1、项目八项目八 掌握模具刮削、研磨和抛光的动作要领。掌握模具刮削、研磨和抛光不同工件的加工方法。了解模具刮削、研磨和抛光的安全注意事项。学习目标学习目标 掌握模具刮削、研磨和抛光使用工具的用途。了解加工原理。技能目标技能目标8.1 刮刮 削削 模具钳工在对标准精度平板磨损后进行修复时，可采用刮削使其恢复精度。8.1.1 刮削概述刮削概述1刮削原理刮削原理 将工件与基准件（如标准平板、校准平尺或已加工过的相配件）互相研合，通过显示剂显示出表面上的高点、次高点，然后用刮刀削掉高点、次高点。再互相研合，把又显示出的高点、次高点刮去，经反复多次研刮，从而使工件表面获得较高的几何形状精度和表面接触精度。2
2、刮削的特点和作用刮削的特点和作用 在刮削过程中，工件表面多次受到具有负前角的刮刀的推挤和压光作用，使工件表面的组织变得紧密，并在表面产生加工硬化，从而提高了工件表面的硬度和耐磨性。刮削是间断的切削加工，具有切削量小、切削力小的特点，这样就可避免工件在机械加工中的振动和受热、受力变形，提高了加工质量。刮削能消除高低不平的表面，减小表面粗糙度，提高表面接触精度，保证工件达到各种配合的要求。因此，它广泛应用于机床导轨等滑行面、滑动轴承的接触面、工具的工作表面及密封用配合表面等的加工和修理工作中。刮削后的工件表面，形成了比较均匀的微浅凹坑，具有良好的存油条件，从而可改善相对运动件之间的润滑状况。8.1
3、 刮刮 削削 8.1 刮刮 削削 3刮削余量刮削余量 刮削是一项繁重的手工操作，每刀刮削的量又很少，因此刮削余量不能太大，应以能消除上道工序所残留的几何形状误差和切削痕迹为准，过多或过少都会造成浪费工时、增加劳动强度或达不到加工质量的要求。刮削余量一般为0.05mm0.40mm，具体数值见表8.1或依据经验来确定。在确定刮削余量时，应考虑以下因素：工件面积大时；刮削前加工误差大时余量大；工件刚性差易变形时余量取大些。8.1 刮刮 削削 表表8.1平面和孔的刮削余量平面和孔的刮削余量 平面的刮削余量平面宽度平 面 长 度10050050010001000200020004000400060001
4、00以下1005000.100.150.150.200.200.250.250.300.300.40孔的刮削余量孔 径平 面 长 度100以下10020020030080以下801801803600.050.100.150.080.150.200.120.250.354刮削的种类刮削的种类 8.1 刮刮 削削 刮削可分为平面刮削和曲面刮削两种，平面刮削有单个平面刮削（如平板、工作台面等）和组合平面刮削（如V形导轨面、燕尾槽面等），曲面刮削有内圆柱面、内圆锥面和球面刮削等。8.1.2 刮削工具刮削工具 刮削工具主要有刮刀、校准工具和显示剂等。1刮刀刮刀 刮刀是刮削的主要工具，有平面刮刀和曲面刮刀
5、两类。（1）平面刮刀 平面刮刀用于刮削平面和刮花，一般用T12A钢制成。当工件表面较硬时，也可以焊接高速钢或硬质合金刀头，如图8.1所示。刮刀头部形状和角度，如图8.2所示。8.1 刮刮 削削 图8.1 平面刮刀 图8.2 刮刀头部形状和角度 （a）、（b）直头刮刀 （c）弯头刮刀 （a）粗刮刀（b）细刮刀（c）精刮刀 （2）曲面刮刀 曲面刮刀用于刮削内曲面，常用的有三角刮刀、柳叶刮刀和蛇头刮刀，如图8.3所示。8.1 刮刮 削削 图8.3 曲面刮刀（a）三角刮刀（b）柳叶刮刀（c）蛇头刮刀8.1 刮刮 削削 2校准工具校准工具 校准工具是用来研点和检查被刮面准确性的工具，也称研具。常用的校准
6、工具有校准平板、校准直尺、角度直尺及根据被刮面形状设计制造的专用校准型板等，如图8.4、图8.5和图8.6所示。图8.4 校准平板8.1 刮刮 削削 图8.5 校准直尺 图8.6 角度直尺3显示剂显示剂 工件和校准工具对研时，所加的涂料称显示剂，其作用是显示工件误差的位置和大小。（1）显示剂的种类 红丹粉：红丹粉分铅丹（氧化铅，呈桔红色）和铁丹（氧化铁，呈红褐色）两种，颗粒较细，用机油调和后使用，广泛用于钢和铸铁工件。8.1 刮刮 削削 蓝油：蓝油是用蓝粉和蓖麻油及适量机油调和而成的，呈深蓝色，其研点小而清楚，多用于精密工件和有色金属及其合金的工件。（2）显示剂的用法 刮削时，显示剂可以涂在工
