坦克發動機缸套超聲珩磨系統

>加工坦克發動機缸套的最后一道工序——珩磨工序的質量和精度要求較高，其中要求內孔尺寸精度IT6級，內孔圓度0.015mm，平行度0.03mm(由上道工序保證)，表面粗糙度Ra0.05µm。采用傳統珩磨工藝加工時，產品質量不穩定，難以達到精度要求。為解決這一問題，筆者研制了直徑f150mm的超聲珩磨系統樣機，采用該樣機珩磨的缸套試件可滿足加工技術要求。1樣機結構原理本樣機是根據兵總616廠的生產要求立項預研的。樣機的超聲珩磨系統結構見圖1。系統由超聲波發生器、頻率計、超聲珩磨裝置等組成。

　　超聲珩磨裝置由聲振系統(換能器、變幅桿、工具聲振系統)、珩磨頭部、漲芯部、動力傳遞部、碳刷、浮動連接部、機殼部等組成，其工作原理是由超聲波發生器將50Hz交流電轉換為超聲頻的電振蕩，由換能器將超聲頻的電振蕩轉換為超聲頻的機械振動。由于該機械振動振幅較小，僅為4µm左右，不能直接用于機械加工，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，由聲振子系統帶動其上的油石產生縱向振動，從而實現在普通珩磨基礎上附加超聲振動的超聲振動珩磨加工。

　　1.聲振系統2.珩磨頭部3.漲芯部4.動力傳遞部5.碳刷6.機殼7.浮動連接部圖1超聲珩磨系統結構簡圖2參數的優選通過珩磨試驗，對樣機的超聲珩磨系統所用油石條參數和工藝參數進行優選。試驗用缸套材料為38CrMnA，滲氮淬火硬度>80HRA，缸套尺寸為φ150×277mm。1)粗珩對7種油石條進行了粗珩試驗，油石條參數見表1。表1粗珩油石條參數參數序號磨料粒度結合劑濃度(%)1JR150#Q1002JR120#Q1003CBN150#Q1004CBN120#Q1005CBN120#組合配方6CBN120#組合配方7TL+JR120#組合配方優選油石條參數：參數序號2(國產油石條，JR、120#、Q、100%)的粗珩效果較好，優于其它參數，但油石條需采用燒結方式，工藝較復雜；參數序號7(進口油石條，TL+JR、120#、組合配方)為超軟的大氣孔油石條，珩磨效果尚可。

　　優選工藝參數：主運動速度v1=20m/min；往復運動速度v2=15m/min。2)精珩分別選用6種油石條進行精珩試驗，油石條參數見表2。表2精珩油石條參數參數序號磨料粒度結合劑濃度(%)1JRW28S752JRW20S753JRW10S754CBNW28S755CBNW20S756CBNW10S75優選油石條參數：參數序號2(JR、W20、S、75%)加工性能最佳；參數序號5(CBN、W20、S、75%)也能達到Ra0.05µm以下的表面粗糙度值,但加工效率較低。優選工藝參數：主運動速度v1=50m/min；往復運動速度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樣機性能試驗將超聲珩磨系統樣機安裝于M4215立式珩磨機上，經過約一年半時間的珩磨性能試驗，最長連續工作時間超過8小時。

　　試驗證明，樣機運行穩定，工作可靠，使用方便，完全可以滿足坦克發動機缸套珩磨的要求。可達到技術指標:尺寸公差穩定控制在0.025mm以內(IT6級即150+0.025)，表面粗糙度穩定控制在Ra0.05µm以下。珩磨后工件的表面粗糙度實際檢測結果為：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。