1、第第5 5章章 模具表面光整加工模具表面光整加工返回目录2023年2月18日星期六12345.1 5.1 光整加工的特点及其分类光整加工的特点及其分类5.2 5.2 研磨加工研磨加工5.3 5.3 抛光加工抛光加工5.4 5.4 其他光整加工方法其他光整加工方法返回目录2023年2月18日星期六5.1 5.1 光整加工的特点与分类光整加工的特点与分类5.1.1 5.1.1 光整加工的特点光整加工的特点模具加工方法光整加工特点1.光整加工的加工余光整加工的加工余量小，一般只有前道量小，一般只有前道工序公差带宽度的几工序公差带宽度的几分之一。分之一。2.光整加工所用机床光整加工所用机床设备不需要很
2、精确的设备不需要很精确的成形运动，但磨具与成形运动，但磨具与工件之间的相对运动工件之间的相对运动应尽量复杂。应尽量复杂。3.光整加工时，磨具相光整加工时，磨具相对于工件的定位基准没对于工件的定位基准没有确定的位置，一般不有确定的位置，一般不能修正加工表面的形状能修正加工表面的形状和位置误差，其精度要和位置误差，其精度要靠先行工序来保证。靠先行工序来保证。4.光整加工可有效地清除光整加工可有效地清除铸件、锻件和热处理件表铸件、锻件和热处理件表面的残渣、杂质及氧化皮。面的残渣、杂质及氧化皮。返回目录2023年2月18日星期六模具加工方法光整加工特点5.光整加工可改善工光整加工可改善工件表面层应力状
3、态，件表面层应力状态，形成抗疲劳破坏的均形成抗疲劳破坏的均匀压应力（一般比原匀压应力（一般比原值增大值增大50以上）。以上）。6.光整加工可改善工光整加工可改善工件表面层金相组织状件表面层金相组织状态，提高工件表面显态，提高工件表面显微硬度，一般可提高微硬度，一般可提高620，形成一，形成一定深度的耐磨损、抗定深度的耐磨损、抗疲劳的致密金属层，疲劳的致密金属层，且可将深度提高四倍且可将深度提高四倍以上。以上。7.光整加工可提高工件光整加工可提高工件清洁度，完成传动件的清洁度，完成传动件的初期磨损，改善整机部初期磨损，改善整机部分的性能指标，缩短整分的性能指标，缩短整机磨合期。机磨合期。8.光整
4、加工可降低工艺成光整加工可降低工艺成本，减轻工人劳动强度，本，减轻工人劳动强度，提高生产效率，便于机械提高生产效率，便于机械化和自动化生产。化和自动化生产。返回目录2023年2月18日星期六5.1.2 5.1.2 光整加工的分类光整加工的分类1.1.按研磨抛光过程中人参与的程度分按研磨抛光过程中人参与的程度分 光整加工按研磨抛光过程中人参与的程度可分为手工作业研磨光整加工按研磨抛光过程中人参与的程度可分为手工作业研磨抛光和机械设备研磨抛光。抛光和机械设备研磨抛光。l l）手工作业研磨抛光）手工作业研磨抛光 手工作业研磨抛光是指主要依靠操作者个人技艺或采用辅助工手工作业研磨抛光是指主要依靠操作者
5、个人技艺或采用辅助工具进行的研磨抛光。其加工质量主要依赖操作者个人的技艺水平，具进行的研磨抛光。其加工质量主要依赖操作者个人的技艺水平，而且劳动强度较大，工作效率较低。鉴于目前非手工作业研磨抛光而且劳动强度较大，工作效率较低。鉴于目前非手工作业研磨抛光的应用范围的局限，特别是型腔中窄缝、盲孔、深孔和死角部位的的应用范围的局限，特别是型腔中窄缝、盲孔、深孔和死角部位的加工，仍然是手工研磨抛光占主导地位。加工，仍然是手工研磨抛光占主导地位。2 2）机械设备研磨抛光）机械设备研磨抛光 机械设备研磨抛光是主要依靠机械设备进行的研磨抛光。它包机械设备研磨抛光是主要依靠机械设备进行的研磨抛光。它包括一般研
6、磨抛光设备和智能自动抛光设备，这是研磨抛光发展的主括一般研磨抛光设备和智能自动抛光设备，这是研磨抛光发展的主要方向。机械设备研磨抛光质量不依赖操作者的个人技艺，且工作要方向。机械设备研磨抛光质量不依赖操作者的个人技艺，且工作效率较高。如挤压研磨抛光、电化学研磨抛光等。效率较高。如挤压研磨抛光、电化学研磨抛光等。返回目录2023年2月18日星期六2.2.按磨料在研磨抛光过程中的运动轨迹分按磨料在研磨抛光过程中的运动轨迹分 光整加工按磨料在研究抛光过程中的运动轨迹可分为游离磨光整加工按磨料在研究抛光过程中的运动轨迹可分为游离磨料研磨抛光和固定磨料研磨抛光。料研磨抛光和固定磨料研磨抛光。游离磨料研磨
