珩磨質(zhì)量評(píng)估#精選

1、缸孔珩磨質(zhì)量評(píng)估缸孔是發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的重要組成部分，珩磨質(zhì)量優(yōu)劣對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的磨合時(shí)間，油耗 和排放等都起著至關(guān)重要的作用缸孔是發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的重要組成部分， 珩磨質(zhì)量優(yōu)劣對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的磨合時(shí)間、 油耗 和排放等都起著至關(guān)重要的作用。目前，缸孔珩磨精度的評(píng)價(jià)仍沒有統(tǒng)一的國際 標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，本文對(duì)常見的幾種缸孔珩磨精度評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了分析和比較。缸孔珩磨技術(shù)作為內(nèi)燃機(jī)缸孔（或缸套）精加工的一種工藝，早期主要用于 高壓縮比的柴油機(jī)，近些年隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，在汽油機(jī)上也得到了廣泛 的應(yīng)用。從20世紀(jì)80年代的粗珩、精珩兩級(jí)珩磨已經(jīng)發(fā)展到了粗珩、 精珩和平 臺(tái)珩磨（通常也稱“平頂珩磨”）三級(jí)珩磨技術(shù)，使發(fā)動(dòng)

2、機(jī)的壽命、油耗及排放 等得到了進(jìn)一步改善。缸孔各級(jí)珩磨的作用粗珩，也是缸孔珩磨的第一步，為預(yù)珩階段，主要用于去除余量，消除精鏜 加工的刀痕，形成幾何形狀正確的圓柱形孔和適合后續(xù)珩磨加工的基本表面粗糙 度，形成圖1中的基本形狀C。圖2? 0? 2缸孔平頂珩磨的表面狀態(tài)及輪廓曲線精珩是缸孔珩磨的第二步，主要在缸孔表面形成清晰可見的、 對(duì)稱的且均勻 的網(wǎng)紋，并在微觀輪廓上形成具有一定數(shù)量和深度的溝槽， 形成圖1中的B形狀, 這也是缸孔長期工作時(shí)與活塞接觸的部分。缸孔珩磨的第三步為平臺(tái)珩，是目前廣泛采用的三級(jí)珩磨中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。 典型的平臺(tái)珩磨技術(shù)是在缸孔表面形成一種特殊的結(jié)構(gòu)（見圖2），這種結(jié)構(gòu)由具

3、有儲(chǔ)油功能的深槽及深槽之間的微小支承平臺(tái)表面組成，有著很多優(yōu)點(diǎn)，如： 良好的表面耐磨性、油膜儲(chǔ)存性，可使用低摩擦力的活塞環(huán)；降低機(jī)油消耗；減 少磨合時(shí)間（幾乎可省掉）；減少摩擦導(dǎo)致的功率損耗。平臺(tái)珩磨的余量通常為35mm以使精珩產(chǎn)生的微觀凸起（見圖1中A部 分）磨掉，以形成一個(gè)個(gè)小平臺(tái)，這些小平臺(tái)也就是平臺(tái)支承表面，該表面粗糙 度很高，同時(shí)具有較高、較好的輪廓支撐長度率（以下簡稱“支撐率”）。平臺(tái) 珩磨的采用大大縮短甚至是免除了缸孔的磨合期。圈4吹耐祇度刪？雖然精珩和平臺(tái)珩磨為兩個(gè)工步，但是要想獲得理想的表面平臺(tái)網(wǎng)紋結(jié)構(gòu)， 對(duì)精 珩和平臺(tái)珩的同軸度要求很高，因此通常將兩個(gè)階段合并成一次加工來實(shí)

4、現(xiàn)。通 過設(shè)計(jì)成有雙進(jìn)給裝置和裝有精珩、平臺(tái)珩兩種珩磨條的珩磨頭，一次裝夾即可 完成精珩和平臺(tái)珩，消除了重復(fù)定位誤差的影響。缸孔珩磨質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)缸孔珩磨主要是修正缸孔的幾何形狀精度并制造適合活塞運(yùn)動(dòng)的表面，不會(huì)對(duì)位置精度產(chǎn)生任何影響。因此，缸孔珩磨質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)包含孔徑、圓度、圓柱 度、網(wǎng)紋夾角、反映微觀不平度的表面粗糙度 Rz、波紋度以及支撐率等。對(duì)于 支撐率的要求通常鉆、鉸和鏜等切削方式無法實(shí)現(xiàn)，只能采用珩磨的工藝方法實(shí) 現(xiàn)，因此符合支撐率的精度要求也是采取珩磨工藝的決定性因素。1.輪廓支撐長度率曲線20世紀(jì)80年代初人們提出了一個(gè)關(guān)于 Abbott-Firestone 曲線的線性模型，用