7、件表面上，也可以涂在校准件上。前者在工件表面显示的结果是红底黑点，没有闪光，容易看清，适用于精刮时选用。后者只在工件表面的高处着色，研点暗淡，不易看清，但切屑不易粘附刀刃上，刮削方便，适用于粗刮时选用。在调和显示剂时应注意：粗刮时，可调得稀些，这样在刀痕较多的工件表面上，便于涂抹，显示的研点也大；精刮时，应调得干些，涂抹要8.1 刮刮 削削 薄而均匀，这样显示的研点细小，否则，研点会模糊不清。（3）显点方法 显点方法应根据不同形状和刮削面积的大小有所区别。平面与曲面的显点方法，如图8.7所示。（a）（b）图8.7 平面与曲面的显点方法（a）平面显点法 （b）曲面显点法8.1 刮刮 削削 中小型
8、工件的显点 一般是校准平板固定不动，工件被刮面在平板上推研。推研时压力要均匀，避免显示失真。如果工件被刮面小于平板面，推研时最好不超出平板；如果被刮面等于或稍大于平板面，允许工件超出平板，但超出部分应小于工件长度的1/3，如图8.8所示。推研应在整个平板上进行，以防止平板局部磨损。图8.8 工件在平板上显点 8.1 刮刮 削削 大型工件的显点 将工件固定，平板在工件的被刮面上推研。推研时，平板超出工件被刮面的长度应小于平板长度的1/5。对于面积大、刚性差的工件，平板的重量要尽可能减轻，必要时还要采取卸荷推研。形状不对称工件的显点 推研时应在工件某个部位托或压，如图8.9所示，但用力的大小要适当
9、、均匀。显点时还应注意，如果两次显点有矛盾，应分析原因，认真检查推研方法，小心处理。图8.9 形状不对称工件的显点 8.1 刮刮 削削 8.1.3 刮削精度的检验刮削精度的检验 刮削精度包括尺寸精度、形位精度、接触精度、配合间隙及表面粗糙度等。接触精度常用25mm25mm正方形方框内的研点数检验。各种平面接触精度研点数，如表8.2所示；曲面刮削中，常见的滑动轴承的研点数，如表8.3所示。表表8.2各种平面接触精度研点数各种平面接触精度研点数 平面种类每25mm25mm内的研点数应用一般平面25较粗糙机件的固定结合面58一般结合面812机器台面、一般基准面、机床导向面、密封结合面1216机床导轨
10、及导向面、工具基准面、量具接触面精密平面1620精密机床导轨、直尺20251级平板、精密量具超精密平面250级平板、高精度机床导轨、精密量具注：表中1级平板、0级平板系指通用平板的精度等级。8.1 刮刮 削削 表表8.3滑动轴承的研点数滑动轴承的研点数轴承直径（mm）机床或精密机械主轴轴承锻压设备和通用机械的轴承动力机械和冶金设备的轴承高精度精 密普通重要普通重要普通每25mm25mm内的研点数1202520161288512016108662 大多数刮削平面还有平面度和直线度的要求，如工件平面大范围内的平面度、机床导轨面的直线度等，这些误差可以用框式水平仪检查。8.2 刮削技能实训刮削技能实
11、训 8.2.1 刮削前的准备工作刮削前的准备工作 1刮削场地刮削场地 刮削场地要清洁、平整，具有良好的采光条件，光线的亮度以不影响视力为宜。放置精密或重型工件的场地要坚实，以防工件倾斜。2清理工件表面清理工件表面 清除工件表面的油污和杂质。工件上的飞边要倒掉，以防刮伤手指。3安放工件安放工件 工件的安放要平稳，尤其是安放重型或大型工件时，一定要选好支承点，保证放置平稳。刮削面位置的高度要以操作者的身高来确定，一般在操作者腰部比较适宜。刮削较小的工件时，应用台虎钳或其他方法将其夹持牢固后，再进行刮削。8.2 刮削技能实训刮削技能实训 4刃磨刮刀刃磨刮刀 工作过程中，随时检查刮刀是否锋利，如磨钝，
12、需进行刃磨。如果刮刀硬度不够时，要进行淬火处理，或者更换锋利刮刀。8.2.2 平面刮削的姿势和步骤平面刮削的姿势和步骤 1平面刮削的姿势平面刮削的姿势 刮削前首先要熟悉和掌握刮削操作的姿势，常用的平面刮削姿势有两种：挺刮法和手刮法。（1）挺刮法 挺刮法动作要领，如图8.10所示。将刮刀柄顶在小腹右下侧肌肉外，双手握住刀身，左手距刀刃80mm左右。刮削时，利用腿力和臀部的力量将刮刀8.2 刮削技能实训刮削技能实训 向前推进，双手对刮刀施加压力。在刮刀向前推进的瞬间，用右手引导刮刀前进的方向，随之左手立即将刮刀提起，这时刮刀便在工件表面上刮去一层金属，完成了挺刮的动作。挺刮法的特点是施用全身力量，
13、协调动作，用力大，每刀刮削量大，所以适合大余量的刮削。其缺点是身体总处于弯曲状态，容易疲劳。图8.10 挺刮法 8.2 刮削技能实训刮削技能实训 （2）手刮法 手刮法动作要领，如图8.11所示。右手如握锉刀柄姿势，左手四指向下弯曲握住刀身，距刀刃处50mm左右。刮刀与刮削面成2530。同时，左脚向前跨一步，身子略向前倾，以增加左手压力，也便于看清刮刀前面的研点情况。刮削时，利用右臂和上身摆动向前推动刮刀，左手下压，同时引导刮刀方向，左手随着研点被刮削的同时，以刮刀的反弹作用迅速提起刀头，刀头提起高度约为5mm10mm，完成一个手刮动作。这种刮削方法动作灵活、适应性强，可用于各种位置的刮削，对刮
