。
3．加工余量的选择一般0.1mm以下。
４.切削液的选择一般选60%～90%的煤油加40%～10%的硫化油或动物油。
加工青铜时，用水或干珩。
参考资料：/supply/index.html。
SUNNEN ML-2000珩磨机，没定，操作，及常见珩磨质量问题对策1芯轴的改制，1对于盲孔Φ0.251+/-.001的加工，油石底部和工具端必须平齐以便能有效地加工盲孔底部，在不影响精度效果的前提下必须去除芯轴上的导向块。
改制前，芯轴前端有导向块改制后，芯轴前端无导向块2改制后的芯轴锲子钩将油石往外涨到最大行程时其前部不应超出芯轴的前端面。
锲子钩超出芯轴前端3 导靴的改制则可以用磨削，车削或挫刀去除不需要的部分。
4确保芯轴上的导靴和油石改制后的长度约为孔长的2/4到3/4之间，就盲孔Φ0.251+/-.001而言油石和导靴的长度定为12到13CM。
2珩磨工具组装，修整和调整3修整芯轴和油石的方法当珩孔出现锥度和表面粗糙度不良时4消除芯轴跳动当珩孔出现锥度和表面粗糙度不良时，当珩磨时明显看到珩磨件跳动时5冲程位置调整当珩孔出现锥度时6珩磨加工中油石超程冲程的长度计算1油石长度计算通孔：油石长度=2/3—3/2孔长对15X474而言我们选择17.5mm的K5NM 系列油石盲孔：油石长度=2/3—3/4 孔长对15X474珩磨而言，我们选择K8NM系列油石改制成13MM2超程计算通孔：超程长=１/2至1/4油石或通孔较短者的长度对15X474而言我们选择6MM盲孔：超程长=在无腰鼓形的情况下尽量短。
3冲程计算通孔：冲程=２倍超程＋油石长-孔长对15X474而言我们选择12.81MM盲孔：冲程= 油石长+孔长-油石长对15X474而言我们选择7MM机床参数变化对珩磨的影响最佳主轴转速=17500/零件直径对于15X474的盲孔而言选择1800--2000转每分A) 增加主轴速度1 油石切削能力“变硬“2表面粗糙度增加3如果增加太多会引起油石无法切削（珩磨余量指针不走），油石表面形成沟槽无法保证孔的几何形状精度。
4 网纹角度小B)减小主轴速度1 油石切削能力“变软“2 提高珩磨的表面质量（表面粗糙度降低）3增加油石的自锐性，（不会出现油石打滑珩磨余量指针不走现象注意如果程频率过小有可能出现因珩磨过快无法保证孔的表面精度的和孔的几何形状）4 珩磨噪音减小5网纹角变大6 可以很大的提高工件的几何精度（对纠正孔形非常有利）C)增加冲程频率1 油石切削能力”变软”2提高珩磨的表面质量（表面粗糙度降低）3增加油石的自锐性，（不会出现油石打滑珩磨余量指针不走现象注意如果程频率过大有可能出现因珩磨过快无法保证孔的表面精度的情况）4珩磨噪音减小5网纹角变小6如果增加太多会引起油石无法切削（珩磨余量指针不走），D)减小冲程频率1 油石切削能力“变硬“2表面粗糙度增加3增加油石的自锐情况，（不会出现油石打滑珩磨余量指针不走现象，注意如果程频率过小有可能出现因珩磨过快无法保证孔的表面精度的情况）4 珩磨噪音变大5网纹角度大E)增加油石进给压力1 油石切削能力“变软“2增加油石自锐性，当珩磨余量指针不走时，可以增加油石压力3去除余量变快但是表面精度会变差，4增加工具和机床的磨损5 珩磨工件发热，珩磨噪声变大，6 如果压力太大，油石损耗很快。
瑜磨加工问题作者：王成伟文章来源：长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心缸孔珩磨几何形状加工不良和缸盖装配后的气缸孔变形是影响活塞漏气量大和发动机烧机油的重要因素. 本文通过常规缺陷预防，增加在线形状修正珩磨和增加模拟压板珩磨工艺等控制方式，使其缸孔几何形状品质有了很好的提升和改善.缸孔珩磨几何形状加工不良和缸盖装配后的气缸孔变形是影响活塞漏气量大和发动机烧机油的重要因素。
