磨（mó）削之研磨拋光、磨粒流與珩磨（mó）的區別

1、磨（mó）粒流工（gōng）藝

磨料流加工(AFM)工藝是理想的拋光和去毛刺（cì）方法，特別是對於複雜的內部形狀和有挑戰的表麵加工要求。

磨粒流加（jiā）工技術（Abrasive Flow Machining，AFM）又稱（chēng）為擠壓珩磨技術，起源於20世（shì）紀60年代，是一種區別於傳統機械加工的光整加工方法。利用具有一定黏性的流動磨料介質，在一定壓力作用下，通過引導流過（guò）工件的（de）待加工（gōng）表麵，磨料對材（cái）料形成擠（jǐ）壓並進行微量去除，可以達到去除毛刺飛邊（biān）、孔口倒（dǎo）圓等加工效果，重要的是可以降低待加工表麵的粗糙（cāo）度值，實現光整加（jiā）工目的。得益於塑性（xìng）極強的（de）磨料，這種加工技術幾乎可以對任意（yì）形狀的表麵進行光整加工，尤其是針對難以加工的複雜內腔表麵，能（néng）取得較好（hǎo）的光整加工效果，近年來這種技術在航（háng）空、航天、汽車和（hé）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（tǒng）

磨粒（lì）流，簡單來說（shuō），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（zé）形狀的中小型工件。磨粒（lì）流拋光（guāng）工藝包含三個核心要素，即軟磨料、夾具與PLC係統：

軟磨料

　　軟磨料是由非常細小的硬質顆粒（lì），混合相關液體，調製而成的半流體狀態的介質，磨（mó）料顆（kē）粒的大小、硬度，以及半流體的粘稠度、遇熱後是否（fǒu）會黏貼工件（jiàn），是影響拋光去毛刺質量的關鍵。磨料（liào）通常選材有碳化矽、白剛玉（yù）、金剛石等，根（gēn）據各自的硬度（dù），對（duì）應不同材質的工（gōng）件。例如鋁製品、銅製品工件，選用碳（tàn）化矽磨料即可。而硬度較高的鎢鋼、合金鋼，選用白剛玉或金剛石更為合適。

工裝夾具（jù）

選用夾具的原因是，為了提高工件拋光去毛刺的（de）效率。一來，一款夾具上可以同時夾（jiá）持多個工件，一次性加（jiā）工（gōng）。二來，使用工裝夾具後，退模換工件時（shí），不必每次校準，大大減少了停機時間。

工裝夾具設計的關鍵在於，在提升效（xiào）率的前提（tí）下，如何保持工件均勻受力，而不致於使工件壓（yā）傷。

PLC係統

　　PLC係統（tǒng）是整個磨（mó）粒流設備的控製中心，PLC係統設計地簡潔、規（guī）範，既可以讓操作人（rén）員更快上手，減少培訓磨合時間，又可以減少設備故障率，延長（zhǎng）設備使用壽命。

1.2磨粒（lì）流特點（diǎn）

(一)可加工內腔複雜的零件

(二)均勻性和重複性好

(三（sān）)可實現自（zì）動化生產

(四（sì）)生產效率高

(五)可控性及可預測性好

(六)加（jiā）工表麵質好

1、研磨

研磨是將研磨工具(以下簡稱研具（jù）)表麵嵌人磨料或敷塗磨（mó）料並添加潤滑劑（jì）,在一定的壓力作用下，使工件和研（yán）具接觸並做相對運動，通過磨料作用，從工件表（biǎo）麵（miàn）切去（qù）一層極薄的切屑，使工件具有精確的尺寸、準確的幾何形（xíng）狀和很高的表麵粗糙度，這種對工件（jiàn）表麵進行最（zuì）終精密加工（gōng）的方法，叫做研磨。

1.1研磨的種類

濕研將液狀研磨劑塗敷或連續加注於研具表（biǎo）麵，使磨（mó）料(W14～W5)在被加工的產品與研具間不斷地滑動與滾動，從而實現對工件（jiàn）的切削。濕研應用較多。