14、刀长度要求不太严格。但手刮法的推、压和提起动作，都是靠两手臂力量来完成的，因此要求操作者有较大臂力。在刮削大面积工件时，一般都采用挺刮法刮削。8.2 刮削技能实训刮削技能实训 图8.11 手刮法 综上所述，挺刮刮削量大，手刮灵活性大。可根据工件刮削面的大小和高低情况采用某种刮法或混合使用，来完成刮削。8.2 刮削技能实训刮削技能实训 2平面刮削的步骤平面刮削的步骤 平面刮削可分为3个步骤：粗刮、细刮和精刮。（1）粗刮 由于工件表面有显著的加工痕迹或已生锈，加工余量较大，所以，要先进行粗刮。方法是采用长柄刮刀，可以加大压力或行程，使刮屑厚而宽，去屑量多。压力用得恰当时，刮下的铁屑发热，刀口有青烟
15、。刮时刀痕要连成一片，不可重复。每刮四、五遍以后，平面的四周就会比中间高些，所以，四周必须多刮两次。刮后擦净表面，用显示剂检查接触点的分布情况，并按点子修刮，一直刮到每25mm25mm的面积内有23个接触点时为止，粗刮阶段完成。8.2 刮削技能实训刮削技能实训 （2）细刮 粗刮后的工件表面高低相差很大，显示后接触的点子很少。细刮是刮去粗刮后高的接触点，以得到更多的接触点。细刮时刀痕的宽度在6mm左右，刮刀行程5mm10mm。在刮削过程中，要按一定方向刮，每刮完一遍，要变换一下方向，以形成4560的网纹。当刮到每25mm25mm面积内有12个15个点，就可以精刮了。刮削时，高的接触点子周围也应刮
16、去，点子越疏，刮削面应越大。8.2 刮削技能实训刮削技能实训 （3）精刮 使用小刮刀进行，刀痕宽度一般在4mm左右，刀的行程在5mm左右。精刮时用力大小要适当，刀刃必须保持锋利，每刀必须刮在点子上，点子越多刀痕要越小，力量要越轻。当点子逐渐增加时，可以分为3个步骤刮削：最大最亮的点子全部刮去，中等点子刮去一小片，小点子留下不刮。经推磨第二次刮削时，小点子会变大，中等点子分为两个点子，大点子则分为几个点子，原来没有点子的地方会出现新点子。经过几次反复，点子就会越来越多。精刮后，一般应达到在25mm25mm面积内有20个25个接触点。8.2 刮削技能实训刮削技能实训 （4）刮花 刮花是在已刮好的工
17、件表面上用刮刀刮去极薄的一层金屑，以形成花纹，其作用是改善润滑，增加美观，并可根据花纹的磨损和消失情况来判断磨损程度。刮花花纹如图8.12所示，常见花纹有：斜纹、鱼鳞纹、半月纹、燕子纹等。刮花时多用带有弹性的刀杆，刃口较窄而锋利的刮刀。（a）（b）（c）（d）图8.12 刮花花纹8.2 刮削技能实训刮削技能实训 3原始平板刮削原始平板刮削 原始平板（又称标准平板）刮削一般采用渐进法，即不用标准平板，而以三块平板依次循环互研，达到平面度的要求，称为“三面互研”刮削原始平板和刮削一般平板相似，所不同的是多了一个研配。首先，每刮一个阶段后，必须改变基准，否则不能提高精度；其次，是每一个阶段中，均以一
18、块为基准刮另外两块；三块原始平板的刮研可分为正研和对角线研两个步骤。（1）刮削的步骤 刮削的步骤，如图8.13所示。8.2 刮削技能实训刮削技能实训 图8.13 原始平板的刮削法 8.2 刮削技能实训刮削技能实训 （2）正研 正研（纵向、横向）用三块平板轮换合研显示，如图8.14所示，以消除纵横起伏误差，通过多次循环刮削，达到各平面显点一致。正研按照一定顺序研配，刮后显点虽能符合要求，但有扭曲现象，两块平板互研，高处正好和低处重合现象，影响继续提高平板的精度。图8.14 正研刮削示意图8.2 刮削技能实训刮削技能实训 （3）对角研 为了消除同向扭曲现象，在经过几次正研循环后，必须采用对角研的方
19、法进行刮研，如图8.15所示。研磨时，要高角对高角，低角对低角，根据研点修刮，直至三块板相互间无论用直研、调头研、对角研，研点情况完全相同，消除扭曲，研点数符合要求为止。图8.15 对角研刮削示意图 8.2 刮削技能实训刮削技能实训 8.2.3 曲面刮削的方法曲面刮削的方法 曲面刮削的原理和平面刮削一样，但是，刮削内曲面时，刀具所作的运动是螺旋运动。用标准轴或配合的轴作内曲面研磨点子的工具，研磨时，将显示剂均匀地涂在轴面上，用轴在轴孔中来回旋转，点子即可显示出来，如图8.16（a）所示，然后，可以针对高点刮削。（a）8.2 刮削技能实训刮削技能实训 （b）（c）图8.16 曲面刮削 曲面刮削的