本文通过常规缺陷预防、增加在线形状修正珩磨和增加模拟压板珩磨工艺等控制方式，使其缸孔几何形状品质有了很好的提升和改善。
气缸体是联接发动机的曲柄连杆机构、配气机构以及供油、润滑和冷却等机构的核心基础部件。
而缸孔是气缸体的关键部位，尤其缸孔珩磨后的加工质量水平直接影响到发动机整机的经济性和动力性，也是决定排放性能能否达标的关键之一。
气缸孔珩磨几何形状加工不良和缸盖装配后的气缸孔变形是影响活塞漏气量大、发动机烧机油的重要因素，也是进一步提高发动机产品品质的难点。
缸孔珩磨几何形状过程控制珩磨作为气缸孔加工中的最后一道关键工 序，是提高缸孔尺寸精度、几何形状精度和表面 粗糙度的一种必要的磨削工艺。
珩磨是利用工件 不动，通过涨开机构将珩磨头上的油石径向涨 开，压向孔壁，采用液压或伺服驱动装置使珩磨 头旋转和往复运动来修正缸孔，来提高精度。
气动露蜃岳藏在日常生产过程中，缸孔的几何形状精度超 差是缸孔生产中的常见缺陷之一，是影响生产线 产品质量控制、生产效率的重要原因之一。
通常 的解决方式为：现场工程师根据工件的测量报 告，分析几何形状的异常现象，继而对珩磨设备 进行相应的检查和人工调整，尤其是加工参数的 调整，完全依靠人工调试积累的经验或反复的测量、调整尝试，直到满足产品图样要求IB /虹孔口何就如晰式为止。
同时我们也知道，缸孔的形状测量一般采用精密测量间的圆柱度仪进行检测，检测的时间比较长，一般为2〜3h （包括清洗、恒温和测量时间），严重影响生产效率。
珩磨机进给机构原理分析及改进方案探讨-1第一篇：珩磨机进给机构原理分析及改进方案探讨-1论文题目：珩磨机主要结构机构原理及数控改进方案探讨作者：郭均政内容简介：本论文主要介绍了珩磨机主要结构如砂条进给、冲程控制等机构的液压、机械原理，为了提高珩磨工件的表面质量质量，经过对其工作原理进行了认真的分析，并根据实际的加工跟踪情况，提出了改进方案，经过论证后现已实施，效果良好，缸孔质量得到了很大的提高，完全满足了被加工工件的工艺要求。
珩磨机进给机构原理及数控改进方案探讨一、发动机缸体珩磨工艺要求目前在汽车发动机行业的制造工艺中，发动机缸孔的精加工大都采用珩磨加工，这是因为缸孔的表面有严格并特殊的要求，发动机缸孔除了尺寸、几何精度比如圆度，柱度等一般要求外，还对表面质量有特殊的要求，为了能使发动机工作时能得到很好的润滑，表面要能够储存少量的润滑油以便建立良好的油膜，因而发动机表面要求有按一定方向有规律排列的网纹，同时还要有足够的支撑面积。
依维柯发动机缸孔的表面质量要求：表面粗糙度Ra0.3-0.6；网纹角度45°-50°；网纹宽度L=0.03-0.05mm；网纹节距P=1.5mm，表面支撑面积TP 值80%-95%。
详细的要求见图1：珩磨工序工艺附图。
从工艺图上我们知道，主轴孔的圆柱度要求为0.005mm,同轴度为0.03mm,为了保证缸孔的尺寸,缸孔要在孔的轴向分别为10mm、50mm、142mm 三个截面进行测量，在圆周方向要测量A、B两个方向，并且在三个截面当中，A向测量必须要保证：三个截面的的平均值与最小值的差要小于0.008mm,最大值与平均值的差小于0.008mm。
在B向的测量值必须保证：三个截面的的平均值与最小值的差要小于0.008mm,最大值与平均值的差小于0.008mm。
要达到以上的表面质量要求，当然选择合适的珩磨砂条是很重要的，但是网纹的角度、宽度、TP值等比较重要的指标光靠砂条是不能满足的，必须要有合适的珩磨冲程，冲程速度，珩磨主轴的回转速度以及砂条的进给精度，这些要素参数对于珩磨质量的保证起着至关重要的作用。
