可以插入相关图标表面工程学课题报告书课题名称： 研磨与抛光技术 班 级： 姓 名： 学 号： 目 录第一部分 概述11.1 研磨的概念11.1.1 研磨的基本原理11.1.2 研磨的作用21.1.3 研磨余量31.2 抛光的概念31.2.1 抛光技术31.2.2 抛光工序4第二部分 研磨分析42.1 研磨技术42.1.1 研磨的目的42.1.2 常见研磨产品的分类52.2 研磨产品细化解析62.2.1 涂附类研磨产品的结构62.2.2 涂附研磨产品四大要素(7542)62.2.3 研磨产品的粒度72.3 砂纸在研磨中的应用82.3.1 砂纸的选用82.3.2 砂纸的对比分析92.4 研磨分类112.5 研磨方法122.5.1 研磨外圆122.5.2 研磨内圆122.5.3 研磨平面122.6 工艺特点及应用122.7 研磨机的介绍13第三部分 抛光分析143.1 “3M”抛光系统143.2 抛光原料143.3 尼龙抛光轮的应用153.4 纳米磁性液体163.5 研磨抛光机163.6 抛光的类别173.6.1 化学抛光173.6.2 工艺流程17第四部分 结束语184.1 研磨的机理184.2 抛光的机理18研磨与抛光技术第一部分 概述1.1 研磨的概念研磨是使用研具和研磨剂从工件表面上去除一层极薄的金属，使工件达到精确的尺寸、准确的几何形状和很小的表面粗糙度。这种加工方法称为研磨。1.1.1 研磨的基本原理研磨是一种微量的金属切削运动，它的基本原理包含着物理和化学的综合作用。一、物理作用：即磨料对工件的切削作用。研磨时，要求研具的材料比工件的材料软。当受到一定压力后，研磨剂中的微小颗粒(磨料)被压嵌在研具的表面，成为无数个刀刃，由于研具和工件的相对运动，使磨料对工件产生微量的切削与挤压，工件表面被均匀地削去一层极薄的金属，借助于研具的精确型面，从而使工件逐渐得到准确的尺寸精度及表面粗糙度。二、化学作用：当采用氧化铬、硬脂酸或其他化学研磨剂对工件进行研磨时，与空气接触的金属表面很快形成一种氧化膜，而且氧化膜又很容易被研磨掉，这就是研磨的化学作用。在研磨过程中，氧化膜迅速形成(化学作用)，又不断地被磨掉(物理作用)，经过这样多次反复，工件表面就很快地达到预定要求。由此可见，研磨加工实际体现了物理和化学的综合作用。如图1-1与图1-2所示。图 1-2图 1-11.1.2 研磨的作用一、减少表面粗糙度 与其他加工方法相比，经过研磨加工后的表面粗糙度较小，一般情况表面粗糙度为及Ra0.80.05，最小可达到Ra0.006。如表1-1所示。加工方法加工情况表面放大的情况表面粗糙度Ra/m车1.680磨0.45压光0.12.5珩磨0.11.0研磨0.050.2表 1-1二、能达到精确的尺寸通过研磨后的工件，尺寸精度可以达到0.001mm0.005mm。 三、提高零件几何形状的准确性 工件在一般机械加工方法中产生的形状误差，可以通过研磨的方法来校正。四、延长工件使用寿命由于经过研磨后的工件，表面粗糙度很小，形状准确，所以工件的耐蚀性、抗腐蚀能力和抗疲劳强度也相应得到提高，从而延长了零件的使用寿命。1.1.3 研磨余量研磨的切削量很小，一般每研磨一遍所能磨去的金属层不超过0.002mm，所以研磨余量不能太大。否则会使研磨时间增加并且研磨工具的使用寿命也要缩短。通常研磨余量在0.005mm0.03mm范围内比较适宜。有时研磨余量就留在工件的公差以内。1.2 抛光的概念抛光是利用柔性抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工。抛光不能提高工件的尺寸精度或几何形状精度，而是以得到光滑表面或镜面光泽为目的，有时也用以消除光泽（消光）。1.2.1 抛光技术抛光通常以抛光轮作为抛光工具。抛光轮一般用多层帆布、毛毡或皮革叠制而成，两侧用金属圆板夹紧，其轮缘涂敷由微粉磨料和油脂等均匀混合而成的抛光剂。抛光轮采用材质匀细经脱脂处理的木材或特制的细毛毡制成，其运动轨迹为均匀稠密的网状，抛光后的表面粗糙度不大于Ra0.01微米，在放大40倍的显微镜下观察不到任何表面缺陷。抛光时，高速旋转的抛光轮（圆周速度在20米秒以上）压向工件，使磨料对工件表面产生滚压和微量切削，从而获得光亮的加工表面，表面粗糙度一般可达Ra0.630.01微米，当采用非油脂性的消光抛光剂时，可对光亮表面消光以改善外观。大批量生产轴承钢球时，常采用滚筒抛光的方法。粗抛时将大量钢球、石灰和磨料放在倾斜的罐状滚筒中，滚筒转动时，使钢球与磨料等在筒内随机地滚动碰撞以达到去除表面凸锋而减小表面粗糙度的目的，可去除0.01毫米左右的余量。