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    機械零件表面的精整與光飾
        機械零件投入機械加工的每張圖紙都有去毛刺的技術要求,去毛刺工序,工藝人員往往無法編制工藝文件,通常采用銼刀、布輪、砂布、砂帶等辦法來去除毛刺。隨著科學技術的進步和生產的發展,人工去毛刺已不能適應現代市場竟爭的產品質量和生產方式的要求,光整加工技術逐步取代了傳統的去毛刺工藝,而且越來越被人們所重視,目前有些先進企業機械零件的精整與光飾已被技術人員編入圖紙技術要求的內容,并形成了標準工序。 

        自由磨具表面光整加工技術 

        自由磨具表面光整加工技術包括旋流式、離心式、叉軸式、臥式四大系列,及十幾種機型及相應的磨料磨液輔料,經數百種機械零件的精整與光飾的工藝試驗研究,取得了較好效果。取得了較好的經濟效益和社會效益。 

        自由磨具光整加工注意事項 

        滾磨光整加工技術的實用工藝過程是: 

        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。如果工件上油污進入,磨塊切削力明顯減弱,磨劑作用會降低、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被光整零件件的結構形狀、尺寸大小及光整要求選擇或確定設備形式、設備規格、工藝用料、工藝參數等內容。 

        ◆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、機械篩選、振動篩選、手工電磁分選和傳送帶式磁力分選,可根據實際情況選用。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。 

        大量工藝試驗發現,工件經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腐蝕所必須的一層電解質溶液。水的電離度雖小,但仍可電離成H+和[OH]-,這種電離過程隨溫度升高而加快。同時水中還溶解有CO2、SO2等,都極易與水結合。 

        H2O→H++[OH]- 

        CO2+H2O→H2CO3→H++[HCO3]- 

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

        2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 

        由此看來,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型甩干機,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。機床、磨料和夾具是磨粒流加工的三個要素: 

        ◆擠壓研磨機床: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零件的壁面和大通道進行均勻研磨;低粘度磨料用于對零部件邊角倒圓和小通道進行研磨; 

        ◆夾具:使零件定位,并引導磨料到達被加工部位,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,除設備以外,還包括磨料的選擇、擠壓力的大小、循環次數、夾具的合理設計等。 

        優點:擠壓研磨是對金屬材料進行微量去除,對零件內腔交叉部位去毛刺并倒圓,達到精細加工的目的。磨粒流加工具有精確性、穩定性和靈活性。廣泛用于汽車業和各種生產制造業。它最根本的優點是:可以通達零件復雜而難以進入的部位;拋光表面均勻、完整;批量零件的加工效果重復一致。這些加工特點使零件性能得到改善,壽命延長,同時減免繁雜的手工勞動,大大降低勞動強度。如汽車進氣管,手工拋光其內表面時,只能先切割開,拋光后再焊接起來。而用磨粒流加工方法,不需要切割打開就可以完成內表面拋光。除了作為一種拋光手段,磨粒流工藝還可以對一些表面形狀公差、質量要求極其嚴格的零件進行微量磨削加工。 

        應用: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:進排氣管、進氣門、增壓腔、噴油器、噴油嘴、氣缸頭、渦輪殼體和葉片、花鍵、齒輪、制動器等。如:粗糙的氣缸頭鑄造件在專門的二工位磨粒流生產線上,每小時生產量可達到30件,粗糙度從Ra4μm或Ra5μm達到Ra0.4μm,可使廢氣排放量減少7%,發動機功率增加6%,行駛里程數增加5%。 

        近年來研制開發出的微孔磨粒流機床,在加工噴油嘴方面獨樹一幟。它根據擠出壓力、磨料溫度和粘度之間的關系,進行復雜的程序運算。加工過程中,當噴油嘴的設定流量到達時,加工即自動停止。加工時間在10秒左右,流量散差可控制在±1%。與此加工設備配套的還有流量測試儀以及高壓清洗設備。這些設備可根據用戶需要,提供單工位或多工位的。也可以是帶機械手連接,包括加工、測量、清洗的全套系統。 