1.珩磨工艺及其在油缸和汽车零部件制造中的应用内孔绗磨时，随着珩磨的进行，孔表面越来越光，与油石接触面积越来越大，单位面积的接触压力下降，切削效率降低。
同时切下的切屑小而细，这些切屑对粘结剂的磨耗也很小。
因此，油石磨粒脱落很少，此时磨削不是靠新磨粒，而是由磨粒尖端切削。
因而磨粒尖端负荷很大，磨粒易破裂、崩碎而形成新的切削刃。
金刚石有时堵塞切削阶段，继续珩磨时油石和孔表面的接触面积越来越大，极细的切屑堆积于油石与孔壁之间不易排除，造成油石堵塞，变得很光滑。
因此油石切削能力极低，相当于抛光。
若继续珩磨，油石堵塞严重而产生粘结性堵塞时，油石完全失去切削能力并严重发热，孔的精度和表面粗糙度均会受到影响。
此时应尽快结束珩磨。
2.定量进给珩磨定量进给珩磨时，进给机构以恒定的速度扩张进给，使磨粒强制性地切入工件。
因此珩磨过程只存在脱落切削和破碎切削，不可能产生堵塞切削现象。
因为当油石产生堵塞切削力下降时，进给量大于实际磨削量，此时珩磨压力增高，从而使磨粒脱落、破碎，切削作用增强。
用此种方法珩磨时，为了提高孔精度和表面粗糙度，最后可用不进给珩磨一定时间。
3.定压--定量进给珩磨开始时以定压进给珩磨，当油石进入堵塞切削阶段时，转换为定量进给珩磨，以提高效率。
最后可用不进给珩磨，提高孔的精度和表面粗糙度。
(二)珩磨加工原理:1. 珩磨是利用安装于珩磨头圆周上的一条或多条油石，由涨开机构（有旋转式和推进式两种）将油石沿径向涨开，使其压向工件孔壁，以便产生一定的面接触。
同时使珩磨头旋转和往复运动，零件不动; 或珩磨头只作旋转运动，工件往复运动，从而实现珩磨。
2. 在大多数情况下，珩磨头与机床主轴之间或珩磨头与工件夹具之间是浮动的。
这样，加工时珩磨头以工件孔壁作导向。
因而加工精度受机床本身精度的影响较小，孔表面的形成基本上具有创制过程的特点。
所谓创制过程是油石和孔壁相互对研、互相修整而形成孔壁和油石表面。
其原理类似两块平面运动的平板相互对研而形成平面的原理。
浅析发动机零部件加工中的珩磨技术论文导读：珩磨工艺是磨削加工的一种特殊形式，又是精加工中的一种高效加工方法。
发动机汽缸体缸孔珩磨是平台珩磨最典型的应用。
平台珩磨后可在缸孔（或缸套）表面形成一种特殊的结构，这种结构由具有储油功能的深槽及深槽之间的微小支承平台表面组成。
铰珩工艺是在传统珩磨工艺的基础上发展起来的新工艺，其加工过程中融入了铰孔的特点，目前在缸体曲轴孔、连杆大小头孔的精整加工中广泛应用。
发动机缸孔表面的微观质量，决定了发动机运转时的磨合性能、运转可靠性和润滑油消耗，通过刷珩工艺可以缩短发动机的磨合时间和显著降低润滑油消耗。
在这种情况下进行的珩磨称作模拟珩磨，工件的珩磨质量可显著提高，工件的宏观形状精度可提高五至十倍。
关键词：珩磨，平台珩磨，铰珩，刷珩，模拟珩磨，缸孔珩磨工艺是磨削加工的一种特殊形式，又是精加工中的一种高效加工方法。
这种工艺不仅能去除较大的加工余量，而且是一种提高零件尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度的有效加工方法，在发动机零部件的制造中广泛应用。
珩磨加工原理珩磨是利用安装于珩磨头圆周上的一条或多条油石，由涨开机构（有旋转式和推进式两种）将油石沿径向涨开，使其压向工件孔壁，以便产生一定的面接触。
同时使珩磨头旋转和往复运动，零件不动；或珩磨头只作旋转运动，工件往复运动，从而实现珩磨。
在大多数情况下,珩磨头与机床主轴之间或珩磨头与工件夹具之间是浮动的。