20、方法有两种：短杆握刀法和长杆握刀法。短杆握刀法，如图8.16（b）所示，右手握住刀柄，左手手掌向下用四指横握刀杆。刮削时右手作半圆转动，左手顺着曲面的方向拉动或推动刀杆（图中箭头方向所示），与此同时，刮刀在轴向还要移动一些（即刮刀作螺旋运动）。8.2 刮削技能实训刮削技能实训 长杆握刀法，如图8.16（c）所示，刀杆放在右手臂上，双手握住刀身。刮削时动作与前一种方法一样。曲面刮削注意事项如下。刮削时用力不可太大，以不发生抖动，不产生振痕为宜。交叉刮削，刀痕与曲面内孔中心线约为45，以防止刮面产生波纹，研点也不会为条状。研点时相配合的轴应沿曲面作来回转动，精刮时转动弧长应小于25mm，切忌沿轴线
21、方向作直线研点。一般情况是孔的前后端磨损快，因此刮削内孔时，前后端的研点要多些，中间段的研点可以少些。8.2 刮削技能实训刮削技能实训 8.2.4 平面刮刀的刃磨平面刮刀的刃磨 1平面刮刀的刃磨平面刮刀的刃磨 （1）粗磨 刮刀平面在砂轮外圆上来回移动，去掉刮刀平面上的氧化皮，将刮刀平面贴在砂轮侧面磨平，注意控制刮刀的厚度和两平面的平行度，厚度应控制在1.5mm4mm，目测在全长上看不出明显的厚薄差异。然后将刮刀顶端放在砂轮外缘上平稳地左右移动，刃磨使顶端与刀身轴线垂直即可，如图8.17所示。图8.17 粗磨刮刀 8.2 刮削技能实训刮削技能实训 （2）热处理 刮刀作为一种切削工具，要求刃部有较
22、高的硬度，因此除合理地选用材料外，还要进行淬硬处理。将粗磨好的刮刀头部约25mm长放入炉中加热，缓慢加热到780800（呈樱桃红色），然后取出，迅速放入冷水中冷却（浸入深度约8mm16mm）。刮刀应在水中缓慢移动和间断少许上下移动，可使淬硬与不淬硬的界线处不发生断裂。当露出水面部分颜色呈黑色，即可将刮刀全部浸入水中冷却，直至常温取出，刮刀硬度可达到HRC60。（3）细磨 在细砂轮上粗磨时，刮刀形状和几何角度须达到要求。刃磨时，要常蘸水冷却，以防刃口退火。8.2 刮削技能实训刮削技能实训 （4）精磨 精磨刮刀时，首先在油石上加注润滑油，使刀身平贴在油石上，如图8.18（a）所示，按箭头方向前后移
23、动，直到将平面刃磨到平整光洁，无砂轮磨痕为止。图8.18（b）所示的刃磨方法是错误的，这样会使平面磨成弧面，刃部也不锋利。刃磨顶端部，操作方法如图8.18（c）所示，用右手握住刀身前端，左手握刀柄，使刮刀刀身中心线与油石平面基本垂直，略向前倾斜。右手握紧刮刀，往返移动，左手扶正。在油石上往复移动距离约为75mm。刃磨时，右手握紧刮刀用力向前推进，拉回时，刀身可略提起一些，以免磨损刀刃。图8.18（d）所示的刃磨方法是两手紧握刮刀，向后拉时刃磨刀刃，前移时，提起刮刀，这种方法初学者容易掌握，但刃磨速度较慢。8.2 刮削技能实训刮削技能实训 图8.18 精磨刮刀 刃磨刮刀顶端时，它和刀头平面形成刮
24、刀的楔角的大小一般应按粗、细和精刮的不同要求而定。8.2 刮削技能实训刮削技能实训 2曲面刮刀的刃磨曲面刮刀的刃磨 （1）三角刮刀的刃磨 三角刮刀很少自己制作，而广泛使用标准化的成品刮刀，所以无须进行粗磨，只进行精磨即可。精磨的方法，如图8.19所示，用右手握持刮刀柄，左手轻压刀头部分，使两刀刃顺油石长度方向推移，依刀刃的弧面进行摆动，直至刀刃锋利，表面光洁为止。图8.19 三角刮刀的精磨 8.2 刮削技能实训刮削技能实训 （2）蛇头刮刀的刃磨 蛇头刮刀两平面的刃磨与平面刮刀相同，而刀头两侧圆弧面的刃磨方法与三角刮刀的刃磨方法基本相同。使用油石的注意事项：油石对刮刀刃口起着磨锐与磨光的作用，油
25、石如不平直时，可将油石夹在平口钳上，用平面磨床磨平；另一种方法是将油石在一般砂轮上大致磨平，然后涂上金刚砂和水在平板上进行研磨，这种方法虽慢，但经济实用。对油石的使用与保养要求如下。刃磨刮刀时，油石表面必须保持适量的润滑油，否则，磨出的刮刀刃口不光滑，油石也易损坏。8.2 刮削技能实训刮削技能实训 刃磨时，必须检查油石表面是否平直，同时应尽量利用油石的有效面，使油石均匀磨损。刃磨后，应将污油擦去，如已嵌入铁屑，可用煤油或汽油洗去，如无效，可用砂布擦去。油石表面的油层应保持清洁。新油石使用前应放在油中浸泡，用完后应放入盒内或浸入油中。刃磨时，应根据加工件精度要求，选用适当粒度的油石。8.2.5
