钳工工艺与实训 第十二章 研 磨 讲 课 人 : 钳工工艺与实训 第十二章 研 磨 第一节 研磨工艺 讲 课 人 : 钳工工艺与实训 用研磨工具和研磨剂从工件表面上研去一层极薄金属层的精密加工方法称 为研磨。研磨的主要作用是使工件获得很高的尺寸精度、形状精度和极小的表面粗 糙度值。 一研磨的特点： 1研磨过程有机械加工作用(物理作用)，也有化学作用。在研磨时，部 分磨料嵌入较软的研具表面层，部分磨粒则悬浮于工件与研具之间，构成半固定或 浮动的多刃基体。利用工件对研具的相对运动，并在一定压力下，磨料就对工件表 面进行微量的切削、挤压以去除微量金属。同时，在精密研磨时，研磨膏中的活性 物质(如硬脂酸、油酸等)能使工件被加工表面形成氧化膜，并不断被软质磨料除掉 ，既加速了研磨过程，又为获得高的光洁表面提供了很好的条件。 2研磨时工具与研具的相对研磨运动是较复杂的，基本特点是每一磨粒 在工件表面上不重复自己的运动轨迹，这样可均匀不断地切除工件表面上的微小凸 峰。 3可获得高精度的尺寸、形位精度及较小的表面粗糙度值。尺寸误差一 般可控制在O.00lmm以内；锥度和圆度可控制在O.0010.002mm以内；表面粗糙度 很容易达到小于016mm。同时，配合件经过研磨能获得较高的接触精度，其耐磨 性和抗蚀性都大为提高。 钳工工艺与实训 二研磨用的工具和材料 1研具 研具是保证被研磨工件几何形状精度的重要因素， 因此，对研具材料、精度和表面粗糙度都有较高的要求。 (1)研具材料 对研具材料的要求是：其硬度应比被研磨 工件低，组织均匀且最好有针孔，具有较高的耐磨性和稳定性等 。常用的研磨材料有： 灰铸铁 灰铸铁具有硬度适中、嵌入性好、价格低、 研磨效果好等特点，是一种应用广泛的研磨材料。 球墨铸铁 球墨铸铁比灰铸铁的嵌入性更好，且更加 均匀、牢固，常用于精密工件的研磨。 软钢 软钢韧性较好，不易折断，常用来制作小型工 件的研具，如研磨M8以下的螺纹及工件的小孔等。 铜 铜的性质较软，嵌入性好，常用来制作研磨(软钢 类)工件的研具。 钳工工艺与实训 (2)研具 不同形状的工件需要不同形状的研具，常用的研具有研磨平 板、研磨棒和研磨套等。 研磨平板 研磨平板主要用来研磨平面，它分有槽的和光滑的两 种，如研磨量块、精密量具的平面等。有槽的用于粗研，光滑的用于精研。 研棒 主要用来研磨套类工件的内孔。研棒有固定式和可调式两 种，固定式研棒制造简单，但磨损后无法补偿，多用于单件工件的研磨。可 调式研棒的尺寸可在一定的范围内调整，其寿命较长，应用广泛。 研套 研套用来研磨轴类工件的外圆表面。 2研磨剂 研磨剂是磨料、研磨液和辅助材料的混合剂。 (1)磨料 磨料在研磨中起切削作用，研磨效率、研磨精度都和磨料有 密切的关系。 (2)研磨液 磨料不能直接用于研磨，必须加注研磨液和辅助材料调和 后才 能使用。研磨液的主要作用是使磨料均匀分布在研具表面，并具有冷 却和润滑作用。常用的研磨液有10号机油、20号机油、煤油、汽油和淀子油 等。 (3)辅助材料（研磨膏） 辅助材料是一种黏度较大和氧化作用较强的 混合脂。它的作用是使工件表面形成氧化膜，加速研磨进程。常用的辅助材 料有油酸、脂肪酸、硬质酸和工业甘油等 钳工工艺与实训 三研磨的方法 1研磨技能训练 (1)直线往复式常用于研磨有台阶的狭长平面，如平面样板、角尺的测量 面等，能获得较高的几何精度(见图12-1a) a)直线往复式 b)直线摆动式 c)螺旋式 d)字形或仿字式 (2)直线摆动式用于研磨某些圆弧面，如样板角尺、双斜面直尺的圆弧 测量面(见图12-1b) (3)螺旋式用于研磨圆片或圆柱形工件的端面，能获得较好的表面粗糙 度和平面度(见图12-1c) (4)8字形或仿8字形式常用于研磨小平面工件，如量规的测量面等(见图12 -1d) (5)研磨时，压力和速度对研磨效率和研磨质量有很大影响。压力太大， 研磨切削量虽大，但表面粗糙度差，且容易把磨料压碎而使表面划出深痕。一 般情况粗磨时压力可大些，精磨时压力应小些. 钳工工艺与实训 (6)速度也不应过快，否则会引起工件发热变形。尤其是研磨 薄形工件和形状规则的工件时更应注意。一般情况，粗研磨速度 为4060次min；精研磨速度为2040次min。 