機械設(shè)備零部件加工-研磨

1、鉗工首席：龔志偉2013.11機械設(shè)備零部件加工研磨內(nèi)容提要 第一章：研磨的基本概念 第二章：研具和磨料的選擇 第三章：研磨的操作技術(shù) 第四章：研磨加工的品質(zhì)要求第一章：研磨的基本概念 研磨的基本概念 研磨或拋光的原理 一、研磨的基本概念 研磨就是利用研具和研磨劑從工件的表面磨掉一層微薄的金屬，使工件具有很高的表面光潔度。同時還能保證工件的精確尺寸和緊合密封良好的的一種精密加工方法 例如 當一個工件經(jīng)車削或磨削加工以后，工件的表面已經(jīng)很光滑，然而用顯微鏡觀察機會很清楚的看出，工件的表面仍然時粗糙的，甚至像一高一 低的山丘一樣。 所以 要使工件達到高的光潔度和精確尺寸。就要把工件進行研磨，這就是

2、研磨的目的 例如 車削的加工后光潔度達到Ra12.51.6um 磨削加工后達到Ra0.80.4um 壓光達到Ra0.40.2um 研磨達到Ra0.10.05um 研磨的用途： 在制造業(yè)中運用很廣的： 如柴油機的曲軸、滾動軸承的零件、發(fā)動機的汽缸等都要經(jīng)過研磨才能達到潤滑性能良好，運轉(zhuǎn)正常，減小軸與軸承的摩擦和發(fā)熱，從而保證工件的使用壽命，對于要求密封性能良好的氣門閥，油壓控制閥等工件，都要經(jīng)過研磨加工。才能達到要求。 二、研磨的原理 工件通過用研磨劑與研具互相研磨，研磨劑受到工件與研具的壓力而部分嵌入研具內(nèi)，就像砂輪一樣，有了無數(shù)的切削刃，因而研磨就產(chǎn)生了切削作用。 一般來說，每研磨一遍所磨去

3、的金屬厚度不超過0.002mm。 所以研磨余量一般應(yīng)為0.005-0.03mm. 二、研磨的原理 工件通過用研磨后獲得的光潔度，與壓力、速度、研磨劑的粗細有著密切的關(guān)系。 壓力大、速度慢、研磨粉粗，工件的光潔度低 壓力小、速度快、研磨粉細、則工件光潔度高。 研磨的速度：一般在10-15米每分鐘，對于精度要求較高的工件，速度保持在30米/分以下。以避免由于高速發(fā)熱影響精度，起著相反的加工效果。研磨特點1. 不選擇切削用量，只限定壓強和加工時間。2. 研磨是在良好的預加工基礎(chǔ)上進行的，加工余量小。3. 研磨過程中工件與研具的接觸是隨機的，可使高點相互修整，逐步減少誤差。4. 降低表面粗糙度效果明顯

4、，提高精度不明顯，生產(chǎn)率低。5. 研磨可加工鋼、鑄鐵、銅、鋁及其合金、半導體、陶瓷、玻璃、塑料等材料；且不需要復雜和高精度設(shè)備，方法簡便可靠，容易保證質(zhì)量。研磨特點1. 不選擇切削用量，只限定壓強和加工時間。2. 研磨是在良好的預加工基礎(chǔ)上進行的，加工余量小。3. 研磨過程中工件與研具的接觸是隨機的，可使高點相互修整，逐步減少誤差。4. 降低表面粗糙度效果明顯，提高精度不明顯，生產(chǎn)率低。5. 研磨可加工鋼、鑄鐵、銅、鋁及其合金、半導體、陶瓷、玻璃、塑料等材料；且不需要復雜和高精度設(shè)備，方法簡便可靠，容易保證質(zhì)量。研磨加工機理研磨：工件、磨料(較粗)、研具(硬質(zhì))、相對運動磨料在工件和研具之間進