5、于反映缸孔與活塞間的接觸狀態(tài)，這個(gè)評(píng)定的曲線被稱為輪廓支撐長度率曲線（以下簡稱“支撐率曲線”），反映了在缸孔表面不同深度實(shí)體占總評(píng)定長度的 百分比。如圖3所示，其定義形式是在一個(gè)取樣長度 L內(nèi)，獲取最大峰、谷距離 差（Ry）,距最大峰頂任取距離C,被距離C所在直線切割后各“山”剩余線段為bl, b2bn,計(jì)算得支撐率（tp ）。以tp為橫坐標(biāo)、Ry為縱坐標(biāo)建立坐標(biāo)系，每取一個(gè)C值都對(duì)應(yīng)一個(gè)tp值，即生成支撐率曲線（見圖4）。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，缸孔表面實(shí)體部分用于支撐活塞的運(yùn)動(dòng)， 而非實(shí)體部分則充滿了 燃燒介質(zhì)，因此支撐率曲線是反映耐磨性和潤滑性的綜合曲線，與表面深度有著 較為復(fù)雜的關(guān)系，應(yīng)從多個(gè)角

6、度分析：（1）從支撐活塞、活塞環(huán)運(yùn)動(dòng)的角度：支撐率越高耐磨性越好，這也是初期磨 合的原因磨掉高點(diǎn)，增大支撐率。（2）從潤滑的角度：要減少動(dòng)力損失、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，儲(chǔ)油量多較好，而儲(chǔ)油面積 大則存在燃燒介質(zhì)燃燒時(shí)損耗大的問題，即非支撐部分所占的比例應(yīng)在一個(gè)較合 理的區(qū)間內(nèi)。因此，在工作初期支撐率較小時(shí)，由于儲(chǔ)油量及面積大，油量消耗 相對(duì)較大。而當(dāng)缸孔磨損到一定程度，一方面缸孔孔徑變大，另一方面缸孔內(nèi)壁 變得光滑，儲(chǔ)油量小，潤滑性差。（3）從動(dòng)態(tài)的角度：由于活塞的運(yùn)動(dòng)，缸孔存在著實(shí)時(shí)微量磨損，因此支撐率 是一個(gè)動(dòng)態(tài)的指標(biāo)，隨著工作時(shí)間的延長，磨損量將帶來實(shí)際支撐率的變化以及 儲(chǔ)油量及儲(chǔ)油面積的變化。WK

7、 111L' JR.d線回歸線2.輪廓支撐長度率曲線評(píng)定方法目前主要采用兩種表示方法來反映支撐率，即:支撐率范圍與表面深度法，核心剖面深度Rk系列參數(shù)。但無論采用哪種評(píng)價(jià)方法都離不開支撐率曲線，而曲線 并非符合某一特定函數(shù)，因此，兩種評(píng)價(jià)方法之間沒有準(zhǔn)確的換算關(guān)系， 這也給 對(duì)比研究支撐率帶來了不小的難度。（1）支撐率范圍與表面深度表示法（日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JISB0601）又稱R&C法，主要 以某兩個(gè)支撐率為分界點(diǎn)將支撐率曲線分為3個(gè)區(qū)（見圖5）：初期損耗區(qū)tp（Co）、穩(wěn)定工作區(qū)tp（Cn）-tp（Co）及光滑磨損期tp（Cn）。然后將分界點(diǎn)狀態(tài)時(shí)應(yīng)滿足的表面深度進(jìn)行限定，從而約

8、束缸孔表面形態(tài)。由于這種評(píng)價(jià)方法 采取的方式為“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”（如90%對(duì)1%），受曲線穩(wěn)定性的影響大，小范圍變 動(dòng)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果擾動(dòng)大。因此，對(duì)于重要表面（缸筒）的評(píng)價(jià)還要追加表面狀態(tài)、 網(wǎng)紋均勻度及網(wǎng)紋毛刺等評(píng)價(jià)。這種評(píng)價(jià)方法對(duì)執(zhí)行者的經(jīng)驗(yàn)要求較高，在日系 發(fā)動(dòng)機(jī)的缸孔評(píng)價(jià)中較常見，設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)見表 1。但是由于R&C法的評(píng)價(jià)方式受人 為因素影響較大，目前新研發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)已很少使用。表1 R&C法的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)tp ICn)tp (Cb)Go Cft/說陰20% 1%0.3 13初期損耗區(qū)間80% 1%0.8 20恢期曆杼區(qū)間97% - 1%t.2 - 2.8光潸曆損區(qū)間（2）核心剖面深度Rk

