影响平面研磨技术工件表面质量的主要因素

　　平面研磨加工技术能够获得较高的表面质量,但是由于加工过程复杂性,很多因素都会对工件的表面质量产生影响,其主要影响因素包括但不限：研磨工艺参数、研磨压力、研磨速度、研磨粒度、机床精度、工作材料、工件表面质量、表面粗糙度、表面残余应力、加工硬化度、耐腐蚀性、表面微观形貌等。如图1.3所示。

　　(1)研磨运动轨迹。所谓的研磨运动轨迹,就是工件在研磨运动中,其表面上某一 点运动经过的“路线”。研磨运动的要点是实现磨料的切削运动,因而它的运动状况如何, 将直接影响研磨的加工精度及生产效率,为此,合理地选定运动方式是研磨加工中极为 重要的一步。

　　(2)研磨速度。研磨速度是指工件与磨具的相对速度。在一定条件下,增大研磨 速度可以提高研磨效率。但当速度过高时,由于离心力的作用,加工平稳性就会降低, 研具磨损加快,从而影响研磨加工精度。合理的选择研磨速度应考虑加工精度、工件的 材质、硬度、重量、研磨面积等,同时也要考虑研磨的加工方式等多方面的因素。一般 粗加工多用较低速、较高压力;精加工多用低速、较低压力。

　　(3)研磨时间。研磨时间和研磨速度这两个研磨工艺参数是密切相关的。研磨时间 过长,不仅加工精度趋向稳定不再提高甚至会因过热变形而丧失精度,并使研磨效率降 低。实践表明,在研磨的初始阶段,工件几何形状误差的消除和表面光洁度的改善较快, 而后则逐步缓慢下来。

　　(4)研磨压力。研磨过程中,工件与磨具的接触面积由小到大,适当地调整研磨压 力,可以获得较高的加工效率和较高的表面光洁度。研磨的压力不能太大,若磨粒硬度 较高而研磨压力太大时,磨粒很快被压碎,使切削能力降低。当磨粒硬度较低而研磨压 力过大时,磨粒会被大量嵌进磨具表面,使切削能力大大增强,但因研磨功率加剧而导 致工件和磨具受热、变形,直接影响到研磨的质量和磨具的使用寿命。反之,研磨的压 力也不能太小,压力太小会使切削能力降低,同时生产效率也会降低,因为,在一定范 围内,研磨压力与效率成正比。

　　(5)研磨剂。研磨剂是由磨料、粘合剂、活性添加剂等混合而成,有液态、膏状和 固态三种,以适应不同加工的要求。液态研磨剂用于机动研磨;膏状、固态研磨剂用于 手动研磨。常用的磨料有金刚石粉、细粒度的立方氮化硼B4C、碳化硅、氧化铝 等。

　　(6)磨料的影响。磨料的含义是随近代科学技术而 发展的。1982年出版的《科学技术百科辞典》这样 描述磨料:“磨料是用于打磨或磨削其他材料的硬度极高的材料。磨料既可以单独应用, 也可以制成砂轮或者涂附在纸或布上应用。” 1983年《英汉双解技术词典》是这样定义 的:“磨料是一种用于打磨或磨削物体表面的物质,例如:砂子、金刚砂、碳化硅。” 1992 年国际生产工程研究会编著的《机械制造技术辞典》对磨料有较好的定义,“磨料(天然的或人造的)是具有颗粒形状的和切削能力的天然或人造材料”。磨粒是研 磨加工的“刀具”,在加工中的起着切削作用。(1)具有相当高的硬度。磨料硬度要高于被加工的工件。一般磨料硬度越高,切削 性能越好,耐磨烛性能也越好。(2)具有一定的軔性,以保持磨料的切削刃;又要有一定的自锐性,使磨粒变钝后 在一定的工作压力下碎裂,露出新的锐利的切削刃继续进行有效的磨削。(3)形状和粒度均勻一致,某型号磨料颗粒的尺寸应限制在一定范围内,同时磨料中磨粒 粒径按一定比例分布,加工时不同磨粒承担不同的研磨压力。(4)具有一定的高温稳定性。因为在研磨加工中,磨料和工件的接触区域会产生大 量的热,局部温度可高达1500度,所以磨料应该能够在高温下保持其固有的硬度和优良 的机械性能。(5)具有一定化学稳定性。磨料在磨削高温下,与被加工材质之间往往有一定的化 学反应,所以应该保证磨料的化学稳定性,避免工件、磨具和冷却液之间发生化学反应。