研磨窄平面的工件，应用标准金属块作导靠，采用直 线往复式轨迹进行研磨(见图12-2) 图12-2狭窄平面研磨 钳工工艺与实训 2研磨时的上料研磨时上料的方法有两种 （1）压嵌法 方法有二：一是用三块平板在其上加研磨 剂，用原始研磨换嵌砂，使砂粒均匀嵌入平板内；二是用淬 硬压棒将研磨剂均匀压入平板，以进行研磨工作。 （2）涂敷法 研磨前将研磨剂涂敷在工件或研具上。在 研磨过程中，有的被压入研具内，有的呈浮动状态。因磨料难以 分布均匀，故加工精度不及压嵌法高。 3平面研磨 平面研磨一般应在平面非常平整的平板上进行 ，平板分有槽和无槽两种。粗研时选有槽的平板，精研时选无槽 的平板，见图12-3。 图12-3研磨平面及研磨实例 -精研平面 -粗研平面 -研磨实例 钳工工艺与实训 研磨前应清洁研磨平板，然后在平板上加适量的研磨剂 ，把工件研磨表面贴合在平板上，沿平板的全部表面采用一定的 研磨轨迹进行研磨。为了使工件研削得均匀，要经常变更工件的 运动方向。这种无周期性的运动轨迹，使磨料不断在新的方向上 起研削作用，工件就能较快达到所需要的精度要求。 在研磨过程中，研磨的压力和速度对研磨的质量和效率 影响很大。压力大，研削量就大，表面粗糙度值高，甚至会将磨 料压碎而划伤研磨面。对较小的工件或粗研时，可用较大的压力 和较低的研磨速度。对较大较重或接触面较大的工件，为了减轻 研磨阻力，可以加些润滑油或硬脂酸起润滑作用，同时也可以减 少工件发热，防止工件变形。 研磨窄平面的工件时，应用金属块作导靠，金属块的工作面 与导靠面应具有很好的垂直度，见图12-4。 图12-4狭窄平面研磨时的垂直度测量 钳工工艺与实训 4圆柱面的研磨 圆柱面的研磨一般都采用手控运动与机床旋转相配合进行。 （1）研磨外圆柱表面一般是在车床或钻床上用研磨套对工件进行 研磨。研磨套的内径应比工件的外径略大0.0250.05 mm，研磨套的长度一 般是其孔径的12倍。 研磨时，工件由车床或钻床带动。在工件上均匀地涂上研磨剂，套 上研磨套并调整好研磨间隙，其松紧程度以手用力能转动研磨套为宜。通过 工件的旋转和研磨套在工件上沿轴线方向作往复运动进行研磨，见图12-5a 工件的转速一般是：直径小于80 mm时为100 rmin，直径大于100 mm时为 50 rmin研磨套往复移动的速度，是根据研磨套在工件上研出的网纹来 控制的。见图12-5b。当往复移动的速度适当时，工件上研磨出来的网纹成 45交叉线，移动太快则网纹与工件轴线夹角较小，反之则较大。太快或太慢 ，都影响工件的精度和耐磨性。 对于工件直径大小不一的情况，可在直径 大的部位多研磨几次，直到直径相同为止。研磨一段时间后，应将工件调头 再研磨，这样可使外圆柱表面的几何形状更理想，同时，研磨套的磨损也比 较均匀. 钳工工艺与实训 图12-5研磨外圆柱面 （2）研磨内圆柱表面是将工件套在研磨棒上进行研磨。研磨棒的外径应比 工件内径小0.010.025 mm，研磨棒工作部分的长度一般为工件长度的1.5 2倍。 内圆柱面的研磨是将研磨棒装夹在车床卡盘内或钻床的主轴上，然后把 工件套在研磨棒上进行研磨。研磨时应调节研磨棒与工件配合的松紧程度， 一般以手把持工件不感觉十分费力为宜。配合太紧时易将孔口拉毛，配合太 松时孔易研磨成椭圆形。研磨时如孔口两端积有过多的研磨剂时，应及时清 理，否则会造成两端孔口成喇叭口形状。如孔口要求很高，可将研磨棒的两 端直径修得略小一些，避免孔口被研磨过量。研磨后，将工件清洗干净，冷 却至室温后再进行测量 钳工工艺与实训 缺陷形式产生原因 表面拉毛 忽视研磨时的清洁工作，研磨剂中混入杂质 孔的圆度和圆柱度不合格 1研磨时没有更换方向 2研磨时没有调头 薄形工件拱曲变形 1工作发热温度超过50C仍继续研磨 2夹持过紧引起变形 平面形成凸形或孔口扩大 1研磨剂涂得太厚 2孔口或工件边缘被挤出的研磨剂未及时擦 去仍继续研磨 3研磨棒伸出孔口太长 表面粗糙度不合格 1磨料太粗 2研磨液不当 3研磨剂涂得薄而不匀 研磨面常见缺陷的分析(表12-1) 表12-1 研磨面常见缺陷及产生原因 钳工工艺与实训 思考与练习 1研磨的特点是什么？ 2对研具材料的要求是什么？ 3常用的研具有哪些？ 4有哪几种研磨的方法？ 5研磨时表面粗糙度不合格的原因是什么？ 6了解V形滚动导轨体的研磨 Add your company slogan 谢 谢 !