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

半幹研所用研磨劑為糊（hú）狀的研磨膏，粗、精研均可采用（yòng）。

1.2研（yán）磨的（de）特點及應用範圍

設備簡單，精度（dù）要求高。

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

可（kě）加（jiā）工各種鋼、淬硬鋼、鑄鐵、銅（tóng）鋁（lǚ）及其合金、硬質合金、陶瓷、玻璃及某（mǒu）些（xiē）塑料（liào）製品等。

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

1.3研磨機理

研磨的實質是用遊離的磨粒通過研具對工件（jiàn）表（biǎo）麵進行包括（kuò）物理和化學綜合作用的微量切（qiē）前，其速度很低，壓力很小，經過研（yán）磨的（de）工件可獲得0.001mm以內的尺寸誤差（chà），表麵粗糙度一般能達到R.=0.4~0.1μm,最小可達Ra=0.012μm,表麵幾何形狀精度和一些位置精度也可進（jìn）一步提（tí）高。 

盡管（guǎn）研磨已廣泛應用於機械加工中，並且獲得了（le）最佳（jiā）的工藝效果,但人們對研磨過程的（de）機理（lǐ）有多種觀點。

純切削說

這種觀點認為:研磨和磨削一樣，是一種純切削過程。最終精度的獲得是由很多微小的硬（yìng）磨粒對工件表麵不斷切削，靠磨（mó）粒的尖劈、衝擊、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（jiào）細，切削運動不盡相（xiàng）同而已（yǐ）。這種（zhǒng）觀（guān）點在實際過程中可以解釋許多現象，也能指導工作。例（lì）如，研磨（mó）過程中使用的磨料粒度一序（xù）比一序（xù）細，而獲得的精度則一序比（bǐ）一序高。但（dàn）這種觀點解釋不了用軟磨料加工硬材料，用大（dà）顆粒磨粒卻能加工出低粗糙度表麵的實例，顯然這種觀點不全麵。

塑性變形（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（jiàn）與研具表麵接觸運（yùn）動中，粗糙（cāo）高凸的部位在摩擦、擠壓作用下被“壓（yā）平”，填充了低四處，而後形成極低的表麵粗糖度。住然（rán）而在研磨極軟材料(如鉛、錫等（děng）)時，產生（shēng）塑（sù）性變形是有可能的;而用軟基（jī）體拋光硬材料(如光學玻璃)時，則很難解釋為塑性變形。實際上，工件在研磨前後有質量變化，這說明不是簡單的壓平過程。

化學作用說

這（zhè）種觀點認為:被研磨表麵出現了化學變化過（guò）程。工件表麵活性物質在化學作用下（xià），很快就形成了一層化合物（wù）薄膜;這層（céng）薄膜具有化學保護作用，但能被軟質磨料除掉。研磨過程就是工件表麵高凸部位形成的化合物薄膜不斷被除掉又很快形（xíng）成的過程,最後獲得較低的表麵（miàn）粗糙度。然而，顯微分析表明，經研磨的表層約有微米程度的破壞層。這說明研磨不僅是（shì）磨料去除化合（hé）物薄膜的不斷形成過程，並且（qiě）對（duì）表（biǎo）麵層有切削作用，而化學作用則（zé）加速了研磨過程。顯然化學作用說（shuō）也不全麵。

綜上所述，研磨過程不可能（néng）由一種觀點來解釋。事實上，研磨是磨粒對工件表麵的切削（xuē）、活（huó）性物質的化學作用及工件表麵擠壓變形等綜合作用的結果。某一作用的主次程度（dù）取決於加工性質及加工過程的（de）進展階段。

2、拋光

拋光是指利用（yòng）機（jī）械（xiè）、化學或電化學的作用，降低工件表麵粗糙度，獲得（dé）光亮、平整表麵的（de）加工（gōng）方法。主要是利用拋光工具（jù）和磨（mó）料顆粒等對工件表麵進行的修（xiū）飾加工。

