磨削之研磨拋光、磨（mó）粒（lì）流（liú）與（yǔ）珩（héng）磨的區（qū）別

1、磨粒流工藝

磨（mó）料（liào）流加工(AFM)工藝是理想的拋光和去毛刺方法，特別是（shì）對於複雜的內部形狀和有挑戰的表麵加工要求。

磨（mó）粒流加工技術（Abrasive Flow Machining，AFM）又稱為擠壓珩磨技術，起源於20世紀60年代，是一種區別於傳統（tǒng）機（jī）械加（jiā）工的光整加工方法。利用具有一定黏性的流動磨料介質，在一（yī）定壓（yā）力作用下，通過引導流（liú）過工件的待加工表（biǎo）麵，磨料對材料形成（chéng）擠壓並進行微量去除（chú），可以達到去除（chú）毛（máo）刺飛邊、孔口倒圓等加工效果，重要的是可以降（jiàng）低待加工表麵的粗糙度值，實現光整加工目（mù）的。得（dé）益於塑性極強的磨料，這種加工技術幾乎可以對任意形狀的（de）表麵進行光整加工，尤其是針對難（nán）以加工的複雜內腔表（biǎo）麵，能取得較好的光整加工效果（guǒ），近年來這種技術在航空、航天、汽車和模具等行業得到了廣泛應用。

1—活塞　2—工件　3—夾具　4—缸體

1.1工藝係統

磨粒流，簡單（dān）來（lái）說，就是一種通過半流體介質進行拋光去毛刺的工藝，主要麵向內孔、以及不規則形狀的中小型工件。磨粒流拋光工藝包含三個核心要素，即軟磨（mó）料、夾（jiá）具與（yǔ）PLC係統：

軟磨料

　　軟磨料是由（yóu）非常細小的硬質顆粒，混合相關液體，調製而成的半流體狀態的介質，磨料顆粒的大小、硬度，以及半流體的粘稠度、遇熱後是否會黏貼工件，是影響拋光（guāng）去毛刺質量（liàng）的關鍵。磨料通常選材（cái）有碳化矽、白剛玉、金剛石等，根據各（gè）自的（de）硬度（dù），對應不同材質的工件（jiàn）。例如鋁製品、銅製品工件，選用碳化矽磨（mó）料即可。而硬度較高的鎢（wū）鋼、合金鋼，選用白剛玉或金剛石更為合適。

工裝夾（jiá）具

選用夾具的原因是，為了（le）提高工件拋光去毛（máo）刺的效率。一（yī）來，一款夾具上可以同時夾（jiá）持多個工件，一次（cì）性（xìng）加工。二來，使用工裝夾（jiá）具後，退模換工件（jiàn）時，不必每次校準，大大減少了停（tíng）機時間。

工裝夾具設計的關鍵在於，在提升效率的（de）前（qián）提下，如何保持工件均勻受力，而不（bú）致（zhì）於使工件壓傷（shāng）。

PLC係統

　　PLC係（xì）統是整（zhěng）個磨粒流（liú）設備的控製中心，PLC係統設計地簡潔、規範，既（jì）可以讓操作人員更快上手，減少培訓磨合時間，又可（kě）以減少設備故障率（lǜ），延長設備使（shǐ）用壽命。

1.2磨粒流特（tè）點

(一)可加工內腔複雜的零件

(二)均勻性和重複性好

(三)可實現自動化（huà）生產

(四)生（shēng）產效（xiào）率高（gāo）

(五)可控性及可預測性好

(六)加工表麵（miàn）質（zhì）好

1、研磨

研（yán）磨是將研磨工具(以下簡稱研具)表麵嵌人磨料或（huò）敷塗磨料並添加潤滑劑,在一定的壓力作用下，使工件和研具接觸並做相對運動，通過磨料作（zuò）用（yòng），從工（gōng）件表麵切去一層極薄的切屑，使工件具有精確的尺寸、準確的幾何形狀和很高的表麵粗（cū）糙度，這種（zhǒng）對工件表麵進行最終精密加工的方法，叫做研磨。

1.1研磨的種類

濕研（yán）將液狀研磨劑塗敷或連（lián）續加注於研具表麵，使磨料(W14～W5)在被加工的產品與研具間（jiān）不斷地滑動與滾動，從而實現對工件的切削。濕研應用（yòng）較多。