7、抛光游离磨料研磨抛光 在研磨抛光过程在研磨抛光过程中，利用研磨抛光工中，利用研磨抛光工具系统给游离状态的具系统给游离状态的研磨抛剂以一定压力，研磨抛剂以一定压力，使磨料以不重复的轨使磨料以不重复的轨迹运动进行微切削作迹运动进行微切削作用和微塑性挤压变形。用和微塑性挤压变形。固定磨料研磨抛光固定磨料研磨抛光是是指研磨抛光工具本身指研磨抛光工具本身含有磨料，在加工过含有磨料，在加工过程中研磨抛光工具以程中研磨抛光工具以一定压力直接和工件一定压力直接和工件表面接触，磨料和工表面接触，磨料和工具的运动轨迹一致。具的运动轨迹一致。返回目录2023年2月18日星期六机械式研磨抛光机械式研磨抛光是利用磨料的
8、机是利用磨料的机械能量和切削力械能量和切削力对工件表面进行对工件表面进行微切削为主的研微切削为主的研磨抛光。磨抛光。非机械式研磨抛非机械式研磨抛光光主要依靠电能、主要依靠电能、化学能等非机械化学能等非机械能对被加工表面能对被加工表面进行的研磨抛光。进行的研磨抛光。3.3.按研磨抛光的机理分按研磨抛光的机理分 光整加工按研磨抛光的机理可分为机械式研磨抛光和非机械光整加工按研磨抛光的机理可分为机械式研磨抛光和非机械式研磨抛光。式研磨抛光。返回目录2023年2月18日星期六4.4.按研磨抛光剂使用的条件分按研磨抛光剂使用的条件分 光整加工按研磨抛光剂使用的条件可分为湿研、干研和半干研。光整加工按研磨
9、抛光剂使用的条件可分为湿研、干研和半干研。1 1）湿研）湿研 湿研是将磨料和研磨液组成的研磨抛光剂连续加注或涂敷于研具湿研是将磨料和研磨液组成的研磨抛光剂连续加注或涂敷于研具表面，磨料在研具和工件表面之间滚动或滑动，形成对工件表面的切表面，磨料在研具和工件表面之间滚动或滑动，形成对工件表面的切削运动。其加工效率较高，但加工表面的几何形状和尺寸精度不如干削运动。其加工效率较高，但加工表面的几何形状和尺寸精度不如干研，多用于粗研或半精研。研，多用于粗研或半精研。2 2）干研）干研 干研是将磨料均匀地压嵌在研具表层中，施以一定压力使嵌砂进干研是将磨料均匀地压嵌在研具表层中，施以一定压力使嵌砂进行研磨
10、加工。其可获得很高的加工精度，且表面粗糙度小，但加工效行研磨加工。其可获得很高的加工精度，且表面粗糙度小，但加工效率低，一般用于精研。率低，一般用于精研。3 3）半干研）半干研 半干研类似湿研，使用糊状研磨抛光膏，且用于粗、精研均可。半干研类似湿研，使用糊状研磨抛光膏，且用于粗、精研均可。返回目录2023年2月18日星期六5.2 5.2 研磨加工研磨加工5.2.1 5.2.1 研磨的机理研磨的机理1.1.物理作用物理作用 研磨时，在研具的研磨面上均匀地涂上研磨时，在研具的研磨面上均匀地涂上研磨剂，若研具材料的硬度低于工件，当研研磨剂，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
11、时，研磨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磨粒，磨粒会剂中具有尖锐棱角和高硬度的磨粒，磨粒会被压嵌入研具表面上产生刮削作用（塑性变被压嵌入研具表面上产生刮削作用（塑性变形），提高了研磨效率；若研具材料的硬度形），提高了研磨效率；若研具材料的硬度高于工件，则在研具和工件表面产生滑擦高于工件，则在研具和工件表面产生滑擦（弹性变形）。这些磨粒如同无数的切削刃，（弹性变形）。这些磨粒如同无数的切削刃，对工件表面产生微量的切削作用，并均匀地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，如图从工件表面切去一层极薄的金属，如图5-15-1所所示为研磨加工过
12、程。同时，钝化了的磨粒在示为研磨加工过程。同时，钝化了的磨粒在研磨压力的作用下挤压工件表面的粗糙突峰，研磨压力的作用下挤压工件表面的粗糙突峰，使工件表面产生微挤压塑性变形，从而使工使工件表面产生微挤压塑性变形，从而使工件逐渐得到很高的加工精度和很小的表面粗件逐渐得到很高的加工精度和很小的表面粗糙度。糙度。图图5-1 5-1 研磨加工过程研磨加工过程返回目录2023年2月18日星期六 2.2.化学作用化学作用 当采用氧化铬、硬脂酸等研磨剂时，在研磨过程中研磨当采用氧化铬、硬脂酸等研磨剂时，在研磨过程中研磨剂在工件表面上产生化学作用，形成一层极薄的氧化膜，氧剂在工件表面上产生化学作用，形成一层极薄
