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研磨原理及过程

  • 研磨(Lapping)是一种占老而不断技术创新的精整和光整加工工艺方法。图8-6所示为研磨示意。研磨是利用涂敷或压嵌游离磨粒与研磨剂的棍合物,在一定刚性的软质研具上,通过研具金刚砂与工件向磨料施加一定压力,磨粒滚动与滑动,从被研磨工件上去除极薄的余量。以提高工件的精度和降低表面粗糙度值的加工方法。按研磨时有无研磨液可分为干研与湿研。

研磨示意图

  • 在现代先进制造技术中,精密研磨仍是实现尺寸精度不高于0. Olpm级的长度技术;角度误差不高于。. 1"级的分度技术;表面粗糙度Ra<=0.01um的镜而加工技术;圆度误差不高于0.01um、直线度误差不高于15m/m的超精密加工技术等的基本工艺途径。目前精密研磨机已实现CNC化。随着科学技术的发展,金刚砂工业品向高精度、高质量发展,精密和超精密研磨技术的应用将越来越广泛。
  • 在研磨过程中,在研磨压力下,众多的磨料微粒进行微量切削。研磨加工磨粒的切削作
  • 用示意图8-7中。镶嵌在研具中的磨粒如图8-7(a)所示,对工件表面进行挤压、刻划、滑擦,在研具运动中当研具压嵌的磨粒脱落后及液中磨粒相对工件发生滚动如图8-7(b)所示,磨粒锋利的微刃继续刻划工件表面。对于硬脆材料的眨件,在磨粒的挤压作用下,金刚砂工件表面可发生裂纹,如图8-7(c)所示。

研磨料磨削作用

  • 研磨过程中,在研磨压力的作用下,众多磨粒进行微量切削,同时被研磨表面发生微几、起伏的塑性流动,并几被加人的诸如硬脂酸、油酸、脂肪酸等活性物质与被研磨表面起化学作用。随着研磨加工的进行,研具与工件表面间更趋贴近,其间充满了微屑与破碎磨料的碎渣。金刚砂堵塞了研具表面,对工件表面起滑擦作用。所以,研磨加工的实质是磨粒的微量切削,研磨表面微小起伏的塑性流动、表面活性物质的化学作用及研具堵塞物与工件表面滑擦作用的综合结果。
  • 研磨过程可分为三个阶段,如图8-8所示。

研磨过程示意

    1. 游离磨粒破碎磨圆的切削阶段。由于磨粒大小不均,研磨开始只有较大的套粒其切削作用,在接触点局部高压、高温下磨粒凸峰被破碎、棱边被磨圆.参与切削的磨粒数增多,研磨效率得以提高。
    2. 多磨粒均匀研磨,使被研磨表面发生微小起伏的塑性变形阶段。磨粒棱边进一步被磨圆变钝,在磨粒不断挤压下,研磨点局部温度逐渐升高,使被研表面材料局部软化产生塑性变形,工件表面峰谷在塑性流动中趋于平坦,并在反复变形中冷却硬化,最后断裂形成微切屑。
    3. 研具被堵塞、活性研磨剂的化学作用阶段。微屑与磨粒的碎粒堵塞研具表面,对工件起滑擦作用,同时活性研磨剂在L.件表面发生化学作用,在工件表面形成一层极薄的氧化膜,这层氧化膜容易被摩擦掉而不伤基体,氧化膜反复地迅速形成,又不断很快被摩擦掉,从而加快研磨过程,使工件表面粗糙度值降低。压力增大时,其材料去除率大致按正比增加:在研具与工件之间的磨粒作用下。研磨表面产生划痕面;研磨划痕深度不大于0.1pum时,形成镜面;当滚动磨粒为不规则多角形时,各切刃在工件表面上留下深浅不等的划痕。使研磨表面呈无光泽的细点状加工面。
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