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塑性變形而去掉（diào）工件表麵凸出部得（dé）到平滑麵的拋光方法，一般使用油石條、羊毛輪、砂紙等，以手工操作（zuò）為主，表麵質量要求高的可采（cǎi）用超精研拋的方法。超（chāo）精研拋是采（cǎi）用特製（zhì）的磨具，在含有磨料的（de）研拋液中，緊壓在工件（jiàn）被加工表麵上，作高速旋轉運動（dòng）。利用該技術可（kě）達到Ra0.008 μm的表（biǎo）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這（zhè）種（zhǒng）方法。

化學拋光

化學拋光是材料在化學介質中讓表麵微觀凸出的部分較凹部分優先溶（róng）解，從而得到平滑麵。該方法可以拋光形狀複雜的（de）工（gōng）件（jiàn），可以同時拋光很多工件，效率高。化學拋光得到的表麵粗糙度一般為Ra10 μm。

電解拋光

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

超聲波拋光

超聲拋（pāo）光（guāng）是（shì）利用工具斷麵作超聲波振動，通過（guò）磨料懸浮液拋光脆硬材料的一種加工方法。將工件放入磨料懸浮液中並一（yī）起置於超聲波場中，依靠超聲波的振蕩作用，使磨料在工件表麵磨削（xuē）拋光。

流體拋光

流體拋光是依靠流（liú）動的液體及其攜帶的磨粒衝刷工件表麵達到拋光（guāng）的目的。流（liú）體動力研磨是（shì）由液壓驅動，介質（zhì）主要采用（yòng）在較低壓力下流（liú）過性好的（de）特殊化合物(聚合物狀物質)並摻入磨料製成，磨（mó）料可（kě）采用碳化矽粉末。

磁研磨拋光

磁研磨（mó）拋光是利用（yòng）磁性磨料在磁場（chǎng）作用下形成磨（mó）料刷，對工件磨削加工。這種方法加工效率高，質量好，加（jiā）工條件容（róng）易控製。。

電火花超聲複合拋光

為了提高表麵粗糙（cāo）度Ra為1.6 μm以上工件的拋光速度，采用超聲波與專（zhuān）用的高頻窄脈衝（chōng）高峰值電流的脈衝電源進行複合拋光，由超聲振動和電脈（mò）衝的腐蝕（shí）同時作用於工（gōng）件表麵，迅速降低其表麵粗糙度。

2.2拋光的工藝過程

粗拋

精銑、電火花加工、磨削等工藝後的表（biǎo）麵可以選擇轉（zhuǎn）速在35 000～40 000 r/min的旋轉表麵拋光機（jī）進行拋光。然（rán）後是手工油石研磨（mó），條（tiáo）狀（zhuàng）油石加煤（méi）油作（zuò）為（wéi）潤滑劑或冷卻劑。使用（yòng）順序為180#→240#→320#→400#→600#→800#→1 000#。

半精拋（pāo）

半精拋主要使用砂紙和煤油。砂紙的號數依次為：400#→600#→800#→1 000#→1 200#→1 500#。實（shí）際（jì）上（shàng）#1 500砂紙隻用適（shì）於淬硬的模具鋼(52 HRC以上)，而不適用於預硬（yìng）鋼，因為這樣可能會導致預硬鋼件表麵損傷，無法達（dá）到預期拋（pāo）光效果。

精拋（pāo）

精拋主要使用鑽石研磨膏。若用拋光布輪混（hún）合鑽石研磨（mó）粉或研磨膏進（jìn）行（háng）研磨，則通常的研磨順序是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除1 200#和（hé）1 50 0#號砂紙留下的發狀磨痕（hén）。

4、珩磨

在對零件加工的過程中，會使用到（dào）多種（zhǒng）工藝，其中珩磨加工是（shì）對孔進（jìn）行精整（zhěng）加工的一種加（jiā）工方式。

珩磨工藝是一種以（yǐ）被加工麵為（wéi）導向，在一定（dìng）進給壓力下（xià），通過工具和零件的相對運（yùn）動去除加工餘量，其切（qiē）削軌跡為（wéi）交叉網紋的精孔加工工藝。