        機械零件投入機械加工的每張圖紙都有去毛刺的技術要求,去毛刺工序,工藝人員往往無法編制工藝文件,通常采用銼刀、布輪、砂布、砂帶等辦法來去除毛刺。隨著科學技術的進步和生產的發展,人工去毛刺已不能適應現代市場竟爭的產品質量和生產方式的要求,光整加工技術逐步取代了傳統的去毛刺工藝,而且越來越被人們所重視,目前有些先進企業機械零件的精整與光飾已被技術人員編入圖紙技術要求的內容,并形成了標準工序。 

        自由磨具表面光整加工技術 

        自由磨具表面光整加工技術包括旋流式、離心式、叉軸式、臥式四大系列,及十幾種機型及相應的磨料磨液輔料,經數百種機械零件的精整與光飾的工藝試驗研究,取得了較好效果。取得了較好的經濟效益和社會效益。 

        自由磨具光整加工注意事項 

        滾磨光整加工技術的實用工藝過程是: 

        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。如果工件上油污進入,磨塊切削力明顯減弱,磨劑作用會降低、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被光整零件件的結構形狀、尺寸大小及光整要求選擇或確定設備形式、設備規格、工藝用料、工藝參數等內容。 

        ◆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、機械篩選、振動篩選、手工電磁分選和傳送帶式磁力分選,可根據實際情況選用。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。 

        大量工藝試驗發現,工件經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腐蝕所必須的一層電解質溶液。水的電離度雖小,但仍可電離成H+和[OH]-,這種電離過程隨溫度升高而加快。同時水中還溶解有CO2、SO2等,都極易與水結合。 

        H2O→H++[OH]- 

        CO2+H2O→H2CO3→H++[HCO3]- 

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

        2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 

        由此看來,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型甩干機,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。機床、磨料和夾具是磨粒流加工的三個要素: 

        ◆擠壓研磨機床: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零件的壁面和大通道進行均勻研磨;低粘度磨料用于對零部件邊角倒圓和小通道進行研磨; 

        ◆夾具:使零件定位,并引導磨料到達被加工部位,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,除設備以外,還包括磨料的選擇、擠壓力的大小、循環次數、夾具的合理設計等。 

        優點:擠壓研磨是對金屬材料進行微量去除,對零件內腔交叉部位去毛刺并倒圓,達到精細加工的目的。磨粒流加工具有精確性、穩定性和靈活性。廣泛用于汽車業和各種生產制造業。它最根本的優點是:可以通達零件復雜而難以進入的部位;拋光表面均勻、完整;批量零件的加工效果重復一致。這些加工特點使零件性能得到改善,壽命延長,同時減免繁雜的手工勞動,大大降低勞動強度。如汽車進氣管,手工拋光其內表面時,只能先切割開,拋光后再焊接起來。而用磨粒流加工方法,不需要切割打開就可以完成內表面拋光。除了作為一種拋光手段,磨粒流工藝還可以對一些表面形狀公差、質量要求極其嚴格的零件進行微量磨削加工。 

        應用: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:進排氣管、進氣門、增壓腔、噴油器、噴油嘴、氣缸頭、渦輪殼體和葉片、花鍵、齒輪、制動器等。如:粗糙的氣缸頭鑄造件在專門的二工位磨粒流生產線上,每小時生產量可達到30件,粗糙度從Ra4μm或Ra5μm達到Ra0.4μm,可使廢氣排放量減少7%,發動機功率增加6%,行駛里程數增加5%。 

        近年來研制開發出的微孔磨粒流機床,在加工噴油嘴方面獨樹一幟。它根據擠出壓力、磨料溫度和粘度之間的關系,進行復雜的程序運算。加工過程中,當噴油嘴的設定流量到達時,加工即自動停止。加工時間在10秒左右,流量散差可控制在±1%。與此加工設備配套的還有流量測試儀以及高壓清洗設備。這些設備可根據用戶需要,提供單工位或多工位的。也可以是帶機械手連接,包括加工、測量、清洗的全套系統。
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