精抛时在木桶中装入钢球和毛皮碎块，连续转动数小时可得到耀眼光亮的表面。精密线纹尺的抛光是将加工表面浸在抛光液中进行的，抛光液由粒度为W5W0.5的氧化铬微粉和乳化液混合而成。1.2.2 抛光工序抛光工序包括：刮平磨削、粗磨、中磨、细磨、抛光、磨边和倒边角等工序。所用磨具和磨料：以上各工序除刮平磨削使用金刚石外，其余均采用各种细度的碳化硅粉。抛光时需要在工作面冲水冷却，以带走工作面产生的大量热量，防止制品爆裂。抛光后还需进行烘干，表面涂蜡或其他涂料，以增强其抗污能力，提高制品的光泽度。目前抛光工艺主要用于陶瓷砖的精加工，并已开发出全自动的抛光机。第二部分 研磨分析2.1 研磨技术2.1.1 研磨的目的图 2-1如图2-1所示，是磨粒的切削过程，在切削过程中，我们可以看到将其分为了三个部分，分别是滑擦阶段、耕犁阶段和切削阶段。而这三个阶段却也是反映出了研磨的一个过程。从而，我们可以得知，不论以何种产品形式或使用方式，研磨的目的可归纳为这两点：去除多余的材料；获得特定要求的表面。2.1.2 常见研磨产品的分类研磨产品也是分为多种种类的，现分别以固结磨具、涂附磨具、无纺布（尼龙）磨具三类作为例子，具体如表2-1所示。常见研磨产品的分类固结磨具涂附磨具无纺布（尼龙）磨具固结磨具是用磨料(磨削材料)与结合 剂制成的具有一定形状和一定磨削能力的工具。涂附磨具是指粘结剂把磨料粘附在可 挠曲基材上的磨具,又称柔性磨具。无纺布磨具是指粘接剂把磨料粘附 在无纺布基材上的磨具。刚性较好，容易控制加工尺寸， 大剂量去除余量。比固结磨具轻便，平整、一致性好。无纺布比较有弹性，可以对工件进 行抛光清洁研磨。比如：砂轮、固结砂碟、油石、切割片比如：砂纸、砂带、百页盘、千叶轮、 钢纸砂碟比如：百洁布、尼龙百洁布砂碟表 2-1 2.2 研磨产品细化解析2.2.1 涂附类研磨产品的结构超涂层面胶底胶图 2-2如上图2-2所示，从图中，我们可以清晰的了解到该类别的磨具主要是由三部分组成，分别是由矿砂，背基和粘结剂这三种基本元素构成。2.2.2 涂附研磨产品四大要素(7542)涂附研磨产品的四大要素，如表2-2、表2-3、表2-4、表2-5所示。 2 植砂方式密植砂 close疏植砂 open7 矿砂金刚砂石榴石(Garnet)氧化铝(A/O)碳化硅(SiC)锆刚玉(Zirconia)陶瓷刚玉(Ceramic A/O)钻石(Diamond)4 胶粘方式面胶 +底胶动物胶+动物胶树脂胶+动物胶树脂胶+树脂胶防水胶5 背基纸 paper布 cloth薄膜 film钢纸 fiber混合表 2-2表 2-3表 2-4表 2-52.2.3 研磨产品的粒度图 2-3如图2-3所示，我们可以通过筛网的数目得到矿砂的粗细，例如：通过#80筛得到的矿砂为#80砂，通过#100筛得到的矿砂为#100砂。所以，根据筛网的大小，我们可以得到以下结论：目数是根据筛选矿砂的筛网上每平方英寸的筛孔数量来标定。在单位面积里，筛孔越多，孔就越小，筛出的矿砂就越细。图2-4粗细再举例#400的矿砂，如下图2-4所示。根据图2-4，我们可以得到以下结论： 矿砂粒径分布范围越 广，表明该粒度的矿 砂粒径对平均尺寸的 偏离就越大，即当中 粗砂和细矿砂的所占 比例就多； 矿砂粒径分布范围越 窄，表明该粒度的矿 砂粒径对平均尺寸的 偏离小，即当中粗和细的矿砂所占比例就少。2.3 砂纸在研磨中的应用就算最终表面处理方式采用的不是研磨，比如喷砂、电镀，在最终处理之前也需要将表面打磨到一定的精细程度。其中，砂纸打磨是金属素材打磨最常见的应用之一。影 响使用方式打磨质量打磨效率使用寿命因 素基本结构矿砂分布背基强度粘结剂性能打磨性能表面粗糙度磨削性能磨削力磨削保持力2.3.1 砂纸的选用表 2-7图 2-5表 2-6根据表2-6与表2-7，以及图2-5所示，我们对下面两款A与B砂纸作一个对比。如图2-6所示。AB图 2-6品牌AB矿砂氧化铝氧化铝胶动物胶加树脂胶树脂胶背基纸纸背基重量级别CC防堵涂层有有粘接方式搭扣搭扣砂纸类型干磨干磨砂纸粒度P800P8002.3.2 砂纸的对比分析表 2-8如表2-8所示，根据表所示的内容，我们可以发现，各种类别的对比，A与B砂纸只有胶是不同的，其余材质都是相同的对比试验。图 2-7图 2-8AB如图2-7与图2-8所示，是在100倍的显微镜下的砂纸基本结构的比较，根据这两个图，我们可以得到以下结论： A的植砂均匀，砂粒一致。 B的砂粒大小不一，尺寸变动范围大。 B的白色条纹上没有砂。20