3.1珩磨原理

珩磨是利用安裝於（yú）珩磨頭圓周上的一條或多（duō）條油石，由漲開機構將油石沿徑向漲開（kāi），使（shǐ）其壓向工件孔壁，以便產生（shēng）一定的接觸麵。同時珩磨頭旋轉和往複運動。零件不動；或者（zhě）珩磨頭隻做旋轉運動（dòng），工件往複運動，從而實（shí）現珩磨。

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

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

表麵質量好：表麵（miàn）為交叉網紋，有利於潤滑油的存儲及油膜的保持。

加工範圍廣：主要加（jiā）工各種圓柱形（xíng）孔：通孔、軸向和徑向（xiàng）有間斷的孔

切削餘量少。

糾（jiū）孔能力強：采用珩磨加工工藝可以通過去除最少加工餘量而極大地改善孔和外（wài）圓的（de）尺寸精度、圓度、直線度、圓柱度和表麵粗糙度。

3.3珩磨的切削過程

定壓進給珩磨

定壓進給中（zhōng），進給機構以恒定（dìng）的壓力壓向孔壁，分三個階段。

第一個階段是脫落切（qiē）削階段（duàn），這種定壓珩磨，開始時由於（yú）孔壁粗糙，油石與孔壁接觸麵積（jī）很小，接觸壓（yā）力（lì）大，孔壁的凸出部分很快被磨去。而油石表麵因接觸壓力大，加上切屑（xiè）對油石粘結劑的磨耗，使磨粒與粘結劑的結合強度（dù）下降，因而有的磨粒在切（qiē）削壓力的作用下（xià）自行（háng）脫落，油石麵即露（lù）出新磨粒，此即油石自（zì）銳。

第二階段是破碎切削階段，隨著珩磨（mó）的進行，孔表麵越來越（yuè）光（guāng），與油石接觸麵積越來越大，單位麵積的接觸壓力下（xià）降，切削效（xiào）率降低。同時切下的切屑小而細，這些切屑對粘（zhān）結劑的（de）磨耗也很小（xiǎo）。

因此，油石磨粒脫（tuō）落（luò）很少，此時磨削不是靠新磨粒，而是由磨粒尖端切削。因而磨（mó）粒尖端負荷很大，磨粒易破裂、崩碎而形成（chéng）新（xīn）的切（qiē）削（xuē）刃。

第三階段為堵塞切削階段，繼續珩磨時油石和孔表麵的接觸麵（miàn）積越來越大，極細的切屑堆積於油石與孔（kǒng）壁之間不易排除，造（zào）成油石堵塞，變得很光滑。因此油（yóu）石切削能力極低，相當於拋光。若繼續珩磨，油石堵塞嚴重而產生粘結性堵塞時，油石完全失去切削能力並嚴重發熱，孔的精（jīng）度和表麵粗糙度均會受到影響。此時應盡快結束（shù）珩（héng）磨。

定量進給珩磨

定量進給（gěi）珩磨時，進給機構以恒定的速度擴張進給，使磨粒強製性地切入工件。因此珩磨（mó）過程隻存在脫落切削和（hé）破碎切削，不可能產（chǎn）生（shēng）堵塞切削現象。

因為當油石產生堵（dǔ）塞切削（xuē）力下降時，進給量大於實際磨削量，此時珩磨壓力增（zēng）高，從而使磨粒脫落、破碎，切削作用增強。

用此（cǐ）種方法珩磨時，為了提高孔精度和（hé）表（biǎo）麵粗糙（cāo）度，最後可用（yòng）不進給珩（héng）磨一定（dìng）時間。

定壓－－定（dìng）量進給珩磨

開始時以定壓進給珩磨，當油石進入堵塞切削階段時，轉（zhuǎn）換為定量進給珩（héng）磨，以提高效率。最後可用不進給珩（héng）磨，提高孔的精度和表麵（miàn）粗（cū）糙度。