26、刮削质量的分析刮削质量的分析 刮削是一种精密加工，每刀去除余量较少，不易产生废品。常见的刮削面缺陷和产生的原因，如表8.4所示。8.2 刮削技能实训刮削技能实训 表表8.4刮削面缺陷和产生的原因刮削面缺陷和产生的原因缺 陷特 征产 生 原 因深凹痕刮削面研点局部稀少或刀痕与显示研点高低相差太多 粗刮时用力不均，局部落刀太重或多次刀痕重叠 刀刃过大弧形撕 痕刮削面上有粗糙的条状刮痕，较正常刀痕深刀刃不光洁、不锋利或刀刃有缺口、裂纹振 痕刮削面上出现有规则的波纹多次同向刮削，刀迹没有交叉划 痕刮削面上划出深浅不一的直线研点时夹有砂粒出现假点子显点情况无规律的改变 推研点时表面受力不均 研具伸出工件
27、太多或研具面积不够 研具本身不准确、精度不够 研具过重或工件刚性太差8.3 研研 磨磨 在模具制造中，研磨主要用于表面粗糙度值要求很低，磨石磨削又难以达到要求的压铸模和塑料模表面。模具钳工的研磨一般都是手工操作。8.3.1 研磨概述研磨概述 研磨是使用研磨工具（研具）和研磨剂，从工件表面上磨掉一层极薄的金属，使工件达到精度的尺寸、准确的几何形状和很小的表面粗糙度的加工方法。1研磨的基本原理研磨的基本原理 研磨是一种微量的金属切削运动，它的基本原理包含着物理和化学的综合作用。8.3 研研 磨磨 （1）物理作用 物理作用即磨料对工件的切削作用，研磨时，要求研具材料比被研磨的工件软，这样受到一定压力
28、后，研磨剂中微小颗粒（磨料）被压嵌在研具表面上。这些细微的磨料小颗粒具有较高的硬度，成为无数个刀刃。由于研具和工件的相对运动，半固定或浮动的磨粒则在工件和研具之间作运动轨迹很少重复的滑动和滚动，因而对工件产生微量的切削作用，均匀地从工件表面切去一层极薄的金属。借助于研具的精确型面，从而使工件逐渐得到准确的尺寸精度及合格的表面粗糙度。8.3 研研 磨磨 （2）化学作用 当研磨剂采用氧化铬、硬脂酸等化学研磨剂进行研磨时，与空气接触的工件表面，很快形成一层极薄的氧化膜，而且氧化膜又很容易被研磨掉，这就是研磨的化学作用。在研磨过程中，氧化膜迅速形成（化学作用），又不断地被磨掉（物理作用）。经过这样的多
29、次反复，工件表面就很快地达到预定要求。由此可见，研磨加工实际体现了物理和化学的综合作用。2研磨作用研磨作用 （1）细化表面粗糙度 各种不同加工方法所得表面粗糙度的比较，如表8.5所示。8.3 研研 磨磨 表表8.5各种加工方法所得表面粗糙度的比较各种加工方法所得表面粗糙度的比较 加工方法加工情况表面放大的情况表面粗糙度Ra/mm车1.680磨0.45压光0.12.5珩磨0.11.0研磨0.050.28.3 研研 磨磨 （2）能达到精确的尺寸 通过研磨后的工件尺寸精度可以达到0.001mm0.005mm。（3）提高零件几何形状的准确性 工件在机械加工中产生的形状误差，可以通过研磨的方法校正。由于
30、经过研磨后的工件表面粗糙度很小，所以工件的耐蚀性、抗腐蚀能力和抗疲劳强度也相应得到提高，从而延长了零件的使用寿命。3研磨余量研磨余量 研磨的切削量很小，一般每研磨一遍所能磨去的金属层不能超过0.002mm，所以研磨余量不能太大。否则，会使研磨时间增加，并且8.3 研研 磨磨 研磨工具的使用寿命也要缩短。通常研磨余量在0.005mm0.03mm范围内比较适宜，有时研磨余量保留在工件的公差以内。研磨余量应根据如下主要方面来确定：工件的研磨面积及复杂程度；零件的精度要求；零件是否有工装及研磨面的相互关系等。一般情况下的研磨留量，如表8.6所示。表表8.5研磨留量研磨留量 （mm）平面长度 平面宽度2
31、5267575150252675761501512600.0050.0070.0070.0100.0100.0140.0140.0180.0070.0100.0100.0140.0140.0200.0200.0240.0100.0140.0140.0200.0200.0240.0240.0308.3 研研 磨磨 8.3.2 研具研具 在研磨加工中，研具是保证研磨工件几何形状正确的主要因素，因此对研具的材料和几何精度要求较高，而表面粗糙度值要小。1研具材料研具材料 研具材料应满足如下技术要求：材料的组织要细致均匀，要有很高的稳定性和耐磨性，具有较好的嵌存磨料的性能，工作面的硬度应比工件表面硬度稍