5、行轉(zhuǎn)動，磨料不是固定的。由研具面支撐磨料研磨加工。研磨加工機理研具與工件間的相對運動方向經(jīng)常改變。研具的形狀要復印在工件上，研具形狀應(yīng)盡可能理想。研磨：是產(chǎn)生切屑、研具磨損、磨粒破碎等綜合在一起的復雜情況下進行的研研磨加工機理研磨加工特點 研磨加工的優(yōu)點：被加工表面粗糙度小，變質(zhì)層小，表面質(zhì)量高，研磨裝置簡單研磨加工的缺點：加工速度低，時間長，效率低。金屬材料的超精密研磨 研金屬材料研磨時，不產(chǎn)生裂紋。磨料的研磨作用相當于普通切削和磨削的切削深度極小時的狀態(tài)。由于磨料處于游離狀態(tài)，難以形成連續(xù)切削。通過轉(zhuǎn)動和加壓，磨料與工件間存在斷續(xù)研磨作用。超精密拋光加工機理和特點 研拋光：工件、磨料研拋光

6、：工件、磨料( (較細較細) )、拋光器拋光器( (軟質(zhì)軟質(zhì)) )、相對運動。、相對運動。超精密拋光加工機理和特點用涂有拋光膏的軟輪（拋光輪）高速旋轉(zhuǎn)（或往復運動）對工件進行微弱切削，從而降低工件表面粗糙度，提高光亮度的一種精密加工方法。 軟輪用皮革、毛氈、帆布等材料疊制而成，具有一定彈性。拋光膏由磨料和油脂（油酸、硬脂酸、煤油、石蠟）調(diào)制而成。 拋光不能提高尺寸精度、形狀精度和位置精度拋光原理與特點工作原理與研磨類似，加工表面質(zhì)量更高。磨料更細。研具為軟質(zhì)材料。即使拋光脆性材料也不產(chǎn)生裂紋拋光工具拋光工具第二章：研具和磨料的選擇一、研具的介紹1、研具的材料 研具是一種研磨時決定工件表面形狀和

7、幾何形狀的標準工具，一般有平板、圓盤，圓柱棒等。研磨平板 用于研磨平面，有帶槽和無槽兩種類型。帶槽的用于粗研，無槽的用于精研，模具零件上的小平面，常用自制的小平板進行研磨，研磨環(huán) 主要研磨外圓柱表面， 研磨環(huán)的內(nèi)徑比工件的外徑大（0.0250.05）mm，當研磨環(huán)內(nèi)徑磨大時，可通過外徑調(diào)解螺釘使調(diào)節(jié)圈的內(nèi)徑縮小。 研磨棒 主要用于圓柱孔的研磨，分固定式和可調(diào)式兩種，固定式研磨棒制造容易，但磨損后無法補償。分有槽的和無槽的兩種結(jié)構(gòu)，有槽的用于粗研，無槽的用于精研。當研磨環(huán)的內(nèi)孔和研磨棒的外圓做成圓椎形時，可用于研磨內(nèi)外圓椎表面研具硬度研具是磨具大類里的一類特殊工藝裝備，它的硬度定義仍沿用磨具硬度

8、的定義。磨具硬度是指磨粒在外力作用下從磨具表面脫落的難易程度，反映結(jié)合劑把持磨粒的強度。磨具硬度主要取決于接合劑加入量的多少和磨具的密度。磨粒容易脫落的表示磨具硬度低；反之，表示硬度高。研具硬度的等級一般分為超軟軟中軟中中硬硬和超硬 7大級。從這些等級中還可再細分出若干小級。測定磨具硬度的方法較常用的有手錐法、機械錐法、洛氏硬度計測定法和噴砂硬度計測定法。在研磨切削加工中，若被研工件的材質(zhì)硬度高一般選用硬度低的磨具；反之則選用硬度高的磨具。 研具的材質(zhì)比工件要軟一些，才能使研磨劑嵌入研具的表面。 常用的研具材料有灰鑄鐵、低碳鋼、紫銅、黃銅等。使用最廣泛的是灰鑄鐵的研具。 二、研磨劑1、棕剛玉研

9、磨劑：代號GZ,，棕色白剛玉研磨劑：GB，灰白色鉻鋼玉研磨劑:GG,淺紫色單晶剛玉：GD、棕色以上四種為氧化鋁系2、黑碳化硅：TH，黑色不透明綠碳化硅：TL，綠色半透明碳化硼：TP，黑色以上三種為碳化物系3人造金剛石：灰色至黃白色，天然金剛石：灰色至黃白色，最硬。4、氧化鐵：Fe2O3紅色至暗紅色和紫色， 氧化鉻：Cr2O3深綠色4、研磨劑的分類及用途研磨劑的顆粒尺寸粒度分組5、油石：是有各種研料做成的，形狀各異，油石研磨時，一定要配合用潤滑劑，以保證光潔度。第三章：研磨的操作技術(shù)一：研磨的工作要求研磨是一種精細的工作，不能粗心大意和馬虎從事，因此在研磨中要做到：1、準備好研具和研磨劑2、做好

