金刚石精珩铸铁内孔珩磨工具研究[1]

目 录

1 引言1
1．1 珩磨内孔加工机理1
1．2 珩磨加工铸铁现状2
1．3本文研究的内容2
2 试验方法及试验内容3
2．1试验材料及设备仪器3
2．2试验设计思路4
2．3试验数据9
3 实验数据分析11
3.1第一轮实验结果分析11
3.2第二轮实验结果分析16
3.3第三轮实验结果分析16
结 论17
致 谢18
参 考 文 献19




1 引言
随着我国工业技术水平的飞速发展,为了满足日益增长的汽车、拖拉机、航空、工程机械、机床等工业生产的需要,近几年来,我国一些厂家从德国、美国、日本等国家引进一大批性能先进的珩磨机,用来加工汽车缸套、连杆、喷油嘴、柱塞套、齿轮、液压阀等。珩磨加工作为一种提高工件内孔圆度、直线度和表面粗糙度的精加工方法,广泛应用于汽车制造、航空航天、机械机床、军事国防等领域生产之中。随着珩磨加工技术的发展进步,我国珩磨加工已经由一种低效的精加工方法发展成为一种高效率、高精度、高光洁度、高寿命的新型加工方法。在这一重大进展中,除了珩磨机床、珩磨工艺的不断改进和发展外,珩磨油石的发展和更新换代也起着非常重要的作用。特别在引进的自动化程度较高的珩磨机上,普通碳化硅油石已不能满足自动化大批量生产的需要。因此,我们必须根据珩磨机工作特性和珩磨工艺以及产品质量要求,尽快研制出与之配套的高质量金刚石珩磨油石,以取代传统的碳化硅油石,以促进我国珩磨技术的发展和金刚石制品生产经济效益的提高。
1．1 珩磨内孔加工机理
珩磨是用油石进行精密机械加工的一种方法,它是增加油石与工件表面的加工接触面积,以一定的进给方式来完成工件表面的精加工。

图1金刚石油石珩磨内孔的示意图
珩磨是由珩磨机上的带胀缩装置的珩磨头的油石,在主轴带动下,作低速回转和直线往复的复合运动,在一定的压力和磨削液不断冲洗下,完成对工件表面的精密加工作业形式。珩磨普遍地应用于各种内孔的精密加工,图1即为金刚石油石珩磨内孔的示意图.从中还可以看出金刚石珩磨油石的结构和安装形式。珩磨其实就是一种磨削过程,在珩磨每一个行程中,切削力对金刚石磨粒的方向是不断改变的。因此,金刚石破碎的机会较多,结合剂接触摩擦面积较大,油
石在磨削过程中金刚石出刃良好并能保持较长时间的锋利度,单位时间的金属切除率高。要保证油石具有良好的磨削效率和使用寿命,就要求油石结合剂能在磨削不同材料时能保证金刚石有良好的出刃和对金刚石具有较强的把持力。另外，在珩磨过程中，珩磨速度较慢，工作面上接触点多，每个金刚石磨粒垂直负荷较小，仅为