32、软。常用的研具材料有如下几种。灰铸铁：它有润滑性好，磨耗较慢，硬度适中，研磨剂在其表面容易涂布均匀等优点，是一种研磨效果较好、价廉易得的研具材料，因此得到广泛的应用。8.3 研研 磨磨 球墨铸铁：它比一般灰铸铁更容易嵌存磨料，且更均匀、牢固、适度，同时还能增加研具的耐用度。采用球墨铸铁制作研具已得到广泛应用，尤其用于精密工件的研磨。软钢：它的韧性较好，不容易折断，常用来制作小型的研具，如研磨螺纹和小直径工具、工件等。铜：性质较软，表面容易被磨料嵌入，适于制作研磨软钢类工件的研具。2研具的类型研具的类型 生产中需要研磨的工件是多种多样的，不同形状的工件应用不同类型的研具。常用的研具有以下几种。8
33、.3 研研 磨磨 研磨平板：主要用来研磨平面，如研磨块规、精密量具的平面等，它分有槽的和光滑的两种，如图8.20所示。有槽的研磨平板用于粗研，研磨时易于将工件压平，可防止将研磨面磨成凸弧面；精研时，则应在光滑的平板上进行。研磨环：主要用来研磨外圆柱表面。研磨环的内径应比工件的外径大0.025mm0.05mm，其结构如图8.21所示。当研磨一段时间后，若研磨环内孔磨大，拧紧调节螺钉3，可使孔径宿小，以达到所需间隙，如图8.21（a）所示。图8.21（b）所示的研磨环，孔径的调整则靠右侧的螺钉。8.3 研研 磨磨 图8.20 研磨平板 （a）光滑平板 （b）有槽平板图8.21 研磨环1开口调节圈2
34、外圈3调节螺钉8.3 研研 磨磨 研磨棒：主要用于圆柱孔的研磨，有固定式和可调式两种，如图8.22所示。图8.22 研磨棒（a）固定式光滑研磨棒 （b）固定式带槽研磨棒 （c）可调节式研磨棒 固定式研磨棒制造容易，但磨损后无法补偿，多用于单件研磨或机修中。对工件上某一尺寸孔径的研磨，需要二三个预先制好的有粗、半精、精研磨余量的研磨棒来完成，有槽的用于粗研，光滑的用于精研。8.3.3 研磨剂研磨剂 研磨剂是由磨料和研磨液调和而成的混合剂。8.3 研研 磨磨 1磨料磨料 磨料是一种粒度很小的粉状硬质材料，在研磨中起切削作用，研磨加工的效率和精度都与磨料有直接的关系。常用的磨料一般有以下三类。（1）
35、氧化物磨料 常用的氧化物磨料有氧化铝（白刚玉）和氧化铬等，有粉状和块状两种。它具有较高的硬度和较好的韧性，主要用于碳素工具钢、合金工具钢、高速钢和铸铁工件的研磨，也可用于研磨铜、铝等各种有色金属。（2）碳化物磨料 碳化物磨料呈粉状，常见的有碳化硅、碳化硼，它的硬度高于氧化物磨料，除用于一般钢铁制件的研磨外，主要用来研磨硬质合金、陶瓷和硬铬之类的高硬度工件。8.3 研研 磨磨 （3）金刚石磨料 金刚石磨料有人造和天然两种，其切削能力、硬度比氧化物磨料和碳化物磨料都高，研磨质量也好。但由于价格昂贵，一般只用于特硬材料的研磨，如硬质合金、硬铬、陶瓷和宝石等高硬度材料的精研磨加工。磨料系列及其特性、适
36、用范围如表8.7所示。表表8.7磨料系列及其特性、适用范围磨料系列及其特性、适用范围 系列磨料名称代号特性适用范围氧化铝系棕刚玉A棕褐色，硬度高，韧性大，价格便宜粗、精研磨钢、铸铁和黄铜白刚玉WA白色，硬度比棕刚玉高，韧性比棕刚玉差精研磨淬火钢、高速钢、高碳钢及薄壁零件铬刚玉PA玫瑰红或紫红色，韧性比白刚玉高，磨削粗糙度值低研磨量具、仪表零件单晶刚玉SA淡黄色或白色，硬度和韧性比白刚玉高研磨不锈钢、高钒高速钢等强度高、韧性大的材料8.3 研研 磨磨 系列磨料名称代号特性适用范围碳化物系黑碳化物C黑色有光泽，硬度比白刚玉高，脆而锋利，导热性和导电性良好研磨铸铁、黄铜、铝、耐火材料及非金属材料绿碳
37、化物GC绿色，硬度和脆性比黑碳化硅高，具有良好的导热性和导电性研磨硬质合金、宝石、陶瓷、玻璃等材料碳化硼BC灰黑色，硬度仅次于金刚石，耐磨性好粗研磨和抛光硬质合金、人造宝石等硬质材料金刚石系人造金刚石JR无色透明或淡黄色、黄绿色、黑色，硬度高，比天然金刚石略脆，表面粗糙粗、精研磨硬质合金、人造宝石、半导体等高硬度脆性材料天然金刚石JT硬度最高，价格昂贵其他氧化铁红色至暗红色，比氧化铬软精研磨或抛光钢、玻璃等材料氧化铬深绿色8.3 研研 磨磨 磨料的粗细用粒度表示，有磨粒、磨粉和微粉3个组别。其中，磨粒和磨粉的粒度以号数表示，一般是在数字的右上角加“#”表示，如100#、240#等。这类磨料系用
38、过筛法取得，粒度号为单位面积上筛孔的数目。因此，号数大，磨料细；号数小，磨料粗。而微粉的粒度则是用微粉尺寸（mm）的数字前加“w”表示，如W10、W15等。此类磨料系采用沉淀法取得，号数大，磨料粗；号数小，磨料细。磨料的颗粒尺寸见表8.8所示。8.3 研研 磨磨 表表8.8磨料的颗粒尺寸磨料的颗粒尺寸组 别粒 度 号 数颗粒尺寸/mm磨粒12#2000160014#1600125016#1250100020#100080024#80063030#63050036#50040046#40031560#31525070#25020080#200160磨粉100#160125120#12510015