幹研將磨料(W3.5～W0.5)均勻地壓嵌在研具表層上，研磨時需在研（yán）具表麵塗以（yǐ）少量的潤滑劑。幹研多用於精研。

半幹研所用研磨劑（jì）為糊狀的研磨膏（gāo），粗、精研（yán）均可采用。

1.2研磨的特點及（jí）應用範圍

設備簡單（dān），精度要求高。

加工質量可靠。可獲得很高的（de）精度和很低的Ra值。但一般不能（néng）提高加工麵與其（qí）他表麵之間的位置精度。

可加工各種鋼、淬硬（yìng）鋼、鑄鐵、銅鋁及其合金、硬質合（hé）金、陶瓷、玻璃（lí）及某些塑料製品等。

研磨廣（guǎng）泛用於單件小批生產中加工各種高精度型麵，並可用於大批大量（liàng）生產中。

1.3研磨機理（lǐ）

研磨的實質是用遊離的（de）磨粒通過研具對工件表麵進行包（bāo）括物理和化學綜合作用的微量切前，其速度很低，壓力很小，經過（guò）研磨的工件可獲得0.001mm以內的尺寸誤差，表麵粗（cū）糙度一般（bān）能達到（dào）R.=0.4~0.1μm,最小可達（dá）Ra=0.012μm,表麵幾何形狀精度和一些位置精（jīng）度也可進一步提高。 

盡管研磨已廣泛應用於機械加工中（zhōng），並且獲得（dé）了最佳的工藝效果,但人們對研（yán）磨過程的機理有多（duō）種觀點（diǎn）。

純切削說

這種觀點認為:研磨和磨削一樣，是一種純切（qiē）削過程。最終精度的獲得是由很多微小的硬（yìng）磨粒對（duì）工件表麵不（bú）斷切削，靠磨粒的尖劈、衝（chōng）擊、刮削和擠壓作用,形成無數條切痕重疊、互相交錯、互相抵消的加工麵。它與磨削的差別隻是磨粒顆粒較細，切削運動不盡相同而已（yǐ）。這種觀點在實際（jì）過程中可以解釋許多現（xiàn）象，也能指導工作。例如，研磨過（guò）程中使用的磨（mó）料粒度一序比一序細（xì），而獲（huò）得的精度則一序比一（yī）序高。但這種觀點解釋不了用（yòng）軟磨料加工硬材料，用大（dà）顆粒磨粒卻能加工出低粗（cū）糙度表麵（miàn）的實例，顯然這（zhè）種觀點不全麵。

塑性（xìng）變形（xíng）說

這種觀點認為在研磨時，表麵發生了級性變形。即在工件與研具表麵接觸運（yùn）動中，粗糙高凸的部位在（zài）摩擦、擠壓（yā）作用下被（bèi）“壓平”，填充了低四處，而後形成極低的表麵粗糖度。住然而在研磨極軟材料(如鉛、錫等)時，產生塑性變形是有可（kě）能的;而用軟基體拋光硬材料(如光學玻璃)時，則很難解釋為（wéi）塑性變形（xíng）。實際上，工件（jiàn）在研磨前（qián）後有質量變化，這說明（míng）不是簡單的壓平過程。

化學作用說

這種觀點認為:被研磨表麵出現了化學（xué）變化過程。工件表麵活性物質在化學作用下，很快就形成了一層化合物薄（báo）膜;這（zhè）層薄膜具有化學（xué）保護作用，但能被軟質磨（mó）料除（chú）掉。研磨過程就是工件表（biǎo）麵高（gāo）凸部位形成的化合物薄膜不斷被除掉又很快形成的過程,最（zuì）後獲得較低（dī）的表麵粗糙（cāo）度。然而，顯微分析表明，經研磨的表（biǎo）層約（yuē）有微米程度的破壞層。這說明研磨不僅是磨料去除化（huà）合物薄膜的不斷形成過程，並且對表麵層有切削（xuē）作用，而化學作用則加（jiā）速（sù）了研磨（mó）過程。顯然化學作（zuò）用說也不全麵。

綜上所述，研磨過程（chéng）不（bú）可能由一種觀點來解釋。事實上，研（yán）磨是磨粒對工件表麵的切削、活性物質的（de）化學作用及工件表麵擠壓（yā）變形等綜合作用的結果。某一作用的主次程度取決於加工性質及加工過程的進展階段（duàn）。

2、拋光

拋（pāo）光是指利用機械、化學或電化（huà）學的作用，降低工件表麵粗（cū）糙度，獲得光亮、平整表麵（miàn）的加工方法。主要（yào）是（shì）利用拋光工具和磨料顆粒等對工件表麵進行的修飾加（jiā）工。

