自由磨具表面光整加工技術(shù)

    自由磨具表面光整加工技術(shù)包括旋流式、離心式、叉軸式、臥式四大系列，及十幾種機(jī)型及相應(yīng)的磨料磨液輔料，經(jīng)數(shù)百種機(jī)械零件的精整與光飾的工藝試驗(yàn)研究，取得了較好效果。取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

    自由磨具光整加工注意事項(xiàng)

    滾磨光整加工技術(shù)的實(shí)用工藝過(guò)程是：

    除油處理→光整加工及去毛刺→分選→清洗→烘干→防銹處理

    ◆除油處理：光整前的零件要進(jìn)行徹底除油處理，常采用超聲波清洗方法效果最佳。如果工件上油污進(jìn)入，磨塊切削力明顯減弱，磨劑作用會(huì)降低、光整效果、效率下降，光整后的零件表面不光亮。

    ◆光整加工：光整加工主要是根據(jù)被光整零件件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小及光整要求選擇或確定設(shè)備形式、設(shè)備規(guī)格、工藝用料、工藝參數(shù)等內(nèi)容。

    ◆光整加工后處理包括三方面：磨塊與工件的分選、磨塊與工件的清洗及工件的脫水防銹。

    磨塊與工件的分選常用方法有：手工篩選、機(jī)械篩選、振動(dòng)篩選、手工電磁分選和傳送帶式磁力分選，可根據(jù)實(shí)際情況選用。磨塊與工件的清洗采用超聲波清洗方法最佳，再用清請(qǐng)水沖洗干凈，要特別注意工件的脫水烘干和防銹處理。

    大量工藝試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，工件經(jīng)滾磨光整加工后表面光潔錚亮，其表層的活躍金屬分子赤裸暴露在空氣中很快氧化變黑，繼而生銹，原因清洗后留在零件表面上的水膜形成了電化學(xué)腐蝕所必須的一層電解質(zhì)溶液。水的電離度雖小，但仍可電離成H+和[OH]-，這種電離過(guò)程隨溫度升高而加快。同時(shí)水中還溶解有CO2、SO2等，都極易與水結(jié)合。

    H2O→H++[OH]-

    CO2+H2O→H2CO3→H++[HCO3]-

    鐵和鐵中的雜質(zhì)浸泡在有H+、[OH]-和[HCO3]-等多種離子的溶液中一樣，形成了腐蝕電池，鐵是陽(yáng)極、雜質(zhì)是陰極。一般情況下，水膜里含有氧氣，陽(yáng)極上的鐵被氧化成Fe2+離子，在陽(yáng)極上獲得電子的是氧，然后與水結(jié)合成[OH]-離子。腐蝕反應(yīng)為：

    2Fe+O2+2H2O＝2Fe(OH)2

    由此看來(lái)，光整前除油處理和光整后的脫水烘干、防銹處理是非常必要的，二者缺一不可，其方法也很多。脫水烘干通常采用工業(yè)型甩干機(jī)，防銹油用主要成份是羊毛脂，石油磺酸鋇，石油磺酸鈉及助劑。機(jī)床、磨料和夾具是磨粒流加工的三個(gè)要素：

    ◆擠壓研磨機(jī)床：其作用是固定工件和夾具，控制擠出壓力。在一定的壓力作用下，使磨料研磨被加工表面，得到去毛刺、倒角的效果。機(jī)床壓力范圍從7～224kg/cm2；

    ◆磨料：是由一種具有粘彈性、柔軟性和切割性的半固態(tài)載體和一定量磨砂拌和而成。不同載體的粘度、磨砂種類、磨粒大小，可以產(chǎn)生不同的效果。常用磨料類型有：碳化硅、立方氮化硼、氧化鋁和金鋼砂。砂粒尺寸在0.005～1.5mm。高粘度磨料可用于對(duì)零件的壁面和大通道進(jìn)行均勻研磨；低粘度磨料用于對(duì)零部件邊角倒圓和小通道進(jìn)行研磨；

    ◆夾具：使零件定位，并引導(dǎo)磨料到達(dá)被加工部位，堵住不需要加工的部位。

    要順利完成零件的磨粒流加工，得到最佳加工效果，影響因素很多，除設(shè)備以外，還包括磨料的選擇、擠壓力的大小、循環(huán)次數(shù)、夾具的合理設(shè)計(jì)等。

    優(yōu)點(diǎn):擠壓研磨是對(duì)金屬材料進(jìn)行微量去除，對(duì)零件內(nèi)腔交叉部位去毛刺并倒圓，達(dá)到精細(xì)加工的目的。磨粒流加工具有精確性、穩(wěn)定性和靈活性。廣泛用于汽車業(yè)和各種生產(chǎn)制造業(yè)。它最根本的優(yōu)點(diǎn)是：可以通達(dá)零件復(fù)雜而難以進(jìn)入的部位；拋光表面均勻、完整；批量零件的加工效果重復(fù)一致。這些加工特點(diǎn)使零件性能得到改善，壽命延長(zhǎng)，同時(shí)減免繁雜的手工勞動(dòng)，大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度。如汽車進(jìn)氣管，手工拋光其內(nèi)表面時(shí)，只能先切割開，拋光后再焊接起來(lái)。而用磨粒流加工方法，不需要切割打開就可以完成內(nèi)表面拋光。除了作為一種拋光手段，磨粒流工藝還可以對(duì)一些表面形狀公差、質(zhì)量要求極其嚴(yán)格的零件進(jìn)行微量磨削加工。