39、0#10080180#80638.3 研研 磨磨 组 别粒 度 号 数颗粒尺寸/mm磨粉240#6350280#5040微粉W404028W282820W202014W141410W10107W775W553.5W3.53.52.5W2.52.51.5W1.51.51W110.5W0.50.5更细8.3 研研 磨磨 2研磨液研磨液 研磨液在加工过程中起调和磨料、冷却和润滑的作用，它能防止磨料过早失效和减少工件（或研具）的发热变形。常用的研磨液有煤油、汽油、10号和20号机械油、淀子油。8.4 研磨技能实训研磨技能实训 8.4.1 研磨场地的要求研磨场地的要求 温度：研磨场地温度应维持20的恒温
40、。湿度：场地要求干燥，防止工件表面生锈，同时禁止场地有酸性物质溢出。尘埃：保持场地洁净，必要时配备空气过滤装置。振动：要求场地和研磨设备本身都不应有振动，避免影响研磨质量。精密研磨场地应选择在坚实的防震基础上。操作者：操作者必须注意自身清洁卫生，不把尘埃带入场地。精研时，手渍会造成工件的锈蚀，要采取必要的措施加以避免。8.4 研磨技能实训研磨技能实训 8.4.2 研磨的方法研磨的方法 研磨分手工研磨和机械研磨两种。手工研磨时，要使工件表面各处都受到均匀的切削，应合理选用运动轨迹，这对提高研磨效率、工件表面质量和研具的耐用度都有直接影响。1手工研磨手工研磨 手工研磨的运动轨迹有直线形、摆动式直线
41、形、螺旋动式直线形、8字动式直线形或仿8字动式直线形等多种，如图8.23所示。它们的共同特点是工件的被加工面与研具的工作面在研磨中始终保持相密合的平行运动。这样的研磨运动既可获得比较理想的研磨效果，又能保持平板的均匀磨损，提高平板的使用寿命。8.3 研研 磨磨 图8.23 研磨运动轨迹（a）直线形（b）摆动式直线形（c）螺旋形（d）8字形 （1）直线形研磨运动轨迹 图8.23（a）所示为直线形研磨运动轨迹，由于直线运动的轨迹不会交叉，容易重叠，使工件难以获得较小的表面粗糙度，但可获得较高的几何精度，常用于窄长平面或窄长台阶平面的研磨。8.4 研磨技能实训研磨技能实训 （2）摆动式直线形研磨运动
42、轨迹 图8.23（b）所示为摆动式直线形研磨运动轨迹，工件在直线往复运动的同时进行左右摆动，常用于研磨直线度要求高的窄长刀口形工件，如刀口尺、刀口直角尺及样板角尺测量刃口等的研磨。（3）螺旋形研磨运动轨迹 图8.23（c）所示为螺旋形研磨运动轨迹，适用于研磨圆片形或圆柱形工件的表面，如研磨千分尺的测量面等，可获得较高的平面度和较小的表面粗糙度。（4）8字形研磨运动轨迹 图8.23（d）所示为8字形研磨运动轨迹，这种运动能使研磨表面保持均匀接触，有利于提高工件的研磨质量，使研具均匀磨损，适于小平面工件的研磨和研磨平板的修整。8.4 研磨技能实训研磨技能实训 2平面的研磨平面的研磨 （1）一般平面
43、的研磨 一般平面的研磨是在平整的研磨平板上进行的，研磨平板分有槽的和光滑的两种。粗研时，在有槽研磨平板上进行，因为有槽研磨平板能保证工件在研磨时整个平面内有足够的研磨剂并保持均匀，避免使表面磨成凸弧面。精研时，则应在光滑研磨平板上进行。研磨前，先用煤油或汽油把研磨平板的工作表面清洗干净并擦干，再在研磨平板上涂上适当的研磨剂，然后把工件需研磨的表面（已去除毛刺并清洗过）合在研板上。沿研磨平板的全部表面，以8字形或螺旋形的旋转与直线运动相结合的方式进行研磨，并不断变更工件的运动方向。由于周期性的运动，使磨料不断在新的方向起作用，工件就能较快达到所需要的精度要求。8.4 研磨技能实训研磨技能实训 研
44、磨时，要控制好研磨的压力和速度。对较小的高硬度工件或粗研时，可用较大的压力和较低的速度进行研磨。有时为减小研磨时的摩擦阻力，对自重大或接触面积较大的工件，研磨时，可在研磨剂中加入一些润滑油或硬脂酸起润滑作用。在研磨中，应防止工件发热，若稍有发热，应立即暂停研磨，避免工件因发热而产生变形。同时，工件在发热时所测尺寸也不准确。（2）窄平面的研磨 在研磨窄平面时，应采用直线研磨运动轨迹。为保证工件的垂直度和平面度，应用金属块作导靠，使金属块和工件紧紧地靠在一起，并跟工件一起研磨，如图8.24（a）所示。导靠金属块的工作面与侧面应具有较高的垂直度。8.4 研磨技能实训研磨技能实训 若研磨工件的数量较多
