商成超;赵兴龙
【摘 要】介绍了缸孔珩磨表面品质评定的理论基础,阐述了各个评定参数和发动机性能之间的关系,同时对每个网纹参数超差的原因,进行了理论性分析和总结,并列举和分析了生产中缸孔珩磨网纹参数不符合要求的常见问题.
【期刊名称】《装备制造技术》
【年(卷),期】2012(000)004
【总页数】4页(P134-136,149)
【关键词】发动机;缸孔;珩磨网纹;平台
发动机磨合剂【作 者】商成超;赵兴龙
【作者单位】上汽通用五菱汽车股份有限公司发动机制造部,广西柳州545007;上汽通用五菱汽车股份有限公司发动机制造部,广西柳州545007
【正文语种】中 文
【中图分类】U464.13
缸孔经过镗削后，为提高形状精度和降低表面粗糙度，更好地提高发动机的性能，一般还需要经过粗珩、半精珩、平台珩共3次珩磨。其中，?粗珩主要是形成正确的几何形状，如圆柱型孔和适合后续加工的表面粗糙度，半精珩过后形成均匀的交叉网纹，平台珩削去精珩后的波峰，在孔壁形成平台断面。
缸孔珩磨后的表面品质，需要通过珩磨网纹参数来评定和控制。在众多评定理论中，Abbott-Firestone曲线（轮廓支撑长度率曲线）应用最为广泛。其用粗糙度轮廓深度的函数，表达轮廓支承度率的增长，结合缸孔表面平台网纹自身的特点及缸孔工作状况，确立了各项网纹参数指标。
这些指标可以对缸孔表面的网纹分布、磨合性能、润滑性能等使用性能进行的量化分析，准确的评定珩磨后缸孔的表面品质。
1 Abbott-Firestone曲线的作图方法及理论基础
1.1 Abbott-Firestone曲线介绍
在平面直角坐标系中，横轴表示支撑率（从0%～100%），纵轴表示截距，纵轴的零点对应轮廓高度的最大峰顶线，不同截距线对轮廓曲线进行分割，计算出这些截距的tp值，在坐标系上描出其位置，将这些点圆滑的连接起来，就得到了Abbott-Firestone曲线，如图1所示。
图1 半精珩和平台珩后网纹波形图
1.2 参数定义及对发动机性能的影响
轮廓支撑长度率为40%的切线，将曲线分成3个区域：波峰区，中心区，波谷区。通过一组基于轮廓支承长度率曲线的参数（如图2所示），结合缸孔实际工作情况，评定珩磨后缸孔表面网纹品质。
图2 轮廓支撑长度率曲线
（1）Rpk简约峰高，即轮廓峰的平均高度。当发动机开始运行时，这一部分将很快被磨损掉，被磨损的时间，即发动机的磨合时间。
（2）Rk核心深度，即轮廓峰和轮廓谷之间的轮廓深度。是缸孔与活塞长期的工作表面，该参数的大小，直接影响发动机的运转性能和使用寿命。
（3）Rνk简约谷深，即轮廓谷的平均深度。可理解为深入工件表面的沟槽深度，发动机工作时，沟槽储油，并形成油膜，提高了缸孔的耐磨性能，也能大幅度降低油耗。
（4）Mr1轮廓支承长度率，可理解为轮廓峰部分占整个轮廓的百分比。其值是缸孔进入长期工作表面的上限值。
（5）Mr2轮廓支承长度率，可理解为轮廓峰与核心轮廓部分占整个轮廓的百分比。其值是缸孔进入长期工作表面的下限值，其数值的大小，不但决定了磨损量，还决定了深沟槽的贮油、润滑能力。
图中参数的确定，需要使用一条回归线，回归线的40%以上的部分是tpc曲线上的点构成，回归线在纵坐标方向上的差值平方最小，回归线与纵轴两交点之间的垂直距离，即为核心粗糙度深度Rk，两交点对应的截线位置即为Mr1、Mr2对应的截线位置。
2 珩磨后表面网纹参数的调整方法
2.1 Rpk超差
Rpk超上差，可能是平台珩的压力小，或者平台珩的时间短，可加大平台珩压力和增加平台珩的时间来解决，但也有可能使得Mr1超差。如果Rpk超差的同时，Rz、Rνk、Rk都较大时，可适当地减少半精珩的时间来减小Rpk值。Rpk超下差，可能是平台珩压力过大，或者平台珩时间过长，也可能是半精珩压力过高、半精珩的砂条硬度过高。
2.2 Rk超差
Rk超上差，即Mr1和Mr2的截距差过大了，其主要原因是平台珩的压力小，或者平台珩的时间短，也可能是半精珩的压力过高，沟槽数量过多，间接地说，就是砂条浓度高或砂条基体软。Rk超下差，即Mr1和Mr2的截距差过小了，其主要原因是平台珩的压力大，或者平台珩的时间长，也可能是半精珩的压力过低，沟槽数量过少，间接地说是砂条浓度低或砂条基体硬。
2.3 Rνk超差
Rνk超上差，说明半精珩的压力过高，砂条基体软或者粒度大。Rνk超下差，说明半精珩的
压力过低，砂条基体硬或者粒度小。
2.4 Mr1超上差
主要原因是平台珩的压力过大，或者平台珩的时间过长。
2.5 Mr2超差
Mr2超上差，因为Mr2是某一点的tp值，也就意味着在这个切割深度时，沟槽的总宽度较小。可通过增大半精珩压力或者减小平台珩压力和时间来解决。Mr2超下差，意味着在这个切割深度时，沟槽的总宽度较大。可通过减小半精珩压力或者减增加平台珩压力和时间来解决。
以上对于各个网纹参数的超差调整，做了简要的、指导性的分析，在实际加工过程中，情况复杂，需结合具体情况进行综合分析。
3 生产中常见的网纹参数超差问题
从生产的经验来看，珩磨后网纹参数达不到要求的原因较多，如砂条、珩磨过滤系统、在
线测量的反馈系统等问题，以及珩磨余量、珩磨时间、涨刀压力等加工参数等设置不合理，都会导致珩磨后网纹参数达不到要求，下面列举一些常见的问题进行说明。
3.1 砂条
（1）珩磨砂条太软，平台珩时磨粒易脱落，抛光作用差。砂条太硬，已磨耗的磨粒不易脱落，自锐性不良，砂条表面易堵塞，切削性能低甚至消失，工件表面品质差。图3为过硬的平台珩砂条珩磨后的缸孔表面网纹测量结果。从网纹图形可看出，平台珩没有发挥其有效的切削性能，导致Rz、Rνk等超上差。
图3 砂条自锐性差导致网纹参数不合格测量数据
（数据中Act表示粗糙度的实际测量值，LT表示该粗糙度的下公差，UT表示该粗糙度的下公差,<>标识超差量。文章中的其他网纹测量数据，可参考图3的文字说明）
图4为平台砂条存在较大未脱落的砂粒，致珩磨后缸孔表面有深刮痕。
图4 缸孔表面有深刮痕照片；显微镜观察下的平台珩砂条存在较大砂粒未脱落照片
（2）砂条结合剂选择不合理。目前常用的粘合剂，有树脂结合剂和青铜结合剂。前者主要用于低粗糙度珩磨，因易受碱的侵蚀，珩磨时应避免用含碱的冷却液。后者强度高，耐磨性好，自锐性较差，用于脆、硬材料或韧性材料的粗珩。
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