    應(yīng)用：磨料流加工適用于加工不同的零件和尺寸。小至0.2mm的小孔或1.5mm直徑的齒輪，大至50mm直徑的花鍵通道，甚至1.2m的透平葉輪。加工大型零件的機(jī)床可以裝置回旋臂或輸送軌道。

    該工藝已廣泛用于汽車零部件的精加工：進(jìn)排氣管、進(jìn)氣門、增壓腔、噴油器、噴油嘴、氣缸頭、渦輪殼體和葉片、花鍵、齒輪、制動(dòng)器等。如：粗糙的氣缸頭鑄造件在專門的二工位磨粒流生產(chǎn)線上，每小時(shí)生產(chǎn)量可達(dá)到30件，粗糙度從Ra4μm或Ra5μm達(dá)到Ra0.4μm,可使廢氣排放量減少7%，發(fā)動(dòng)機(jī)功率增加6%，行駛里程數(shù)增加5%。

    近年來(lái)研制開發(fā)出的微孔磨粒流機(jī)床，在加工噴油嘴方面獨(dú)樹一幟。它根據(jù)擠出壓力、磨料溫度和粘度之間的關(guān)系，進(jìn)行復(fù)雜的程序運(yùn)算。加工過(guò)程中，當(dāng)噴油嘴的設(shè)定流量到達(dá)時(shí)，加工即自動(dòng)停止。加工時(shí)間在10秒左右，流量散差可控制在±1%。與此加工設(shè)備配套的還有流量測(cè)試儀以及高壓清洗設(shè)備。這些設(shè)備可根據(jù)用戶需要，提供單工位或多工位的。也可以是帶機(jī)械手連接，包括加工、測(cè)量、清洗的全套系統(tǒng)。

    機(jī)械零件投入機(jī)械加工的每張圖紙都有去毛刺的技術(shù)要求，去毛刺工序，工藝人員往往無(wú)法編制工藝文件，通常采用銼刀、布輪、砂布、砂帶等辦法來(lái)去除毛刺。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)的發(fā)展，人工去毛刺已不能適應(yīng)現(xiàn)代市場(chǎng)竟?fàn)幍漠a(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)方式的要求，光整加工技術(shù)逐步取代了傳統(tǒng)的去毛刺工藝，而且越來(lái)越被人們所重視，目前有些先進(jìn)企業(yè)機(jī)械零件的精整與光飾已被技術(shù)人員編入圖紙技術(shù)要求的內(nèi)容，并形成了標(biāo)準(zhǔn)工序。

    自由磨具表面光整加工技術(shù)

    自由磨具表面光整加工技術(shù)包括旋流式、離心式、叉軸式、臥式四大系列，及十幾種機(jī)型及相應(yīng)的磨料磨液輔料，經(jīng)數(shù)百種機(jī)械零件的精整與光飾的工藝試驗(yàn)研究，取得了較好效果。取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

    自由磨具光整加工注意事項(xiàng)

    滾磨光整加工技術(shù)的實(shí)用工藝過(guò)程是：

    除油處理→光整加工及去毛刺→分選→清洗→烘干→防銹處理

    ◆除油處理：光整前的零件要進(jìn)行徹底除油處理，常采用超聲波清洗方法效果最佳。如果工件上油污進(jìn)入，磨塊切削力明顯減弱，磨劑作用會(huì)降低、光整效果、效率下降，光整后的零件表面不光亮。

    ◆光整加工：光整加工主要是根據(jù)被光整零件件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小及光整要求選擇或確定設(shè)備形式、設(shè)備規(guī)格、工藝用料、工藝參數(shù)等內(nèi)容。

    ◆光整加工后處理包括三方面：磨塊與工件的分選、磨塊與工件的清洗及工件的脫水防銹。

    磨塊與工件的分選常用方法有：手工篩選、機(jī)械篩選、振動(dòng)篩選、手工電磁分選和傳送帶式磁力分選，可根據(jù)實(shí)際情況選用。磨塊與工件的清洗采用超聲波清洗方法最佳，再用清請(qǐng)水沖洗干凈，要特別注意工件的脫水烘干和防銹處理。

    大量工藝試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，工件經(jīng)滾磨光整加工后表面光潔錚亮，其表層的活躍金屬分子赤裸暴露在空氣中很快氧化變黑，繼而生銹，原因清洗后留在零件表面上的水膜形成了電化學(xué)腐蝕所必須的一層電解質(zhì)溶液。水的電離度雖小，但仍可電離成H+和[OH]-，這種電離過(guò)程隨溫度升高而加快。同時(shí)水中還溶解有CO2、SO2等，都極易與水結(jié)合。