13、的氧化膜，氧化膜很容易被磨掉，但不会破坏材料基体。研磨的过程就是化膜很容易被磨掉，但不会破坏材料基体。研磨的过程就是氧化膜的不断迅速生成和被磨掉的过程，如此多次循环反复，氧化膜的不断迅速生成和被磨掉的过程，如此多次循环反复，使工件表面的表面粗糙度减小。使工件表面的表面粗糙度减小。返回目录2023年2月18日星期六1.1.表面粗糙度低表面粗糙度低 研磨属于微量进给磨削，切削深度小，磨粒运动轨迹不重复，有利于减研磨属于微量进给磨削，切削深度小，磨粒运动轨迹不重复，有利于减小工件表面粗糙度。小工件表面粗糙度。2.2.形状精度高形状精度高 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
14、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状精度。影响形状精度。3.3.尺寸精度高尺寸精度高 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，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，逐次磨去工件表面的凸峰点，加工精度可达在低速、低压作用下，逐次磨去工件表面的凸峰点，加工精度可达0.10.10.01 m0.01 m。4.4.改善工件表面力学性能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，其表面不会出现微裂纹。研磨的切削热量小，工件变形小，变质层薄，其表面不会出现微裂纹。5.5.对研具的要求不高对研
15、具的要求不高 研磨时所用的研具与设备一般比较简单，不要求它们具有极高的精度，研磨时所用的研具与设备一般比较简单，不要求它们具有极高的精度，但研具材料一般比工件软，且在研磨中会受到磨损，应注意及时修整与但研具材料一般比工件软，且在研磨中会受到磨损，应注意及时修整与更换。更换。特特点点5.2.2 5.2.2 研磨的特点研磨的特点返回目录2023年2月18日星期六5.2.3 5.2.3 研磨工艺研磨工艺1.1.研磨工艺参数研磨工艺参数1 1）研磨压力）研磨压力 研磨压力指研磨表面单位面积上所承受的压力，单位为研磨压力指研磨表面单位面积上所承受的压力，单位为MPaMPa。在研磨过程中，随着工件表面粗糙
16、度的不断减小，研具与工件表在研磨过程中，随着工件表面粗糙度的不断减小，研具与工件表面的接触面积在不断增大，因而研磨压力在不断减小。研磨时，面的接触面积在不断增大，因而研磨压力在不断减小。研磨时，研具与工件的接触压力应适当。若研磨压力过大，会加快研具的研具与工件的接触压力应适当。若研磨压力过大，会加快研具的磨损，使研磨表面粗糙度增大，影响被研磨工件的质量；若研磨磨损，使研磨表面粗糙度增大，影响被研磨工件的质量；若研磨压力过小，会降低切削能力，最终会导致研磨效率低下。压力过小，会降低切削能力，最终会导致研磨效率低下。研磨压力的范围一般在研磨压力的范围一般在0.010.010.5 MPa0.5 MP
17、a。其中，手工研磨时的。其中，手工研磨时的研磨压力为研磨压力为0.010.010.2 Mpa0.2 Mpa，精研时的研磨压力为，精研时的研磨压力为0.010.010.05 Mpa0.05 Mpa，机械研磨时的研磨压力一般为机械研磨时的研磨压力一般为0.010.010.3 MPa0.3 MPa。当研磨压力在。当研磨压力在0.040.040.2 MPa0.2 MPa内时，减小工件表面粗糙度的效果较为明显。内时，减小工件表面粗糙度的效果较为明显。返回目录2023年2月18日星期六）研磨速度）研磨速度 研磨速度是影响研磨质量和研磨效率的重要因素之一。一般情研磨速度是影响研磨质量和研磨效率的重要因素之一
18、。一般情况下，研磨速度和研磨效率呈正比。但如果研磨速度过高，会产生况下，研磨速度和研磨效率呈正比。但如果研磨速度过高，会产生较高的热量，可能会烧伤工件表面，加剧研具磨损速度，从而影响较高的热量，可能会烧伤工件表面，加剧研具磨损速度，从而影响研磨精度。粗研磨时宜采用较高的研磨压力和较低的研磨速度；精研磨精度。粗研磨时宜采用较高的研磨压力和较低的研磨速度；精研磨时宜采用较低的研磨压力和较高的研磨速度。研磨时宜采用较低的研磨压力和较高的研磨速度。在选择研磨速度时，应综合考虑加工精度、工件材料、硬度、在选择研磨速度时，应综合考虑加工精度、工件材料、硬度、研磨面积和加工方式等多种因素。一般研磨速度在研磨
