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珩磨是在低的切削速度下,对工件表面进行光整加工的方法,是磨削的一种特殊形式,也是一种较率的机械加工工艺。它能够进步工件尺寸和几何外形精度及降低工件表面粗糙度,而广泛于内孔的光整加工。
1、精密钢管珩磨管珩磨加工的工作原理,是在一定机械作用下,珩磨条(轮)和工件的相对运动条件下,对工件表面进行低速磨削。
2、精密钢管珩磨管珩磨加工的特点:加工精度高,珩磨后圆度可达0.0005~0.005mm,尺寸精度可达0.005~0.025mm,表面粗糙度可达Ra0.4~0.05μm,而且无烧伤、嵌砂和裂纹;珩磨主要用于加工孔,适用于加工长径比大于10的深孔,还可以适用于其它成形加工(球面、平面、外圆等)。珩磨孔的直径为Φ1~Φ1200mm,长度可达12000mm。几乎所有的材料均可以进行珩磨;珩磨后的表面纹理,有利于油膜的形成,而使工件使用寿命增长;珩磨对机床的精度要求低,工人劳动强度低,可适用普通机床(车、铣、镗、钻床)加工高精度的孔。
3、精密钢管珩磨管珩磨油石(轮)的选择:珩磨油石(或轮)的选择,是根据工件材料和工件的表面质量要要求,来选择它们的特性(磨料、粒度、硬度和结合剂)的。
1)、磨料:珩磨碳钢、合金钢时,选用白刚玉(WA);珩磨不锈钢、轴承钢、高速钢时,选用单晶刚玉(SA)或铬刚玉(PA);珩磨不锈钢、高强度钢、高温合金、耐热钢时,选用立方氮化硼(CBN):珩磨硬脆材料时,选用碳化物磨料(GC、C、BC、D)。
2)、粒度:磨料的粒度是根据工件表面粗糙度的要求来选择。
Ra0.8μm为120#~150#;Ra0.4μm为150#~240#;Ra0.2μm为240#~W40;Ra0.1μm为W40~W20;Ra<0.05μm为<W20。
3)、结合剂:条式和大直径孔珩磨时,一般选用陶瓷结合剂(V)和树脂结合剂(B)外,还采用青铜结合剂(QT),小孔径珩磨条也多采用B和QT结合剂。珩磨轮一般采用树脂结合剂。
4)、硬度:在相同条件下,珩磨油石的硬度应比砂轮的硬度低一些,以保证油石在珩磨过程中自锐性好。普通油石的硬度在J~P(软3~中硬1)选用,金刚石和立方氮化硼油石的硬度在M~S(中~硬1)选用。总之,珩磨油石(轮)的硬度与工件材料的硬度有关。也即是工件材料的硬度高,油石的硬度应低。
5)、浓度:只有金刚石和立方氮化硼为磨料的磨具才规定浓度。它是指1cm3体积中含有金刚石或立方氮化硼磨料的重量(克拉)。常用油石的浓度为150%(6.6克拉/cm3)、100%(4.4克拉/cm3)、75%(3.3克拉/cm3)、和50%(2.2克拉/cm3)四种。它也和工件材料的硬度和磨料粒度有关,硬度高的工件材料和磨料粒度粗,也就选高浓度;反之,就选低浓度。
6)、油石长度和珩磨轮直径:珩磨油石长度一般为1.5倍孔径;珩磨轮直径一般为Φ50~Φ120mm。山东无缝钢管
4、精密钢管珩磨管的珩磨头:深孔珩磨头有以下几种,如图20~21。珩磨头的结构形式,根据不同的需要有很多种,如有珩磨小孔、大孔、锥孔、盲孔和台阶孔。从扩张力分有定压的、手动扩张的。
1 压力冲孔
压力冲孔是将加热的方坯或波浪形钢锭装入圆形模中,然后用压力机驱动冲头在管坯中心部分冲出内孔。一般所冲内孔的面积相当或稍大于坯料与圆形模的间隙,因而变形量很小,延伸系数一般不超过1.1。
2 推轧穿孔
推轧穿孔可以看成是压力冲孔的一种改进形式,即把压力冲孔时的固定圆模改成带圆形孔型的1对轧辊,轧辊由电机驱动。当轧辊旋转将管坯咬入孔型并轧制时,固定在孔型中心位置的冲头便将其穿透成中空的毛管。为了推动轧制,在坯料的尾端需增加一个后推力,因此叫做推轧穿孔。
推轧穿孔是在当时圆连铸工艺尚不成熟,需采用方连铸坯进行穿孔轧管的一种方法,虽然比压力冲孔有了较大改进,但变形量仍然小,所以毛管短且厚,尤其容易产生较大的壁厚不均。因此,在穿孔之后,需要设置斜轧延伸机,以减薄毛管壁厚及延伸毛管长度,并减小毛管壁厚不均程度,但随着圆连铸坯工艺日臻成熟,该方式已逐渐被斜轧穿孔取代。
3 斜轧穿孔
斜轧穿孔是基于圆管坯被2个相互倾斜同向旋转的轧辊咬入并螺旋前进,通过由轧辊、导板(或导辊、导盘)和顶头所构成的孔型将管坯穿成中空的毛管。
实际上,圆管坯被轧辊咬入、旋转并压缩变形螺旋前进,在与顶头接触前,管坯的中心区在拉、压应力反复作用下的塑性变形逐渐发展成疏松,随着疏松的逐渐加重将导致中心破裂而形成“孔腔”(又称“横锻效应”)。因此,需将顶头前端调整在管坯出现疏松而未形成“孔腔”的位置,此时穿孔力能消耗低,工具磨损少,穿出的毛管质量好。如果管坯在已形成“孔腔”后才与顶头接触变形,则很容易在毛管的内孔形成“内折”。
二辊斜轧穿孔是德国曼内斯曼兄弟于1885年发明,并经后人的多次改进与完善,发展至今,斜轧穿孔已成为热轧无缝钢管生产主要的穿孔方式。
斜轧穿孔机的类型:斜轧穿孔机按轧辊数目可分为二辊斜轧穿孔机和三辊斜轧穿孔机。
三辊斜轧穿孔机由于孔型封闭性差,穿孔薄壁管时容易形成尾三角,因而仅局限于生产中厚壁钢管的机组中,如三辊轧机。
二辊斜轧穿孔机按轧辊形状可分为盘式穿孔机、锥形辊穿孔机和桶式或曼式穿孔机。其区别在于其轧辊轴线与轧制中心线的倾角不同,由此造成在变形运动学上的较大差异。
导板、导辊和导盘都是二辊穿孔机的导向装置,其中导板为固定,导辊为隋辊,导盘由马达驱动旋转。它们不仅对穿孔毛管变形过程起到导向,保持毛管中心及轧制稳定的作用,同时也起到限制毛管横向变形的作用。导板、导辊和导盘与轧辊顶头一起组成封闭性穿孔孔型。
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