一般磨削的1/50～1/100。
1．2 珩磨加工铸铁现状
通过珩磨工艺、磨削机理的深入研究和大量分析，可以看出,在金刚石珩磨油石生产中烧结拆模后,有时出现珩磨条发生轴向弯曲变形,这种微小变形是由于材料烧结冷却后内部热应力分布不均所致,为了避免这种现象还有待于进一步调整和完善生产工艺。另外在加工铸铁时,其磨削效果还不够理想,在加工的过程中由于铸铁的硬脆性，并且珩磨加工的工艺速度比较慢,所以在加工的过程中铸铁容易裂,而且金刚石自锐性不是很好，金刚石颗粒不能很好的表现出其磨削性能，所以有待于进一步研究调整工艺配方,研究出与不同材料相适应的系列结合剂配方,不断提高金刚石珩磨油石的适应性和质量指标,增加产品品种系列,扩大金刚石珩磨铸铁的效率。
1．3本文研究的内容
通过珩磨工艺、磨削机理的深入研究和大量分析，可以看出, 金刚石的硬度很高耐磨性能好，珩磨加工的压力比磨削加工小，对磨料的磨蚀钝化作用较小，为了充分发挥金刚石的切削作用，提高它的利用率，应当选择一种结合强度高、把持力强、耐磨性好的结合剂与之匹配，而金属结合剂正是由于具有这一特点使之适合与金刚石或立方氮化硼磨料匹配制成珩磨油石，此外金属结合剂无论配方如何，都可以被压制成接近于100％的密度，从而减少了由于封闭气孔所引起的性能变化，使油石的各种性能得到稳定的再现。
针对以上的情况我们将设计采用改变油石的结合剂的配方来进行解决,试验过程我们采用正交试验的方法来研制出新型的珩磨油石，本次的研究主要是针对油石在珩磨各类铸铁所存在的有关结合剂的配方中的缺点和磨削过程中所出现的问题来进行研究。主要的研究手段和解决方法本次采用的是铜基的金属结合剂,其主要成份为:铜,钴,锡, ,铁等金属。我们采用石墨磨具进行热压成型的工艺，来进行研制珩磨条，主要是提高珩磨过程中油石的磨削自锐性，增强磨削的效果。
2 试验方法及试验内容
2．1试验材料及设备仪器
2.1.1试验原材料
铜粉：400目、密度：8.90g/cm3、 熔点：1083℃、纯度99.75﹪
锡粉：300目、密度：7.31g/cm3、 熔点：232℃、纯度99.6﹪
铁粉：300目、密度：7.89g/cm3、 熔点：1534℃、
钴粉：300目、密度：8.90g/cm3、 熔点：
金刚石: 粒度 100/120
2.1.2试验设备及仪器
（1） RYJ-2000k型真空烧结压机，如图2-1所示。
额定压力：250KN; 加热功
率：60KVA; 额定油压：20MPa； 电机功率:1.1+0.55KW；活塞直径:125mm; 模具高度：180—240mm； 电源：AC380V；压头尺寸：250*250mm
（2）电子天平:
型号：BS-600H； 最大量程：600g ; d=0.01
（3）模具：
石

墨模具： 图2-1 RYJ-2000k型真空烧结压机
上压头：65×30×3 mm； 数量：9；
下压头：65×27×3 mm； 数量: 9； 隔 板： 65×60×5 mm； 数量：11；
外 框： 99×60×8 mm； 数量：2； 样 条： 65×5×3.5mm； 数量：9；
模具总共6套
模 框： 铸 铁； 数量：1；
（4）微机控制电子式万能试验机：
型号：CMT4504； 规格：50KN 精度等级：1级
（5） 游标卡尺：
精确到0.02mm
（6） 洛氏硬度计，如图2-2所示
型号：HR-150A 规格：HRA、HRB、HRC；

图2-2 洛氏硬度计
2．2试验设计思路
2.2.1试验方案


在通过大量的科技文献的查阅和对于加工的对象的特点，我们现对结合剂的性能进行分析，我们的实验过程分为三轮来安排实验。第一轮主要是对与结合剂不同的含量和不同的烧结温度情况下对于试样的抗折强度和硬度的影响；第二轮主要是对于第一轮实验结果的基础上，找出比较好的实验配方和温度，再进行实验比较，为第三轮实验做准备工作；第三轮实验是在第二轮的基础上找到较好的试样来进行加入超硬材料金刚石来做成品进行综合性能的研究分析。如图2-3所示。
使用石墨模具，加工的工件尺寸为65×5×3.5mm，石墨模具一模为9块，每个实验号做3块。
2.2.2试样制备
珩磨油石的制备是采用石墨模具在真空热压烧结机中烧结成型，具体的制备流程如图2-4所示。

（1）原料检查：主要是检查原材料是否被污染，是否氧化，所需要的原料是否齐全，原材料的粒度是是否与要求的相符合，如果发现又被氧化或被污染的原材料我们应当及时的进行处理。
（2）称料：我们的投料比按照1.02来进行，称取的原料要精确，不能多也不能少，否则会大大的影响实验的结果和成型密度，并有可能造成模具的压坏。每次称量3个试样的原料。
（3）混料： …… 此处隐藏：7923字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……