19、面积和加工方式等多种因素。一般研磨速度在1010150 m/min150 m/min，精研速度在精研速度在30 m/min30 m/min以下。手工粗研磨时，每分钟做以下。手工粗研磨时，每分钟做40406060次的往次的往复运动；精研磨时，每分钟做复运动；精研磨时，每分钟做20204040次的往复运动。次的往复运动。返回目录2023年2月18日星期六）研磨余量的确定）研磨余量的确定 工件在研磨前的预加工质量与余量，会直接影响到研磨加工工件在研磨前的预加工质量与余量，会直接影响到研磨加工时的精度与质量。工件在研磨前的预加工，已具有足够的尺寸精时的精度与质量。工件在研磨前的预加工，已具有足够的尺寸
20、精度、几何形状精度和表面粗糙度，原则上研磨只需要去除表面加度、几何形状精度和表面粗糙度，原则上研磨只需要去除表面加工痕迹和变质层即可。研磨余量过大，会使加工时间延长，使研工痕迹和变质层即可。研磨余量过大，会使加工时间延长，使研具和材料消耗增加，加工成本提高；研磨余量过小，加工后达不具和材料消耗增加，加工成本提高；研磨余量过小，加工后达不到工件的表面粗糙度和尺寸精度的要求。一般对表面积大或形状到工件的表面粗糙度和尺寸精度的要求。一般对表面积大或形状复杂且加工精度要求高的工件，研磨余量取较大值；对预加工的复杂且加工精度要求高的工件，研磨余量取较大值；对预加工的质量要求高的工件，研磨余量取较小值。研
21、磨余量的大小还应结质量要求高的工件，研磨余量取较小值。研磨余量的大小还应结合工件的材料、尺寸精度、工艺条件及研磨效率等而确定。此外，合工件的材料、尺寸精度、工艺条件及研磨效率等而确定。此外，研磨余量应尽量小，一般手工研磨余量不应大于研磨余量应尽量小，一般手工研磨余量不应大于10 m10 m，机械研，机械研磨余量应小于磨余量应小于15 m15 m。返回目录2023年2月18日星期六4 4）研磨阶段和轨迹）研磨阶段和轨迹 研磨加工一般经过粗研磨研磨加工一般经过粗研磨细研磨细研磨精研磨精研磨抛光四个阶抛光四个阶段。在这四个阶段中总的研磨次数依据研磨余量以及初始和最段。在这四个阶段中总的研磨次数依据研
22、磨余量以及初始和最终的表面粗糙度与加工精度而定。磨料的粒度从粗到细，每次终的表面粗糙度与加工精度而定。磨料的粒度从粗到细，每次更换磨料都要清洗工具和工件。各部位的研磨顺序根据被加工更换磨料都要清洗工具和工件。各部位的研磨顺序根据被加工表面的具体情况确定。表面的具体情况确定。研磨中，磨料的运动轨迹要使工件表面各点有相同（或近研磨中，磨料的运动轨迹要使工件表面各点有相同（或近似）的切削（磨削）条件，其运动轨迹可以往复、交叉，但不似）的切削（磨削）条件，其运动轨迹可以往复、交叉，但不应该重复，且要根据工件表面的大小和形状来选择，有直线式、应该重复，且要根据工件表面的大小和形状来选择，有直线式、螺旋式
23、、螺旋式、8 8字式、摆动式等字式、摆动式等 。返回目录2023年2月18日星期六5 5）研磨效率）研磨效率 研磨效率指每分钟研磨去除表面层的厚度。工件表面的硬度研磨效率指每分钟研磨去除表面层的厚度。工件表面的硬度越高，研磨效率越低。一般淬火钢的研磨效率为越高，研磨效率越低。一般淬火钢的研磨效率为mmminmin，合，合金钢的研磨效率为金钢的研磨效率为0.3 m0.3 mminmin，超硬材料的研磨效率为，超硬材料的研磨效率为0.1 m0.1 mminmin。通常在研磨的初始阶段，工件几何形状误差的消除和表面。通常在研磨的初始阶段，工件几何形状误差的消除和表面粗糙度的改善较快，而后则逐渐减慢。
24、这与所用磨料的粒度有关，粗糙度的改善较快，而后则逐渐减慢。这与所用磨料的粒度有关，磨粒粗，切削能力强，研磨效率高，但所得研磨表面质量低；磨磨粒粗，切削能力强，研磨效率高，但所得研磨表面质量低；磨粒细，切削能力弱，研磨效率低，但所得研磨表面质量高。因此，粒细，切削能力弱，研磨效率低，但所得研磨表面质量高。因此，为提高研磨效率，选用磨料的粒度时，应从粗到细，分级研磨，为提高研磨效率，选用磨料的粒度时，应从粗到细，分级研磨，循序渐进地达到所要求的表面粗糙度。循序渐进地达到所要求的表面粗糙度。返回目录2023年2月18日星期六2.2.研具研具 研具是研磨剂的载体，可使游离的磨粒嵌入研具工作表面发研具是
25、研磨剂的载体，可使游离的磨粒嵌入研具工作表面发挥切削作用。挥切削作用。1 1）研具材料）研具材料 研具材料很广泛，原则上研具材料硬度应比被加工材料硬度研具材料很广泛，原则上研具材料硬度应比被加工材料硬度低，但研具材料过软，会使磨粒全部嵌入研具工作表面而使切削低，但研具材料过软，会使磨粒全部嵌入研具工作表面而使切削作用降低。研具材料的软硬程度、耐磨性应该与被加工材料相适作用降低。研具材料的软硬程度、耐磨性应该与被加工材料相适应。一般研具材料有灰铸铁、球墨铸铁、软钢、各种有色金属及应。一般研具材料有灰铸铁、球墨铸铁、软钢、各种有色金属及其合金和非金属材料。其合金和非金属材料。（1 1）灰铸铁。灰铸