这样,加工时珩磨头以工件孔壁作导向。
因而加工精度受机床本身精度的影响较小,孔表面的形成原理基本上类似两块平面运动的平板相互对研而形成平面的原理。
珩磨加工特点加工精度高：中小型的通孔加工，其圆柱度可达0.001mm以内。
一些壁厚不均匀的零件,如连杆,其圆度能达到0.002mm。
对于大孔(孔径在200mm以上),圆度也可达0.005mm,如果没有环槽或径向孔等,直线度可达到0.01mm/m以内。
表面质量好：珩磨速度低（是磨削速度的几十分之一），且油石与孔是面接触，因此每一个磨粒的平均磨削压力小，这样珩磨时，工件的发热量很小，工件表面几乎无热损伤和变质层，变形小，珩磨加工面几乎无嵌砂和挤压硬质层。
珩磨加工问题————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：ﻩ发动机缸孔珩磨几何形状的控制作者:王成伟文章来源:长城汽车股份有限公司技术中心,河北省汽车工程技术研究中心缸孔珩磨几何形状加工不良和缸盖装配后的气缸孔变形是影响活塞漏气量大和发动机烧机油的重要因素.本文通过常规缺陷预防，增加在线形状修正珩磨和增加模拟压板珩磨工艺等控制方式，使其缸孔几何形状品质有了很好的提升和改善．缸孔珩磨几何形状加工不良和缸盖装配后的气缸孔变形是影响活塞漏气量大和发动机烧机油的重要因素。
本文通过常规缺陷预防、增加在线形状修正珩磨和增加模拟压板珩磨工艺等控制方式，使其缸孔几何形状品质有了很好的提升和改善。
气缸体是联接发动机的曲柄连杆机构、配气机构以及供油、润滑和冷却等机构的核心基础部件。
而缸孔是气缸体的关键部位,尤其缸孔珩磨后的加工质量水平直接影响到发动机整机的经济性和动力性，也是决定排放性能能否达标的关键之一。
气缸孔珩磨几何形状加工不良和缸盖装配后的气缸孔变形是影响活塞漏气量大、发动机烧机油的重要因素,也是进一步提高发动机产品品质的难点。
缸孔珩磨几何形状过程控制珩磨作为气缸孔加工中的最后一道关键工序,是提高缸孔尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度的一种必要的磨削工艺。
珩磨是利用工件不动，通过涨开机构将珩磨头上的油石径向涨开,压向孔壁，采用液压或伺服驱动装置使珩磨头旋转和往复运动来修正缸孔，来提高精度。
在日常生产过程中，缸孔的几何形状精度超差是缸孔生产中的常见缺陷之一,是影响生产线产品质量控制、生产效率的重要原因之一。
通常的解决方式为:现场工程师根据工件的测量报告，分析几何形状的异常现象，继而对珩磨设备进行相应的检查和人工调整，尤其是加工参数的调整，完全依靠人工调试积累的经验或反复的测量、调整尝试，直到满足产品图样要求为止。
同时我们也知道,缸孔的形状测量一般采用精密测量间的圆柱度仪进行检测,检测的时间比较长，一般为2~3h（包括清洗、恒温和测量时间),严重影响生产效率。
为了最大限度地预防和减少生产线的停线时间,及时保证和恢复生产,我们对新旧设备都采取了相应的解决方法。
１.旧珩磨设备应对控制方法——缺陷矩阵表现有生产线的珩磨设备因使用年限较久，软件系统版本比较低，很难通过软件升级实现在线缸孔几何形状自动修正功能。
通过吸取珩磨厂家的经验和我司自身珩磨过程缺陷调整的案例经验，按照收集、整理以及归纳的方式,总结了一套关于珩磨设备缺陷应对的缺陷矩阵表,如表1所示。
2.新购设备应对控制方法——在线自动修正珩磨我们知道，在缸孔珩磨工艺过程中，容易产生缸孔圆柱度缺陷的主要有三种类型共５种形式，如图1所示。
影响珩磨几何形状的参数主要有3个:孔的长度、砂条的长度和砂条的伸出长度(砂条在珩磨时伸出孔外的长度)。