    H2O→H++[OH]-

    CO2+H2O→H2CO3→H++[HCO3]-

    鐵和鐵中的雜質(zhì)浸泡在有H+、[OH]-和[HCO3]-等多種離子的溶液中一樣，形成了腐蝕電池，鐵是陽(yáng)極、雜質(zhì)是陰極。一般情況下，水膜里含有氧氣，陽(yáng)極上的鐵被氧化成Fe2+離子，在陽(yáng)極上獲得電子的是氧，然后與水結(jié)合成[OH]-離子。腐蝕反應(yīng)為：

    2Fe+O2+2H2O＝2Fe(OH)2

    由此看來(lái)，光整前除油處理和光整后的脫水烘干、防銹處理是非常必要的，二者缺一不可，其方法也很多。脫水烘干通常采用工業(yè)型甩干機(jī)，防銹油用主要成份是羊毛脂，石油磺酸鋇，石油磺酸鈉及助劑。機(jī)床、磨料和夾具是磨粒流加工的三個(gè)要素：

    ◆擠壓研磨機(jī)床：其作用是固定工件和夾具，控制擠出壓力。在一定的壓力作用下，使磨料研磨被加工表面，得到去毛刺、倒角的效果。機(jī)床壓力范圍從7～224kg/cm2；

    ◆磨料：是由一種具有粘彈性、柔軟性和切割性的半固態(tài)載體和一定量磨砂拌和而成。不同載體的粘度、磨砂種類、磨粒大小，可以產(chǎn)生不同的效果。常用磨料類型有：碳化硅、立方氮化硼、氧化鋁和金鋼砂。砂粒尺寸在0.005～1.5mm。高粘度磨料可用于對(duì)零件的壁面和大通道進(jìn)行均勻研磨；低粘度磨料用于對(duì)零部件邊角倒圓和小通道進(jìn)行研磨；

    ◆夾具：使零件定位，并引導(dǎo)磨料到達(dá)被加工部位，堵住不需要加工的部位。

    要順利完成零件的磨粒流加工，得到最佳加工效果，影響因素很多，除設(shè)備以外，還包括磨料的選擇、擠壓力的大小、循環(huán)次數(shù)、夾具的合理設(shè)計(jì)等。

    優(yōu)點(diǎn):擠壓研磨是對(duì)金屬材料進(jìn)行微量去除，對(duì)零件內(nèi)腔交叉部位去毛刺并倒圓，達(dá)到精細(xì)加工的目的。磨粒流加工具有精確性、穩(wěn)定性和靈活性。廣泛用于汽車業(yè)和各種生產(chǎn)制造業(yè)。它最根本的優(yōu)點(diǎn)是：可以通達(dá)零件復(fù)雜而難以進(jìn)入的部位；拋光表面均勻、完整；批量零件的加工效果重復(fù)一致。這些加工特點(diǎn)使零件性能得到改善，壽命延長(zhǎng)，同時(shí)減免繁雜的手工勞動(dòng)，大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度。如汽車進(jìn)氣管，手工拋光其內(nèi)表面時(shí)，只能先切割開，拋光后再焊接起來(lái)。而用磨粒流加工方法，不需要切割打開就可以完成內(nèi)表面拋光。除了作為一種拋光手段，磨粒流工藝還可以對(duì)一些表面形狀公差、質(zhì)量要求極其嚴(yán)格的零件進(jìn)行微量磨削加工。

    應(yīng)用：磨料流加工適用于加工不同的零件和尺寸。小至0.2mm的小孔或1.5mm直徑的齒輪，大至50mm直徑的花鍵通道，甚至1.2m的透平葉輪。加工大型零件的機(jī)床可以裝置回旋臂或輸送軌道。

    該工藝已廣泛用于汽車零部件的精加工：進(jìn)排氣管、進(jìn)氣門、增壓腔、噴油器、噴油嘴、氣缸頭、渦輪殼體和葉片、花鍵、齒輪、制動(dòng)器等。如：粗糙的氣缸頭鑄造件在專門的二工位磨粒流生產(chǎn)線上，每小時(shí)生產(chǎn)量可達(dá)到30件，粗糙度從Ra4μm或Ra5μm達(dá)到Ra0.4μm,可使廢氣排放量減少7%，發(fā)動(dòng)機(jī)功率增加6%，行駛里程數(shù)增加5%。

    近年來(lái)研制開發(fā)出的微孔磨粒流機(jī)床，在加工噴油嘴方面獨(dú)樹一幟。它根據(jù)擠出壓力、磨料溫度和粘度之間的關(guān)系，進(jìn)行復(fù)雜的程序運(yùn)算。加工過(guò)程中，當(dāng)噴油嘴的設(shè)定流量到達(dá)時(shí)，加工即自動(dòng)停止。加工時(shí)間在10秒左右，流量散差可控制在±1%。與此加工設(shè)備配套的還有流量測(cè)試儀以及高壓清洗設(shè)備。這些設(shè)備可根據(jù)用戶需要，提供單工位或多工位的。也可以是帶機(jī)械手連接，包括加工、測(cè)量、清洗的全套系統(tǒng)。