26、铁的晶粒细小，具有良好的润滑性，硬度）灰铸铁。灰铸铁的晶粒细小，具有良好的润滑性，硬度适中，磨耗低，研磨效果好，价廉易得，所以应用广泛。适中，磨耗低，研磨效果好，价廉易得，所以应用广泛。返回目录2023年2月18日星期六 （2 2）球墨铸铁。球墨铸铁比一般铸铁容易嵌存磨料，可使磨）球墨铸铁。球墨铸铁比一般铸铁容易嵌存磨料，可使磨粒嵌入牢固、均匀，同时能增加研具的耐用度，可获得高质量的粒嵌入牢固、均匀，同时能增加研具的耐用度，可获得高质量的研磨效果。研磨效果。（3 3）软钢。软钢韧性较好，强度较高，常用于制作小型研具，）软钢。软钢韧性较好，强度较高，常用于制作小型研具，可用来研磨小孔和窄槽等。可
27、用来研磨小孔和窄槽等。（4 4）各种有色金属及其合金。各种有色金属及其合金包括铜、）各种有色金属及其合金。各种有色金属及其合金包括铜、黄铜、青铜、锡、铝、铅锡金等。它们的材质较软，表面容易嵌黄铜、青铜、锡、铝、铅锡金等。它们的材质较软，表面容易嵌入磨粒，适宜做软钢类工件的研具。入磨粒，适宜做软钢类工件的研具。（5 5）非金属材料。非金属材料包括木、竹、皮革、毛毡、纤）非金属材料。非金属材料包括木、竹、皮革、毛毡、纤维板、塑料、玻璃等。除玻璃以外，其他材料质地较软，磨粒易维板、塑料、玻璃等。除玻璃以外，其他材料质地较软，磨粒易于嵌入，可获得良好的研磨效果。于嵌入，可获得良好的研磨效果。返回目录2
28、023年2月18日星期六2 2）研具种类）研具种类 研具包括研磨平板、研磨环、研磨棒和普通油石。研具包括研磨平板、研磨环、研磨棒和普通油石。（1 1）研磨平板。研磨平板主要用于单一平面及中、小镶件端面的）研磨平板。研磨平板主要用于单一平面及中、小镶件端面的研磨抛光，如冲裁凹模端面、塑料模中的单一平面分型面等。研磨平研磨抛光，如冲裁凹模端面、塑料模中的单一平面分型面等。研磨平板用灰铸铁材料，并在平板上开设相交成板用灰铸铁材料，并在平板上开设相交成6060或或9090，宽为，宽为1 13 mm3 mm，距离为距离为151520 mm20 mm的槽，研磨抛光时在研磨平板上放些微粉和抛光液进的槽，研磨
29、抛光时在研磨平板上放些微粉和抛光液进行，如图行，如图5-25-2所示。所示。（a a）无槽的用于精研）无槽的用于精研 （b b）带槽的用于粗研）带槽的用于粗研图图5-2 5-2 研磨平板研磨平板返回目录2023年2月18日星期六 （2 2）研磨环。研磨环主要研磨外圆柱表面，如图）研磨环。研磨环主要研磨外圆柱表面，如图5-35-3所示。所示。研磨环的内径比工件的外径大研磨环的内径比工件的外径大0.0250.0250.05 mm0.05 mm，当研磨环内径磨，当研磨环内径磨大时，可通过调节螺钉使研磨环的内径缩小。大时，可通过调节螺钉使研磨环的内径缩小。图图5-3 5-3 研磨环研磨环11调节圈；调
30、节圈；22调节螺钉；调节螺钉；33外环外环返回目录2023年2月18日星期六 （3 3）研磨棒。研磨棒主要用于研磨内圆柱表面。它可分为固定）研磨棒。研磨棒主要用于研磨内圆柱表面。它可分为固定式研磨棒和可调式研磨棒两种，如图式研磨棒和可调式研磨棒两种，如图5-45-4所示。固定式研磨棒的芯棒所示。固定式研磨棒的芯棒的外径不可调节，芯棒外圆柱表面可有螺旋槽，以容纳研磨抛光剂。的外径不可调节，芯棒外圆柱表面可有螺旋槽，以容纳研磨抛光剂。固定式研磨棒的芯棒一般由模具钳工在钻床上进行较小尺寸圆柱孔的固定式研磨棒的芯棒一般由模具钳工在钻床上进行较小尺寸圆柱孔的加工。加工。（a a）固定式无槽研磨棒）固定式
31、无槽研磨棒 （b b）固定式有槽研磨棒）固定式有槽研磨棒 (c)(c)可调式研磨棒可调式研磨棒图图5-4 5-4 研磨棒研磨棒11调节螺钉；调节螺钉；22锥度芯棒；锥度芯棒；33开槽研磨套开槽研磨套返回目录2023年2月18日星期六 （4 4）普通油石。普通油石一般用于粗研磨。它由氧化铝、）普通油石。普通油石一般用于粗研磨。它由氧化铝、碳化硅磨料和黏结剂压制烧结而成。使用时根据型腔形状磨碳化硅磨料和黏结剂压制烧结而成。使用时根据型腔形状磨成所需形状，并根据工件表面的粗糙度和工件材料硬度选择成所需形状，并根据工件表面的粗糙度和工件材料硬度选择相应的油石。当工件材料较硬时，应该选择较软的油石；当相
