加工坦克發動機缸套的最后一道工序——珩磨工序的質量和精度要求較高，其中要求內孔尺寸精度IT6級，內孔圓度0.015mm，平行度0.03mm(由上道工序保證)，表面粗糙度Ra0.05μm。采用傳統珩磨工藝加工時，產品質量不穩定，難以達到精度要求。為解決這一問題，筆者研制了直徑f150mm的超聲珩磨系統樣機，采用該珩磨機樣機的缸套試件可滿足加工技術要求。

　　1、樣機結構原理

　　本樣機是根據兵總616廠的生產要求立項預研的。樣機的超聲珩磨系統結構見圖。系統由超聲波發生器、頻率計、超聲珩磨裝置等組成。超聲珩磨裝置由聲振系統(換能器、變幅桿、工具聲振系統)、珩磨頭部、漲芯部、動力傳遞部、碳刷、浮動連接部、機殼部等組成，其工作原理是由超聲波發生器將50Hz交流電轉換為超聲頻的電振蕩，由換能器將超聲頻的電振蕩轉換為超聲頻的機械振動。由于該機械振動振幅較小，僅為4μm左右，不能直接用于機械加工，因此需要通過變幅桿將振幅放大，并將振動傳給聲振子系統，由聲振子系統帶動其上的油石產生縱向振動，從而實現在普通珩磨基礎上附加超聲振動的超聲振動珩磨加工。

1.聲振系統 2.珩磨頭部 3.漲芯部 4.動力傳遞部 5.碳刷 6.機殼 7.浮動連接部
圖 超聲珩磨系統結構簡圖

　　2、參數的優選

　　通過珩磨試驗，對樣機的超聲珩磨系統所用油石條參數和工藝參數進行優選。試驗用缸套材料為38CrMnA，滲氮淬火硬度>80HRA，缸套尺寸為φ150×277mm。

　　1) 粗珩

　　對7種油石條進行了粗珩試驗，油石條參數見表1。

表1 粗珩油石條參數

　　優選油石條參數：參數序號2(國產油石條，JR、120#、Q、100%)的粗珩效果較好，優于其它參數，但油石條需采用燒結方式，工藝較復雜;參數序號7(進口油石條，TL+JR、120#、組合配方)為超軟的大氣孔油石條，珩磨效果尚可。

　　優選工藝參數：主運動速度v1=20m/min;往復運動速度v2=15m/min。

　　2) 精珩

　　分別選用6種油石條進行精珩試驗，油石條參數見表2。

表2 精珩油石條參數

　　優選油石條參數：參數序號2(JR、W20、S、75%)加工性能最佳;參數序號5(CBN、W20、S、75%)也能達到Ra0.05μm以下的表面粗糙度值,但加工效率較低。

　　優選工藝參數：主運動速度v1=50m/min;往復運動速度v2=23m/min。

　　油石連接方式采用高性能膠粘劑粘接，方法簡便快捷。

　　3、樣機性能試驗

　　將超聲珩磨系統樣機安裝于M4215立式珩磨機上，經過約一年半時間的珩磨性能試驗，最長連續工作時間超過8小時。試驗證明，樣機運行穩定，工作可靠，使用方便，完全可以滿足坦克發動機缸套珩磨的要求。可達到技術指標:尺寸公差穩定控制在0.025mm以內(IT6級即?150+0.025)，表面粗糙度穩定控制在Ra0.05μm以下。

　　珩磨后工件的表面粗糙度實際檢測結果為：定位端(厚端)Ra=0.0213μm;距定位端100mm處Ra=0.021μm;薄壁端(薄端)Ra=0.0412μm。