10、上料工作；上料是否均勻上料有兩種：1種是直接把研磨劑壓入研具的直接法；2是先把研磨劑涂上工件，研磨時讓研磨劑壓入研具的間接法。3、平面研磨時工件在研具上應(yīng)作8字形曲線運動，研磨時所使用的壓力和推力要均勻平穩(wěn)4、在研磨過程中，要經(jīng)常檢查工件形狀尺寸和光潔度。由于研磨時發(fā)熱，因此，研磨后不能立即測量，工件平面平整度可用刀口尺測量5、根據(jù)不同的研磨情況，采用不同的潤滑劑。6、研磨余量比較大而精度要求較高的工件可先用粗研磨然后采用細研磨劑研磨，這樣研磨后抹盡研磨劑再采用機油互研，可以得到更高的光潔度。二、研磨的操作二、研磨的操作二、擠壓研磨操作二、研磨的操作二、研磨的分類1）按研磨工藝的自動化程度1）

11、手動研磨 工件、研具的相對運動，均用手動操作。加工質(zhì)量依賴于操作者的技能水平，勞動強度大，工作效率低。適用于各類金屬、非金屬工件的各種表面。模具成形零件上的局部窄縫、狹槽、深孔、盲孔和死角等部位，仍然以手工研磨為主。二、研磨的分類1）按研磨工藝的自動化程度2）半機械研磨 工件和研具之一采用簡單的機械運動，另一采用手工操作。加工質(zhì)量仍與操作者技能有關(guān)，勞動強度降低。主要用于工件內(nèi)、外圓柱面，平面及圓錐面的研磨。模具零件研磨時常用。二、研磨的分類1）按研磨工藝的自動化程度3）機械研磨 工件、研具的運動均采用機械運動。加工質(zhì)量靠機械設(shè)備保證，工作效率比較高。但只能適用于表面形狀不太復雜等零件的研磨。

12、二、研磨的分類（2）按研磨劑的使用條件1）濕研磨 研磨過程中將研磨劑涂抹于研具表面，磨料在研具和工件間隨即地滾動或滑動，形成對工件表面的切削作用。加工效率較高，但加工表面的幾何形狀和尺寸精度及光澤度不如干研磨，多用于粗研和半精研平面與內(nèi)外圓柱面。二、研磨的分類2）干研磨 在研磨之前，先將磨粒均勻地壓嵌入研具工作表面一定深度，稱為嵌砂。研磨過程中，研具與工件保持一定的壓力，并按一定的軌跡做相對運動，實現(xiàn)微切削作用，從而獲得很高的尺寸精度和低的表面粗糙度。干研磨時，一般不加或僅涂微量的潤滑研磨劑。一般用于精研平面，生產(chǎn)效率不高。二、研磨的分類3）半干研磨 采用糊狀研磨膏，類似濕研磨。研磨時，根據(jù)工

13、件加工精度和表面粗糙度的要求，適時地涂敷研磨膏。各類工件的粗、精研磨均適用。的研磨。研磨工藝1. 研磨工藝參數(shù)（1）研磨壓力研磨壓力是研磨表面單位面積上所承受的壓力（Mpa）。在研磨過程中，隨著工件表面粗糙度的不斷降低，研具與工件表面接觸面積在不斷增大，則研磨壓力逐漸減小。研磨時，研具與工件的接觸壓力應(yīng)適當。若研磨壓力過大，會加快研具的磨損，使研磨表明粗糙度增高，影響研磨質(zhì)量；反之，若研磨壓力過小，會使切削能力降低，影響研磨效率。研磨壓力的范圍一般在（0.010.5）MPa。手工研磨時的研磨壓力約為（0.010.2）Mpa；精研時的研磨壓力約為（0.010.05）Mpa；機械研磨時，壓力一般為