9、系列參數(shù)（德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN4776）核心剖面深度Rk系列 參數(shù)法有Mr1、Mr2、Rpk、Rvk、Rk、Vo和K共7個(gè)評(píng)價(jià)參數(shù)，其中前5個(gè)參數(shù) 評(píng)價(jià)曲線形狀，后2個(gè)參數(shù)用于評(píng)價(jià)儲(chǔ)油狀態(tài)。Rk系列參數(shù)是在支撐率曲線上 沿tp值方向抽取40%位置上做曲線線性回歸線 L?；貧w線與0時(shí)縱坐標(biāo)相交于 a點(diǎn)，以a點(diǎn)作橫坐標(biāo)平行線與支撐率曲線相交于 c點(diǎn)，L于100%寸縱坐標(biāo)相交 于b點(diǎn)，以b點(diǎn)作橫坐標(biāo)平行線與支撐率曲線相交于 d點(diǎn)（見圖6）從而生成各項(xiàng) 參數(shù)。Rk系列參數(shù)說明如下：尖峰高度Rpk,即表面深度a以上的區(qū)域。它反映的是缸孔粗糙度輪廓峰的高度， 這部分是在發(fā)動(dòng)機(jī)初期運(yùn)行中，由于支撐率小而很快磨

10、損掉的部分。因此，Rpk也意味著缸孔進(jìn)入正常工作狀態(tài)前的磨合量及磨合時(shí)間越小越好。溝痕深度Rvk，即表面深度b以下的區(qū)域。該部分儲(chǔ)油量使缸孔與活塞間形成潤 滑油膜，并且其反映出的儲(chǔ)油深度也對(duì)油耗有著非常重要的影響。核心剖面深度Rk部分是發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔正常運(yùn)行時(shí)期，為 Rpk與Rvk之間的區(qū)域。 較好的曲線狀態(tài)是在支撐變化區(qū)間內(nèi)表面深度變化較?。椿貧w線L斜率絕對(duì)值趨向0）、缸孔磨損小，這在提高運(yùn)轉(zhuǎn)性能及延長缸孔使用壽命方面起著至關(guān)重 要的作用。*2部分型號(hào)發(fā)功UI廠苗剎忑的支揮辜要求甲丙T先峰高度齊00.300.50 - 0250 0.30.8 - 1615-3.&1 - 21 -2垓心剖

11、茴臊便配0.3 - 1 00.6 L40 - 0.70 3 - 1.0尖峰材料比率Mrl0-7%2% - 10%07%.溝掖橋料比宰尿2恣-翩尖峰材料比率Mr1，即圖6中c點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的支撐率。其所反映的支撐率是開始進(jìn) 行發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)缸孔與活塞的實(shí)際接觸面積比例。這也是缸孔加工水平及性 能的重要參數(shù)之一，同Rpk 一樣也是越小越好。溝痕材料比率Mr2,代表著發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)束正常工作、缸孔基本到達(dá)使用壽命的點(diǎn)， 為圖中d點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的支撐率。它不僅反映了缸孔可以磨損的極限， 同時(shí)也反映了 工作表面以下的儲(chǔ)油及潤滑能力。儲(chǔ)油量Vo,為Mr2以下的部分每平方厘米所能儲(chǔ)存的油量，它近似為一個(gè)三角 成的面積：Vo=( 100- Mr2 ) X Rvk/200。有效支撐區(qū)域的儲(chǔ)油深度比率 K=Rvk/Rk, K值越大潤滑性能越好。相比R&C法，核心剖面深度Rk系列參數(shù)法對(duì)輪廓支撐率曲線整體趨勢、局部變 化都能夠良好的把握，測量結(jié)果更綜合、評(píng)價(jià)也更客觀。因此核心剖面深度 Rk 系列參數(shù)法在中國各大汽車制造商中被廣泛采用。 表2所示為中國部分型號(hào)發(fā)動(dòng) 機(jī)廠商的制定的支撐率要求 。結(jié)語缸孔珩磨精度的評(píng)價(jià)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程， 不僅受珩磨方式的約束， 也受評(píng)價(jià) 方式的制約， 并且不同產(chǎn)品的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油消耗量目標(biāo)值