孔的长度由产品设计确定,砂条的长度根据珩磨厂商的经验,一般在通孔加工中应为孔长的2/3。
受工件本身的特性及刀具设计的限制,该长度一旦确定则在后面的生产中也需要保持固定不变。
珩磨时砂条的伸出长度为砂条本身长度的1/3被证明是最理想的，当伸出长度上下对称时可以得到一个理想的圆柱度。
若砂条伸出长度太大时,在孔的两端易造成向外扩张，因为砂条很大的一部分在孔的上下两棱被磨利,并在这一区域造成很大的切削量。
除此之外,由于砂条和孔壁的贴靠面积减小，从而增大了涨刀压力，也会造成切削大量，从而造成两端喇叭口的形状。
如果砂条伸出长度过小，砂条会在孔的中间部位形成过量切削,从而造成腰鼓性的孔。
如果砂条在上端伸出长度大，而下端伸出长度小，砂条会在上端形成过量切削,在下端切削量过少，从而造成锥形的孔,反之则形成倒锥形的孔。
(1)原理分析珩磨加工是一种动态的闭环控制加工方式,压缩空气经由一个旋转气流分配器进入珩磨头,并通过刀具上的气嘴喷射到被加工的缸孔孔壁上,在气嘴和加工表面之间将产生回弹压力，这个压力差将通过气电转换器转换为电子信号发送到珩磨机的控制系统。
控制系统经过内部的计算、对比,并向ＰLＣ发出信号，ＰLC控制程序通过信号对珩磨头的涨舒机构电动机或液压系统进行轴向和径向的控制，实现珩磨过程的实时反馈控制和加工,从而达到对缸孔精度的精确控制。
珩磨头结构和气动测量控制原理如图2所示。
根据气动差压式测量原理和圆度、圆柱度的近似两点测量评价方法，我们对珩磨过程中的缸孔形状进行对比和评估。
根据活塞在缸孔中的运行工作区域,将缸孔划分成A、Ｂ和C 三个界面（活塞的上、下止点和中间位置见图３）。
通过测量不同界面的直径,并取所有被测界面示值中的最大值与最小值的一半作为圆柱度误差值,例如孔的平均直径值，通过A和C截面的孔径值相对B截面孔径值进行比较得出孔的形状,通过比较每个截面测得的孔径最大值和最小值的一半得出圆柱度误差值。
（２)实现方式根据珩磨头在珩磨缸孔中加工测量的不同时机,可有3种在线自动形状修复功能的实现方式（见表2）。
根据各个公司的要求和生产纲领以及对过程质量的认识程度不同，选取的方式也略有差异。
目前我司主要采用的实现方式是方式一，即孔的直径在珩磨期间不断地被测量和显示。
测量数值的显示从左向右运动(测量数值逐渐变大）,宏观形状控制原理图如图4所示。
测量结果将与设定极限进行比较。
如果超出设定极限,则触发诸如珩磨力切换、加工完成信息或故障信息等。
如果测量数值超出测量开始极限，则开始首次测量往复运动,测量面C、B和Ａ的数值被测出,并将结果显示在测量面A和Ｃ上。
然后立即计算Ａ-Ｂ和C-Ｂ,结果同样在测量条形图上显示。
比较测量面Ａ和B的测量值，以求出上方的圆柱度。
比较测量面Ｂ和Ｃ的测量值,以求出下方的圆柱度。
如果超出黄色／红色极限，往复运动将作出相应的反应。
在绿色区域时,则显示圆柱形的孔。
(３)修正方式珩磨机控制系统根据测量的对比结果,通过自动改变行程上偏移、行程下偏移、行程量增加和行程量减少等方式实现缸孔形状修正,如果调整的当前上下换向点的数值等于机床参数内设置的极限上下换向点时，系统将自动执行上下换向点短行程往复运动,直到满足圆柱度形状要求为止。
整体控制修正的原理表3所示。
通过采用珩磨设备的自动形状修正功能，在一定程度上对缸孔的几何形状有了很好的提升和控制，同时也使珩磨设备的生产利用率有较大幅度的提高。
模拟珩磨缸体在缸孔不受机械负荷的约束下进行珩磨加工,加工后满足产品图样要求的缸孔，当装配时按规定拧紧缸盖螺栓后，就会在缸孔的不同方向和不同截面上,发生一定的弹性变形,使活塞环与缸孔之间的密封间隙增大,导致漏气量过大，易引起烧机油、拉缸等现象。