32、应的油石。当工件材料较硬时，应该选择较软的油石；当工件材料较软时，应该选择较硬的油石。当工件表面粗糙度工件材料较软时，应该选择较硬的油石。当工件表面粗糙度要求较高时，油石要细一些，组织要致密些。要求较高时，油石要细一些，组织要致密些。返回目录2023年2月18日星期六3 3）研具硬度）研具硬度 研具是一类特殊工艺装备，它的硬度定义仍沿用磨具硬度的定义。研具是一类特殊工艺装备，它的硬度定义仍沿用磨具硬度的定义。磨具硬度是指磨粒在外力作用下从磨具表面脱落的难易程度，反映结合磨具硬度是指磨粒在外力作用下从磨具表面脱落的难易程度，反映结合剂把持磨粒的强度。磨具硬度主要取决于结合剂加入量的多少和磨具的剂
33、把持磨粒的强度。磨具硬度主要取决于结合剂加入量的多少和磨具的密度。磨粒容易脱落的表示磨具硬度低，磨粒不易脱落的表示磨具硬度密度。磨粒容易脱落的表示磨具硬度低，磨粒不易脱落的表示磨具硬度高。研具硬度的等级一般可分为超软、软中软中中硬硬和超硬高。研具硬度的等级一般可分为超软、软中软中中硬硬和超硬七大级。从这些等级中还可再细分出若干小级。测定磨具硬度的方法七大级。从这些等级中还可再细分出若干小级。测定磨具硬度的方法较常用的有手锥法、机械锥法、洛氏硬度计测定法和喷砂硬度计测定法。较常用的有手锥法、机械锥法、洛氏硬度计测定法和喷砂硬度计测定法。在研磨切削加工中，若工件材料硬度高，则选用硬度低的磨具；若工
34、件在研磨切削加工中，若工件材料硬度高，则选用硬度低的磨具；若工件材料硬度低，则选用硬度高的磨具。材料硬度低，则选用硬度高的磨具。返回目录2023年2月18日星期六3.3.研磨剂研磨剂 研磨剂由磨料、研磨液与研磨辅料组成。正确选择研磨剂是提高研研磨剂由磨料、研磨液与研磨辅料组成。正确选择研磨剂是提高研磨效率和研磨质量的关键。磨效率和研磨质量的关键。1 1）磨料）磨料 磨料在研磨过程中起微切削和微挤压塑性变形作用，磨料的选择包磨料在研磨过程中起微切削和微挤压塑性变形作用，磨料的选择包括磨料的种类和磨料的粒度。括磨料的种类和磨料的粒度。磨料的粒度主要取决于研磨表面粗糙度。磨料的粒度是指磨料的颗磨料的
35、粒度主要取决于研磨表面粗糙度。磨料的粒度是指磨料的颗粒尺寸。磨料按其颗粒尺寸的大小可分为磨粒、磨粉、微粉和超微粉四粒尺寸。磨料按其颗粒尺寸的大小可分为磨粒、磨粉、微粉和超微粉四种。其中，磨粒和磨粉这两组磨料的粒度号数用每一英寸筛网长度上的种。其中，磨粒和磨粉这两组磨料的粒度号数用每一英寸筛网长度上的网眼数目表示，其标志是在粒度号数的数字右上角加网眼数目表示，其标志是在粒度号数的数字右上角加“”符号。粒度符号。粒度号的数值越大，表明磨粒越细小。微粉和超微粉这两组磨料的粒度号数号的数值越大，表明磨粒越细小。微粉和超微粉这两组磨料的粒度号数用颗粒的实际尺寸表示，其标志是在颗粒尺寸数字的前面加一个字母
36、用颗粒的实际尺寸表示，其标志是在颗粒尺寸数字的前面加一个字母“W”W”。返回目录2023年2月18日星期六2 2）研磨液）研磨液 研磨液主要起调和磨料，使磨料均匀分布和润滑冷却的作用。研磨液主要起调和磨料，使磨料均匀分布和润滑冷却的作用。其应具有一定的黏度和稀释能力，且表面张力要低，化学稳定性要其应具有一定的黏度和稀释能力，且表面张力要低，化学稳定性要好，对被研磨工件没有化学腐蚀作用，能与磨粒很好的混合，易于好，对被研磨工件没有化学腐蚀作用，能与磨粒很好的混合，易于沉淀研磨脱落的粉尘和颗粒物，对操作者无害，易于清洗。沉淀研磨脱落的粉尘和颗粒物，对操作者无害，易于清洗。3 3）研磨辅料）研磨辅料
37、 研磨辅料是一种混合脂，在研磨过程中起吸附、润滑及化学作研磨辅料是一种混合脂，在研磨过程中起吸附、润滑及化学作用，以提高研磨效率和研磨质量。常用的研磨辅料有硬脂酸、油酸、用，以提高研磨效率和研磨质量。常用的研磨辅料有硬脂酸、油酸、脂肪酸、蜂蜡和工业甘油等。脂肪酸、蜂蜡和工业甘油等。返回目录2023年2月18日星期六4.4.研磨机研磨机 研磨机是用涂上或嵌入磨料的研具对工件表面进行研磨的机床。研磨机是用涂上或嵌入磨料的研具对工件表面进行研磨的机床。主要用于研磨工件中的高精度平面内外圆柱面圆锥面球面螺主要用于研磨工件中的高精度平面内外圆柱面圆锥面球面螺纹面和其他型面。研磨机的主要类型有圆盘式研磨机
