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什么是研磨?研磨加工的基本原理是什么?

研磨是一种微量加工的工艺方法,研磨借助于研具与研磨剂(一种游离的磨料(金刚砂,棕刚玉白刚玉)),在工件的被加工表面和研具之间上产生相对运动,并施以一定的压力,从工件上去除微小的表面凸起层, 以获得很低的表面粗糙度和很高的尺寸精度、几何形状精度等,在模具制造中,特别是产品外观质量要求较高的精密压铸模、塑料模、汽车覆盖件模具应用广泛。

1、研磨的基本原理

1)物理作用:

研磨时,研具的研磨面上均匀地涂有研磨剂,若研具材料的硬度低于工件,当研具和工件在压力作用下做相对运动时,研磨剂中具有尖锐棱角和高硬度的微粒,有些会被压嵌入研具表面上产生切削作用(塑性变形),有些则在研具和工件表面间滚动或滑动产生滑擦(弹性变形)。这些微粒如同无数的切削刀刃,对工件表面产生微量的切削作用,并均匀地从工件表面切去一层极薄的金属。同时,钝化了的磨粒在研磨压力的作用下,通过挤压被加工表面的峰点,使被加工表面产生微挤压塑性变形,从而使工件逐渐得到高的尺寸精度和低的表面粗糙度。

2)化学作用:

而当采用氧化铬、硬脂酸等研磨剂时,在研磨过程中研磨剂和工件的被加工表面上产生化学作用,生成一层极薄的氧化膜,氧化膜很容易被磨掉。研磨的过程就是氧化膜的不断生成和擦除的过程,如此多次循环反复,使被加工表面的粗糙度降低。

2、研磨的应用特点

1)表面粗糙度低:研磨属于微量进给磨削,切削深度小,有利于降低工件表面粗糙度值。加工表面粗糙度可达Ra0 。01μm。

2)尺寸精度高:研磨采用极细的微粉磨料,机床、研具和工件处于弹性浮动工作状态,在低速、低压作用下,逐次磨去被加工表面的凸峰点,加工精度可达0 。1μm~0 。01μm。

3)形状精度高:研磨时,工件基本处于自由状态,受力均匀,运动平稳,且运动精度不影响形位精度。加工圆柱体的圆柱度可达0 .1μm。

4)改善工件表面力学性能:研磨的切削热量小,工件变形小,变质层薄,表面不会出现微裂纹。同时能降低表面磨擦系数,提高耐磨和耐腐蚀性。研磨零件表层存在残余压应力,这种应力有利于提高工件表面的疲劳强度。

5) 研具的要求不高:研磨所用研具与设备一般比较简单,不要求具有极高的精度;但研具材料一般比工件软,研磨中会受到磨损,应注意及时修整与更换。

3、研磨的分类

(1)按研磨工艺的自动化程度

1)手动研磨:工件、研具的相对运动,均用手动操作。加工质量依赖于操作者的技能水平,劳动强度大,工作效率低。适用于各类金属、非金属工件的各种表面。模具成形零件上的局部窄缝、狭槽、深孔、盲孔和死角等部位,仍然以手工研磨为主。

2)半机械研磨:工件和研具之一采用简单的机械运动,另一采用手工操作。加工质量仍与操作者技能有关,劳动强度降低。主要用于工件内、外圆柱面,平面及圆锥面的研磨。模具零件研磨时常用。

3)机械研磨:工件、研具的运动均采用机械运动。加工质量靠机械设备保证,工作效率比较高。但只能适用于表面形状不太复杂等零件的研磨。

(2)按研磨剂的使用条件

1)湿研磨:研磨过程中将研磨剂涂抹于研具表面,磨料在研具和工件间随即地滚动或滑动,形成对工件表面的切削作用。加工效率较高,但加工表面的几何形状和尺寸精度及光泽度不如干研磨,多用于粗研和半精研平面与内外圆柱面。

2)干研磨:在研磨之前,先将磨粒均匀地压嵌入研具工作表面一定深度,称为嵌砂。研磨过程中,研具与工件保持一定的压力,并按一定的轨迹做相对运动,实现微切削作用,从而获得很高的尺寸精度和低的表面粗糙度。干研磨时,一般不加或仅涂微量的润滑研磨剂。一般用于精研平面,生产效率不高。

3)半干研磨:采用糊状研磨膏,类似湿研磨。研磨时,根据工件加工精度和表面粗糙度的要求,适时地涂敷研磨膏。各类工件的粗、精研磨均适用。

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