为了消除上述机械负荷引起的缸孔变形对发动机运转状态下缸孔圆柱度的影响,我公司采用了压板珩磨工艺，即模拟珩磨新技术,如图5所示。
1.装配前后变形量的分析为了统计分析装配前后缸孔的变形量，首先我们从生产现场任意抽取了５个铝合金珩磨缸体工件，并做好相应标记,在自然状态下，测量缸孔的控制尺寸，然后按照产品的装配技术要求,装上缸盖后测量缸孔的变形量。
测量原则为：在缸孔内按照活塞运动的工作区域,划分为三个界面（活塞的上、下止点和中间位置),每个界面两个方向,与X轴方向成45°进行测量,然后按照圆柱度近似两点法进行评估和对比,如表4所示:通过上述分析，缸孔的变形量变化差异范围为0.010～0.０13mｍ,说明装配状态下，缸孔的变形量还是比较大的。
另外，不同材质的缸体工件(铸铁、铝合金等)和缸孔结构设计的差异，其不同产品缸孔的变形量也有所差异,应根据实际状况进行验证分析。
２. CAE分析和压板珩磨验证我们首先通过采用CAE模拟分析增加压板和装配缸盖后对缸孔产生的变形，主要针对工艺“缸盖＋缸垫”和“工艺缸盖不带缸垫”两种方式进行了分析。
选择、采购了相应材料、厚度的压板,安装在精镗后的缸体上，再进行珩磨加工、测量后,结果如图6所示。
图中，①为缸体顶面位置;②为第二活塞环岸位置；③和④为缸盖螺栓的缸体螺纹上、下沿位置；⑤为下止点时刻第一活塞环距缸体顶面位置。
通过CAE分析的数据可知，在螺栓预紧力工况下,带与不带产品缸垫方案的缸孔变形趋势一致性较差：距缸孔顶端越近，带缸垫方案较不带缸垫方案的变形趋势和数值相差越大；反之,带缸垫方案较不带缸垫方案的变形趋势和数值相差越小。
鉴于上述两种方式对缸孔变形的影响相差较大,故我们采用“压板珩磨珩磨工艺+产品缸垫”的方式，利用试制珩磨设备对精镗后的缸体装配上产品缸垫和压板进行了珩磨加工和测量对比。
实施方式为：首先加工一件不压板珩磨的缸体,分别按指定截面测量加真实缸盖状态下缸孔的圆柱度。
然后再加工一件压板珩磨的缸体，分别按指定截面测量加虚拟缸体状态下、加真实缸盖状态下的缸孔的圆柱度。
对上述两种方式的加工、测量分析发现，带压板珩磨后的缸体装配缸盖后圆柱度变形明显的要比不带工艺缸盖装配后的缸孔变形量要提高很多,最多可达１１mm，提升了56.１％。
3.试验验证我们对试制加工后的缸体按照整机装配技术要求,进行了组装，并对装配后的发动机在实验台架上主要对机械损失功率和活塞漏气量进行了验证，验证结果显示,采用压板珩磨缸体后,机械损失在最大功率时降低0．5５ｋW;外特性上活塞漏气量均降低,最大降低4.92Ｌ/ｍｉn。
综合上述验证分析，铝合金缸体通过增加压板珩磨后,令发动机的性能有了一定的提高,尤其是活塞漏气量有了很大幅度的降低，对发动机的排放有了一定的提升和改善。
鉴于上述状况，目前我司对铝合金缸体项目的改造实施正在策划中,而铸铁缸体已经实施了压板珩磨工艺。
形位公差的过程控制监控对于生产线过程中形位公差的控制,目前我们采用线上测量设备100%测量,判断和按照１／30的抽检批次送三坐标进行检测。
无论是那种方式都是直接采用将加工零件的形位误差控制在规定的形位公差范围内的质量判断方式。
另外,对于新采购设备或新产品验证过程能力按照控制在压缩公差带4/5的管理范围内的判断方式。
结语旧生产线通过采用珩磨缺陷矩阵表,不仅提高了人员解决问题的效率和线体的综合可动率,而且也很好地实现了知识经验的沉淀和传递；新线增加在线几何形状自动修正功能，弥补了人员经验的不足，也降低了因人员频繁调整造成的不必要工件报废和成本损失;同时增加模拟珩磨工艺大大降低了气缸孔装配后弹性变形，提高了发动机的动力性能和排放指标。