38、转轴式研磨机纹面和其他型面。研磨机的主要类型有圆盘式研磨机转轴式研磨机和专用研磨机。和专用研磨机。1 1）圆盘式研磨机）圆盘式研磨机 圆盘式研磨机有单盘和双盘两种，其中双盘研磨机的应用最为普圆盘式研磨机有单盘和双盘两种，其中双盘研磨机的应用最为普遍。在双盘研磨机上，多个工件同时放入位于上下研磨盘之间的保遍。在双盘研磨机上，多个工件同时放入位于上下研磨盘之间的保持架内，保持架和工件由偏心或行星机构驱动做平面运动。下研磨盘持架内，保持架和工件由偏心或行星机构驱动做平面运动。下研磨盘旋转，上研磨盘可以不转，也可以与下研磨盘反向旋转，并可上、下旋转，上研磨盘可以不转，也可以与下研磨盘反向旋转，并可上、
39、下移动以压紧工件移动以压紧工件(压力可调压力可调)。此外，上研磨盘还可随摇臂绕立柱转动。此外，上研磨盘还可随摇臂绕立柱转动一个角度，以便装卸工件。双盘研磨机主要用于加工两个平行面、一一个角度，以便装卸工件。双盘研磨机主要用于加工两个平行面、一个平面个平面(需增加压紧工件的附件需增加压紧工件的附件)、外圆柱面和球面、外圆柱面和球面(采用带采用带V V形槽的研形槽的研磨盘磨盘)等。加工外圆柱面时，因工件既要滑动又要滚动，须合理选择保等。加工外圆柱面时，因工件既要滑动又要滚动，须合理选择保持架孔槽形式和排列角度。单盘研磨机只有一个下研磨盘，用于研磨持架孔槽形式和排列角度。单盘研磨机只有一个下研磨盘，
40、用于研磨工件的下平面，可使形状和尺寸各异的工件同盘加工，研磨精度较高。工件的下平面，可使形状和尺寸各异的工件同盘加工，研磨精度较高。有些研磨机还带有能在研磨过程中自动校正研磨盘的机构。有些研磨机还带有能在研磨过程中自动校正研磨盘的机构。返回目录2023年2月18日星期六2 2）转轴式研磨机）转轴式研磨机 转轴式研磨机可由正、反向旋转的主轴带动工件或研具转轴式研磨机可由正、反向旋转的主轴带动工件或研具(可可调式研磨环或研磨棒调式研磨环或研磨棒)旋转。其结构比较简单，主要用于研磨内旋转。其结构比较简单，主要用于研磨内外圆柱面。外圆柱面。3)3)专用研磨机专用研磨机 专业研磨机根据被研磨工件的不同可
41、分为中心孔研磨机、钢专业研磨机根据被研磨工件的不同可分为中心孔研磨机、钢球研磨机和齿轮研磨机等。此外，还有一种采用类似无心磨削原球研磨机和齿轮研磨机等。此外，还有一种采用类似无心磨削原理的无心研磨机，可用于研磨圆柱形工件。理的无心研磨机，可用于研磨圆柱形工件。返回目录2023年2月18日星期六 通常所说的研磨与抛光并没有本质上的区别，只是抛光工具由软通常所说的研磨与抛光并没有本质上的区别，只是抛光工具由软质材料制成。抛光是利用柔性抛光工具和微细磨料颗粒或其他抛光介质材料制成。抛光是利用柔性抛光工具和微细磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工，可去除前道工序留下的加工痕迹（如质对工件表面
42、进行的修饰加工，可去除前道工序留下的加工痕迹（如刀痕、磨纹、麻点、毛刺）。抛光不能提高工件的尺寸精度或几何形刀痕、磨纹、麻点、毛刺）。抛光不能提高工件的尺寸精度或几何形状精度，而以得到光滑表面或镜面光泽为目的。研磨与抛光的机理是状精度，而以得到光滑表面或镜面光泽为目的。研磨与抛光的机理是相同的，习惯上把使用硬质研具的加工称为研磨，而把使用软质研具相同的，习惯上把使用硬质研具的加工称为研磨，而把使用软质研具的加工称为抛光。抛光一般用于模具零件的最终加工，其加工原理如的加工称为抛光。抛光一般用于模具零件的最终加工，其加工原理如图图5-55-5所示。所示。5.3 5.3 抛光加工抛光加工图图5-5
43、5-5 抛光加工的原理抛光加工的原理返回目录2023年2月18日星期六（a a）无基人造油石）无基人造油石 (b)(b)有基人造油石有基人造油石图图5-6 5-6 人造油石的种类人造油石的种类5.3.1 5.3.1 抛光工具抛光工具 抛光除可采用研磨工具外，还有适合快速减小表面粗糙度的专用抛抛光除可采用研磨工具外，还有适合快速减小表面粗糙度的专用抛光工具，即油名、砂纸、研磨抛光膏、抛研液和机械抛光工具。光工具，即油名、砂纸、研磨抛光膏、抛研液和机械抛光工具。1.1.油石油石 油石是用磨料和结合剂等压制烧结而成的条状固结磨具。油石在使油石是用磨料和结合剂等压制烧结而成的条状固结磨具。油石在使用时
44、通常会加油润滑。油石一般用于手工修磨零件，也可装夹在机床上进用时通常会加油润滑。油石一般用于手工修磨零件，也可装夹在机床上进行珩磨和超精加工。油石有人造油石和天然油石两类。行珩磨和超精加工。油石有人造油石和天然油石两类。1 1）人造油石）人造油石 人造油石由于所用磨料不同而有两种结构类型，即无基人造油石和人造油石由于所用磨料不同而有两种结构类型，即无基人造油石和有基人造油石如图有基人造油石如图5-65-6所示。所示。返回目录2023年2月18日星期六 （1 1）无基人造油石。无基人造油石是用刚玉或碳化硅磨料和）无基人造油石。无基人造油石是用刚玉或碳化硅磨料和结合剂制成的无基体的人造油石，按其横