45、时，可用C形夹将几个工件夹在一起同时研磨。对一些易变形的工件，可用两块导靠将其夹在中间，然后用C形夹头固定在一起进行研磨，如图8.24（b）所示，这样既可保证研磨的质量，又提高了研磨效率。图8.24 窄平面的研磨（a）使用导靠件 （b）使用C形夹8.3 研研 磨磨 3曲面的研磨曲面的研磨 （1）外圆柱面的研磨 外圆柱面的研磨一般采用手工和机械相配合的研磨方法进行，即将工件装夹在车床或钻床上，用研磨环进行研磨，如图8.25所示。研磨环的内径尺寸比工件的直径略大0.025mm0.05mm，其长度是直径的12倍。外圆柱面的研磨方法是将研磨的圆柱形工件牢固地装夹在车床或钻床上，然后在工件上均匀地涂敷研
46、磨剂（磨料），套上研磨环（配合的松紧度以能用手轻轻推动为宜）。工件在机床主轴的带动下作旋转运动（直径在80mm以下，转速为100r/min；直径大于100mm时，转速为50r/min8.4 研磨技能实训研磨技能实训 为宜），用手扶持研磨环，在工件上作轴向直线往复运动。研磨环运动的速度以在工件表面上磨出45交叉的网纹线为宜。研磨环移动速度过快时，网纹线与工件轴线的夹角小于45，研磨速度过慢则网纹线与工件轴线的夹角大于45，如图8.26所示。图8.25 外圆柱面的研磨 图8.26 外圆柱面移动速度和网纹线的关系 1工件2研磨环 （a）太快 （b）太慢 （c）适当8.4 研磨技能实训研磨技能实训 （
47、2）内圆柱面的研磨 研磨圆柱孔的研具是研磨棒，它是将工件套在研磨棒上进行研磨的。研磨棒分为固定式和可调式两种。研磨棒的直径应比工件的内径略小0.01mm0.025mm，工作部分的长度比工件长1.52倍。圆柱孔的研磨方法同圆柱面的研磨方法类似，不同的是将研磨棒装夹在机床主轴上。对直径较大、长度较长的研磨棒同样应用尾座顶尖顶住。将研磨剂（磨料）均匀涂布在研磨棒上，然后套上工件，按一定的速度开动机床旋转，用手扶持工件在研磨棒上沿轴线作直线往复运动。研磨时，要经常擦干挤到孔口的研磨剂，以免造成孔口的扩大，或采取将研磨棒两端都磨小尺寸的办法。研磨棒与工件相配合的间隙要适当，配合太紧，会拉毛工件表面，降低
48、工件研磨质量；配合过松会将工件磨成椭圆形，达不到要求的几何形状。间隙大小以用手推动工件不费力为宜。8.4 研磨技能实训研磨技能实训 （3）圆锥面的研磨 圆锥面的研磨包括圆锥孔的研磨和外圆锥面的研磨。研磨圆锥面使用带有锥度的研磨棒（或研磨环）进行研磨。也有不用专门的研具，而用与研磨件相配合的表面直接进行研配的。研磨棒（或研磨环）应具有同研磨表面相同的锥度，研磨棒上开有螺旋槽，用来储存研磨剂，螺旋槽有右旋和左旋之分，如图8.27所示。圆锥面的研磨方法是将研磨棒（或研磨环）均匀地涂上一层研磨剂（磨料），然后插入工件孔中（或套在圆锥体上），要顺着研具的螺旋槽方向进行转动（也可装夹在机床上），每转动45
49、圈后，便将研具稍稍拔出些。之后再推入旋转研磨。当研磨接近要求时，可将研具拿出，擦干净研具或工件，然后再重新装入锥孔（或套在锥体上）研磨，直到表面呈银灰色或发亮为止，如图8.28所示。8.4 研磨技能实训研磨技能实训 图8.27圆锥面研磨棒 图8.28圆锥面研磨（a）右旋（b）左旋 8.4.3 研磨缺陷分析研磨缺陷分析 研磨时，产生缺陷的形式、原因及预防措施如表8.9所示。8.4 研磨技能实训研磨技能实训 表表8.9研磨产生缺陷的原因及预防措施研磨产生缺陷的原因及预防措施 缺陷形式产生原因防止办法表面不光洁 磨料过粗 研磨液不当 研磨剂涂得太薄 正确选用磨料 正确选用研磨液 研磨剂涂布应适当表面
50、拉毛研磨剂中混入杂质做好清洁工作平面成凸形或孔口扩大 研磨剂涂得太厚 孔口或工件边缘被挤出的研磨剂未擦去就连续研磨 研磨棒伸出孔口太长 研磨剂应涂得适当 被挤出的研磨剂应擦去后再研磨 研磨棒伸出长度要适当孔成椭圆形或有锥度 研磨时没有更换方向 研磨时没有调头研 研磨时应变换方向 研磨时应调头研薄形工件拱曲变形 工件发热了仍继续研磨 装夹不正确引起变形 不使工件温度超过50，发热后应暂停研磨 装夹要稳定，不能夹得太紧8.4 研磨技能实训研磨技能实训 8.4.4 研磨技能实训实例研磨技能实训实例 研磨平行面，其零件图如图8.29所示。图8.29 零件图 8.4 研磨技能实训研磨技能实训（1）实训准