2.1拋光的分類

機械拋光

機械拋光是靠切削或使材料表麵發生（shēng）塑性變形而去（qù）掉（diào）工件表麵凸出部得到平滑麵的（de）拋光方法，一般（bān）使用（yòng）油石條、羊毛輪、砂紙等，以手工操作為主，表麵質量要求高的可采用超精研（yán）拋的方法。超精（jīng）研拋是采用特製的磨具，在含有磨料（liào）的研拋液中，緊壓在工件（jiàn）被加工表麵上，作（zuò）高速旋轉運（yùn）動。利用該技術可（kě）達到Ra0.008 μm的表麵粗糙度，是各種拋光方法中（zhōng）表麵粗糙度最好的。光學鏡片模具常采用（yòng）這種方法。

化學拋（pāo）光

化學拋（pāo）光是材料（liào）在化學介質中（zhōng）讓表麵微觀凸出的部分較凹部分（fèn）優先溶解，從而得（dé）到平滑麵。該方法可以拋光形（xíng）狀複雜的工件，可以同時拋光很多工件，效（xiào）率高。化學拋光得到的（de）表麵粗糙度一般為Ra10 μm。

電解拋光（guāng）

電解拋光基本原理與化學拋光相同，即靠選擇性溶解材料表（biǎo）麵微小凸出部分，使表麵光滑。與化學拋光相比，它可消除陰極反應的影響，效果（guǒ）較好。

超聲波拋光

超聲拋光是利用工具斷麵作超聲波振動，通過磨料懸浮液拋光脆硬材料的一種加工方法。將工（gōng）件放入（rù）磨料（liào）懸浮液中並一起置於超聲波場中，依（yī）靠超聲波的振蕩作用，使磨料在工件表麵磨削拋光。

流體拋（pāo）光

流體拋光是依靠流動的液體及其攜帶的磨粒衝刷工件表麵達到拋光的目的。流體動力研磨是由液壓驅（qū）動，介質主要采用在較低壓（yā）力下流過性（xìng）好的特殊化合物（wù）(聚合物狀物（wù）質)並摻入磨（mó）料製成，磨料可采（cǎi）用碳化矽粉末。

磁研磨（mó）拋光

磁研磨拋光是利用磁性磨料在磁場作用（yòng）下形成磨料刷，對工件磨削加工。這種方法加工效率高，質量（liàng）好，加（jiā）工條件容易（yì）控製。。

電火花超聲複合拋光

為了提高表麵粗糙度Ra為1.6 μm以上工件的拋光（guāng）速度，采用超聲波與（yǔ）專用的高頻窄脈衝高峰值（zhí）電（diàn）流的脈衝電源進行複合拋光，由超聲振動和電脈衝的腐蝕同時作（zuò）用於工件表麵，迅速降低其表麵粗糙度。

2.2拋（pāo）光的工藝過程

粗拋

精銑、電火（huǒ）花加工、磨削（xuē）等工（gōng）藝後的表麵可以選擇轉速在35 000～40 000 r/min的旋轉表麵拋光機進行拋光。然後是手工油石研磨，條狀油石加（jiā）煤油（yóu）作（zuò）為潤滑劑或冷卻劑。使用（yòng）順序為180#→240#→320#→400#→600#→800#→1 000#。

半精拋

半精拋（pāo）主要使用砂紙和煤油。砂紙的號數依（yī）次為：400#→600#→800#→1 000#→1 200#→1 500#。實際上#1 500砂紙（zhǐ）隻用適於淬硬的模具鋼(52 HRC以（yǐ）上)，而不適用於預硬鋼，因為這樣可能（néng）會導致預硬鋼件表麵損傷，無法達到預期拋光（guāng）效果。

精拋

精拋主（zhǔ）要使（shǐ）用鑽石研（yán）磨膏。若用拋光布輪混合鑽石研磨（mó）粉或研磨（mó）膏進行（háng）研磨，則通常（cháng）的研（yán）磨順序是9 μm(1 800#)→6 μm(3 000#)→3 μm(8 000#)。9 μm的鑽石研磨膏和拋光布輪可用來去（qù）除1 200#和1 50 0#號砂紙留下的發狀（zhuàng）磨痕。