45、断面形状可分为正方形结合剂制成的无基体的人造油石，按其横断面形状可分为正方形无基人造油石、长方形无基人造油石、三角形无基人造油石、楔无基人造油石、长方形无基人造油石、三角形无基人造油石、楔形无基人造油石、圆形无基人造油石和半圆形无基人造油石等，形无基人造油石、圆形无基人造油石和半圆形无基人造油石等，见图见图5-65-6（a a）。）。（2 2）有基人造油石。有基人造油石是用金刚石或立方氮化硼）有基人造油石。有基人造油石是用金刚石或立方氮化硼磨料和结合剂制成的有基体的人造油石，按其横断面形状可分为磨料和结合剂制成的有基体的人造油石，按其横断面形状可分为长方形有基人造油石、三角形有基人造油石和弧形
46、有基人造油石长方形有基人造油石、三角形有基人造油石和弧形有基人造油石等，见图等，见图5-65-6（b b）。）。2 2）天然油石）天然油石 天然油石是选用质地细腻又具有研磨和抛光能力的天然石英天然油石是选用质地细腻又具有研磨和抛光能力的天然石英岩加工而成的，适用于手工精密修磨。岩加工而成的，适用于手工精密修磨。返回目录2023年2月18日星期六2.2.砂纸砂纸 砂纸是由氧化铝或碳化硅等磨料与纸黏结而成，主要用于粗抛光。砂纸是由氧化铝或碳化硅等磨料与纸黏结而成，主要用于粗抛光。其磨料的粒度按颗粒大小常用的有其磨料的粒度按颗粒大小常用的有400#400#、600#600#、800#800#、1 0
47、00#1 000#等。等。3.3.研磨抛光膏研磨抛光膏 研磨抛光膏是由磨料和研磨液组成的研磨抛光剂，可分为硬磨料研研磨抛光膏是由磨料和研磨液组成的研磨抛光剂，可分为硬磨料研磨抛光膏和软磨料研磨抛光膏两类。磨抛光膏和软磨料研磨抛光膏两类。1 1）硬磨料研磨抛光膏）硬磨料研磨抛光膏 硬磨料研磨抛光膏中的磨料有氧化铝、碳化硅、碳化硼和金刚石等，硬磨料研磨抛光膏中的磨料有氧化铝、碳化硅、碳化硼和金刚石等，常用磨料的粒度为常用磨料的粒度为200200、240240、W40W40等。等。2 2）软磨料研磨抛光膏）软磨料研磨抛光膏 软磨料研磨抛光膏中含有油质活性物质，使用时可用煤油或汽油稀软磨料研磨抛光膏中
48、含有油质活性物质，使用时可用煤油或汽油稀释。它主要用于精抛光。释。它主要用于精抛光。4.4.抛研液抛研液 抛研液常用于超精加工，是由抛研液常用于超精加工，是由W0.5W0.5W5W5粒度的氧化铬和乳化液混合粒度的氧化铬和乳化液混合而成的。多用于外观要求极高产品模具的抛光，如光学镜片模具等。而成的。多用于外观要求极高产品模具的抛光，如光学镜片模具等。返回目录2023年2月18日星期六5.5.机械抛光工具机械抛光工具 机械抛光工具包括圆盘式抛光机和电动式抛光机。机械抛光工具包括圆盘式抛光机和电动式抛光机。1 1）圆盘式抛光机）圆盘式抛光机 如图如图5-75-7所示为圆盘式抛光机，它是一种常见的电动
49、工具，可用于所示为圆盘式抛光机，它是一种常见的电动工具，可用于去除一些大型模具仿形加工后的走刀痕迹及倒角。其抛光精度不高，去除一些大型模具仿形加工后的走刀痕迹及倒角。其抛光精度不高，抛光程度接近粗磨。抛光程度接近粗磨。图图5-7 5-7 圆盘式抛光机圆盘式抛光机返回目录2023年2月18日星期六2 2）电动式抛光机）电动式抛光机 电动式抛光机主要由电动机、传动软轴及手持式研抛头组成。使用时电动机挂电动式抛光机主要由电动机、传动软轴及手持式研抛头组成。使用时电动机挂在悬挂架上，启动电动机后通过传动软轴和手持式抛光头产生旋转或往复运动。这在悬挂架上，启动电动机后通过传动软轴和手持式抛光头产生旋转或
50、往复运动。这种抛光机备有以下三种不同的研抛头，以适应不同的研抛工作：种抛光机备有以下三种不同的研抛头，以适应不同的研抛工作：（1 1）手持往复式研抛头。手持往复式研抛头工作时一端连接传动软轴，另一端）手持往复式研抛头。手持往复式研抛头工作时一端连接传动软轴，另一端安装研具、油石或锉刀等。在传动软轴作用下研抛头产生往复运动，可适应不同的安装研具、油石或锉刀等。在传动软轴作用下研抛头产生往复运动，可适应不同的加工需要。手持往复式研抛头的工作端还可按加工需要，在加工需要。手持往复式研抛头的工作端还可按加工需要，在0 0270270内调整。这内调整。这种研抛头装上球头杆，配上圆形或方形铜种研抛头装上球
