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關於搪磨的五個常見問題


原文:https://www.mmsonline.com/blog/post/answering-five-honing-faqs
作者:DEREK KORN   (現代機械車間執行編輯)
中文翻譯:SEYA編輯部



搪磨通常會使用於,使圓孔達到精確尺寸及指定的表面光澤度的加工作業。透過這家搪磨設備製造龍頭,在此回答有關搪磨加工過程的五個常見問題。

孔加工作業作為最常見的加工作業之一,製造商提供了很多種加工選擇。根據孔徑和表面光潔度公差,可以選擇鑽孔、銑削、電火花加工(EDM)或綜合以上CNC加工,以達到高質量的效果。

例如,由0.5英寸鑽頭鑽出來的孔,孔徑範圍可能為±0.002英寸、或大於0.006英寸。但連續擴孔作業則可以產生更光滑的表面光潔度,並且孔徑在±0.0002英寸以內。對孔進行擴孔或鏜孔可達到類似的結果,而EDM則更為精確,可產生±0.0005英寸的孔徑。 

 

根據Sunnen的說法,通常需要珩磨以實現±0.0002英寸或更小的孔徑
公差,並具有高質量的表面光潔度。 (所有照片:Sunnen)



然而,對於表面粗糙度和精度要求高的話,則可以選擇搪磨。根據搪磨設備製造商Sunnen提供給本文的信息表示,電火花加工(EDM)的孔通常還需要再進一步處理,才能使表面更光滑。其過程也相對較慢。而透過鏜孔或擴孔加工後的效果,雖然能產生高質量的結果,但並非始終如一。

搪磨則可以全部實現上述的要求:穩定的實現±0.0002英寸或更小的孔徑公差,並同時具有高質量的表面光潔度。

搪磨是一種精加工工序,使用裝有磨料的旋轉工具(心軸),在孔中以進出的方式作動。在此過程中,磨料會擴張,一點一點的去除工件,使孔達到適當的尺寸和面粗度。最終的表面會呈現,峰谷縱橫交錯的交叉型態。而油能附著在表面的溝谷裡,在連接作業時保持潤滑,例如發動機氣缸內的活塞作動。 


儘管搪磨作業已經發明了很多年,也漸漸發展起來,但使用者仍然有一些疑問需要解惑。以下是最常見的五個關於搪磨的疑問:


 

     1.搪磨通常會應用在哪方面的作業?

像是發動機氣缸和氣缸套,為了能確實密封活塞環,就會需要搪磨。柴油發動機的燃油系統零件也經常需要搪磨,因為搪磨可以更嚴格地控制孔及配件之間的間隙。

由此產生的燃油系統高壓意味著更多的燃油被霧化,燃油被充分利用,從而提高了燃油效率和發動機性能,並降低了碳排放量。

 


應根據加工需求選擇搪磨工具
 

搪磨也經常使用於液壓的插裝閥 (例如重型設備、農業機械以及航空航天飛行和起落架控制系統)因為液壓閥體和滑閥之間的間隙要很緊密,以減小所需的密封面積。搪磨還可以為油封創造適當的表面光潔度,並透過減少間隙來防止油洩漏。

搪磨也能改善了膛線操作之前的槍孔直徑大小和槍管的表面光潔度。如此一來,可確保步槍射擊一致,以獲得更好的射擊效果。該過程對於齒輪、小型發動機、制動鼓、壓縮機、油氣流量計管路以及許多其他應用也很有用。



     2.搪磨可以解決哪些不利的鑽孔條件?

可以解決很多鑽孔問題。包括孔徑、喇叭口、波紋度、錐度、彩虹變色、桶形、鉸刀顫動、鏜孔和不圓孔。形狀經過搪磨改善後,能讓配件連接時更安靜、更有效地作動。

搪磨也可以校正前段加工所引起的誤差,因為它不需要夾具或校準,並且孔的長度沒有限制。


其他加工過程(例如打磨和鏜孔)可能會使金屬的表面下裂至0.002英寸的深度。此外,刀具磨損也會導致加工時孔面的加工硬化。

搪磨則是一個較溫和的加工方式,過程產生的熱量很少,可避免使孔變形。





     3.搪磨可以達到哪種程度的表面光潔度?

搪磨可以精確控制表面光潔度、質地和外觀。可以透過改變搪磨工具的主軸速度和前進速度,來調整交叉紋路的角度。

有些會要求孔中的交叉紋路角度要大,而另一些則會要求角度要小。交叉紋路的深度及粗糙度,則是取決於搪磨砥石中磨料粒度的大小。

粒度越大,表面越粗糙。使用粒度極細的磨料,便可以實現幾乎看不見表面紋路的鏡面拋光。

 


搪磨適用於大規模量產的自動化機器


如前所述,搪磨所產生的交叉紋路對於像發動機汽缸孔之類的應用是有利的,交叉紋可以保留一些機油在表面上,能適當的幫助活塞環的潤滑及密封性。若機油不能很好地沾附在光滑的氣缸孔表面上,可能會導致部件過早磨損或故障。

如果需要,可以使用專用工具進行第二次搪磨,循著第一次紋路來進行高峰拋光,讓紋路的高峰更加平均,而谷深則不變。大多數發動機汽缸都會經過高峰拋光,這能增加缸孔表面的支撐面積。 

 


這意味著,將不再需要活塞的「磨合」過程,而且之前所磨掉的細微高峰不會在啟動時進入機油中。



     4.要如何建立有效、一致的搪磨過程?

就像CNC加工一樣,要開發或優化搪磨作業時必須先解決各種問題:


工件的材料、尺寸和形狀如何?

要多少產量?

工件的去除量是多少?

成品的孔公差是多少?

所要求的表面光潔度又是多少程度?



這些問題的答案,將會影響如何選擇合適的機器、固定裝置、工具、磨石、搪磨油或冷卻劑;以及搪磨過程中的加工參數,如主軸的轉速或進給速度。搪磨石的選擇,則要根據工件材質、要求公差和預計的去除量來選擇。磨石的規格與銑刀、車刀的規格一樣,依據磨料、粒度和結合劑而有非常多種規格可選擇。



     5.潤化劑對搪磨的影響?

搪磨油和水基冷卻劑可提供加工過程所需要的潤滑。並能帶走切屑,將新的磨料帶到磨石表面,來保持最佳的切削效果。

富含表面活性劑的高品質搪磨油,則可提供必要的潤滑性,來提高搪磨的施力,以至於能使用更硬的磨料,或使用更快的切削速度進行磨削。而潤滑劑與硫磺極壓添加劑一起使用的話,可防止工件融黏和撕裂。也能同時清潔磨石,從而得到一致的表面光潔度。特殊配製的搪磨油也可用於一些嚴苛的加工條件中,例如容易產生刮傷的加工條件。

搪磨油有各種不同的配方,且具有各種粘度。對環境友善的環保油,則是以100%植物為基礎。

 


搪磨油有各種不同的配方,且具有各種粘度



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