4、珩磨

在對零件加工（gōng）的過程中，會使用到多（duō）種工藝，其中珩磨加工是對孔進行精整加工的一種加工方式。

珩磨工藝（yì）是一種以被加工麵為導向（xiàng），在（zài）一定進給壓力下，通過工具和零件的相對運（yùn）動去除加工餘量，其切削軌跡為交叉網（wǎng）紋的（de）精孔加工工藝。

3.1珩磨原（yuán）理

珩磨是利用安裝（zhuāng）於珩磨頭圓周上的一條或多條油石，由漲開機構將（jiāng）油（yóu）石沿徑向漲開，使其壓向工件孔壁，以便產生一定的接觸（chù）麵。同時珩磨頭旋轉和往複運動。零件（jiàn）不動；或者珩磨頭隻做旋轉運動，工件往複運動，從而實現珩磨。

珩磨的切削有三種模式：定壓進給珩磨、定量（liàng）進給（gěi）珩磨、定壓-定量進給珩磨。

3.2珩磨加工的特點：

加工精度高：特別是一些中小型通孔，圓柱度能達到0.001mm

表麵（miàn）質量好：表麵為交叉網紋（wén），有利於潤滑（huá）油的存儲及（jí）油膜的保持。

加工範圍廣：主要加工各種圓柱形孔：通孔、軸向和徑向有間斷的孔

切削餘量少。

糾孔能（néng）力強：采用珩磨加工工藝可以通過去除最少加工餘量（liàng）而極（jí）大地改善孔和外圓的尺寸精度、圓度、直線度、圓（yuán）柱度和表麵粗糙度（dù）。

3.3珩磨的切削過程

定壓進給珩磨

定（dìng）壓進給中，進給機構以恒定的壓力（lì）壓向孔壁（bì），分三個階段。

第一個階段是脫落切削階段，這種定壓珩磨，開始時由於孔（kǒng）壁粗糙，油石與孔壁接觸麵積很小，接觸壓力大，孔壁的凸（tū）出部分很（hěn）快被磨（mó）去。而油石表麵（miàn）因接觸壓力大，加上切屑對油石粘結劑的磨耗，使磨粒（lì）與粘（zhān）結（jié）劑的結合強度下降，因而有的磨粒在切削壓力的作用下自行脫落（luò），油石麵即露出新磨粒，此即油石自銳。

第二階段是破（pò）碎（suì）切削階段，隨著珩磨的進行，孔表麵越來（lái）越（yuè）光，與油石接（jiē）觸麵積越來越大，單位（wèi）麵（miàn）積的接觸壓力下降，切（qiē）削（xuē）效率降（jiàng）低。同時（shí）切下的切（qiē）屑小而細，這些切屑對粘結（jié）劑的磨耗也很小。

因此（cǐ），油（yóu）石磨粒脫落很少，此時磨削不是靠新磨粒，而是（shì）由磨（mó）粒（lì）尖端切削。因而磨粒尖端負荷很大，磨粒易破裂、崩碎而形成新的切削（xuē）刃。

第（dì）三階段為堵塞（sāi）切削階段，繼續珩磨時油石和孔表麵的接觸麵積越來越大，極細的切屑堆積於油石與孔壁之間不易排除，造成油石堵塞，變（biàn）得很光滑。因此油石切削能力極低，相當於拋光。若繼續珩磨，油石堵（dǔ）塞嚴（yán）重（chóng）而產生粘結性堵塞時，油石完全（quán）失去切（qiē）削能力並嚴重發熱，孔的精度和表麵（miàn）粗糙度均會受到影響。此時應盡快（kuài）結束珩磨。

定量（liàng）進給珩磨

定量進給珩磨時，進給（gěi）機（jī）構以恒定的速度擴張進給，使磨粒強製性地切入（rù）工（gōng）件。因此珩磨過程隻存在脫落切削和破碎切削，不可能產生堵塞切（qiē）削現（xiàn）象。

因為（wéi）當油石產生堵塞切削力下降時，進給量大於實際磨（mó）削量，此時珩磨壓力增高，從而（ér）使（shǐ）磨粒脫落、破碎，切削作用增強。

用（yòng）此種（zhǒng）方法珩磨時，為了提（tí）高孔精度和表麵（miàn）粗糙度，最後可用不進給珩磨一定時間。

定壓－－定量進給（gěi）珩磨

開（kāi）始時以定壓進給珩磨（mó），當油石進入（rù）堵塞切削階段時，轉換為（wéi）定量進給（gěi）珩磨，以提高效率。最後可用不進給珩磨，提高孔的精度和（hé）表麵粗糙度。