14、（0.010.3）MPa。當研磨壓力在（0.040.2）MPa范圍內(nèi)時，對降低工件表面粗糙度收效顯著。研磨工藝1. 研磨工藝參數(shù)（）研磨速度 研磨速度是影響研磨質(zhì)量和效率的重要因素之一。在一定范圍內(nèi)，研磨速度與研磨效率成正比。但研磨速度過高時，會產(chǎn)生較高的熱量，甚至會燒傷工件表面，研具磨損加劇，從而影響加工精度。一般粗研磨時，宜用較高的壓力和較低的速度；精研磨時則用較低的壓力和較高的速度。這樣可提高生產(chǎn)效率和加工表面質(zhì)量。選擇研磨速度時，應(yīng)考慮加工精度、工件材料、硬度、研磨面積和加工方式等多方面因素。一般研磨速度應(yīng)在（10150）m/min范圍內(nèi)選擇，精研速度應(yīng)在30m/min以下。手工粗研磨

15、時，每分鐘約為（4060）次的往復運動；精研磨時約為每分鐘（2040）次的往復運動。研磨工藝1. 研磨工藝參數(shù)（）研磨余量的確定 零件在研磨前的預加工質(zhì)量與余量，將直接影響到研磨加工時的精度與質(zhì)量。由于研磨加工只能研磨掉很薄的表面層。因此，零件在研磨前的預加工，需有足夠的尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度。對表面積大或形狀復雜且精度要求高的工件，研磨余量應(yīng)取較大值。預加工的質(zhì)量高，研磨量取較小值。研磨余量的大小還應(yīng)結(jié)合工件的材質(zhì)、尺寸精度、工藝條件及研磨效率等來確定。研磨余量盡量小，一般手工研磨不大于10m，機械研磨也應(yīng)小于15m。研磨工藝1. 研磨工藝參數(shù)）研磨效率研磨效率以每分鐘研磨去除表

16、面層的厚度來表示。工件表面的硬度越高，研磨效率越低。對于一般淬火鋼為mmin，合金鋼為0.3mmin，超硬材料為0.1mmin。通常在研磨的初期階段，工件幾何形狀誤差的消除和表面粗糙度的改善較快，而后則逐漸減慢，效率下降。這與所用磨料的粒度有關(guān)，磨粒粗，切削能力強，研磨效率高，但所得研磨表面質(zhì)量低；磨粒細，切削能力弱，研磨效率低，但所得研磨表面質(zhì)量高。因此，為提高研磨效率，選用磨料粒度時，應(yīng)從粗到細，分級研磨，循序漸進地達到所要求的表面粗糙度實例講解 閥座的研磨 閥座的研磨一般是閥與座互研，在研磨的時候 1、根據(jù)材料和接觸情況選擇研磨劑 2、研磨前首先要檢查氣閥和氣閥導管的同心度，氣閥桿與導管

17、不能過于松動實例講解 3、如果氣閥與閥座貼合較差，可用紅丹涂上閥座對磨，然后用刮刀修整 4、將研磨劑涂上閥或座貼合的地方，以閥座上下和圓周轉(zhuǎn)動研磨 5、粗研磨后，再用細研磨劑研磨，邊研磨邊檢查，方法是：一般觀察閥座研磨面是否研成一線（圓周），有沒有橫紋通過，還要檢查研磨不到的痕跡。另外可以用鉛筆在閥的研磨面圓周劃12-16根直線，然后閥壓在座上轉(zhuǎn)動1/8周，若鉛筆線被擦掉，說明貼合情況合格。細研磨砂研磨后要清洗殘余顆粒，再用機油拋光即可實例講解：平面研磨 （1）、研磨平面時，由于工件在推磨的過程中會產(chǎn)生搖擺，所以研磨出來的工件會形成凸肚曲面形狀，俗稱馬路面，所以操作的時候要注意： 1、要保證研具平整 研磨劑分布要均勻，研磨時推力要平穩(wěn)，并作8字形曲線運動 3、發(fā)現(xiàn)凸起面，可用油石局部打平然后在對整個面研磨第一章：研磨的基本概念 4、研磨比較窄的面，為了防止工件搖擺，可用靠鐵靠著研磨（3）、圓柱孔研磨 一般是 把研磨棒涂上研磨劑，放進圓柱孔進行研磨，研磨棒分為固定式和可調(diào)式2種，固定時每一級直徑都不同，直徑相差0.005mm，多由于5mm一下的小孔， 可調(diào)式研磨棒一般研磨比較大的