磨（mó）削之（zhī）研磨拋光、磨粒流（liú）與（yǔ）珩磨的區別

1、磨粒流工藝

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

磨粒流加工技術（Abrasive Flow Machining，AFM）又稱為（wéi）擠壓珩磨技術，起源於20世紀60年代，是一種區別於傳（chuán）統機械加工的光整加工（gōng）方法。利用具有（yǒu）一定黏性的流動磨料介質，在一定壓（yā）力作用下，通過引導流過工（gōng）件的待加工表麵，磨料對材料形成擠壓並進行微量去除，可以達到去除毛刺飛邊（biān）、孔（kǒng）口倒圓等加工效果，重要的是可以降低待加工表麵的粗糙度（dù）值，實現光整加工目的。得益於（yú）塑性極強的磨料，這（zhè）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（yǐ）加工（gōng）的複雜內腔表麵，能取（qǔ）得（dé）較（jiào）好的光整加工效（xiào）果，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（huó）塞　2—工（gōng）件　3—夾具　4—缸體

1.1工藝係統

磨粒流，簡單（dān）來說，就是一種（zhǒng）通過半（bàn）流體介質進行拋光去毛（máo）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（yào）素（sù），即軟磨料、夾具與PLC係統：

軟磨料（liào）

　　軟磨料是由非常細小的硬質顆（kē）粒，混合相關液體，調製而成的半流體狀（zhuàng）態的介質，磨料顆粒的大小（xiǎo）、硬度，以及半（bàn）流體的粘稠度、遇熱後是否會黏（nián）貼工件（jiàn），是影響拋光去毛刺質（zhì）量的關鍵。磨料通常選材有碳化矽、白剛玉、金剛石等，根據各自的硬度，對應不（bú）同材質的工件。例如鋁製品、銅製品工件，選（xuǎn）用碳化矽磨料即可。而硬度（dù）較高的鎢鋼、合金（jīn）鋼，選用白剛玉（yù）或金剛石更為合適（shì）。

工裝夾具

選用夾具的原因（yīn）是，為了（le）提高工件（jiàn）拋光去毛刺的效率（lǜ）。一來，一款（kuǎn）夾具（jù）上可以同時夾持多個工件，一次性加工。二來，使用工裝夾具後，退模換工件時，不必每次校準，大大減少了停機時間。

工（gōng）裝夾具設計的關鍵在於，在提升效（xiào）率的前提下，如何保持工件均勻（yún）受力，而不致於使工（gōng）件壓傷（shāng）。

PLC係統

　　PLC係統是整個磨粒流設備的控製中心，PLC係統設計地簡潔、規範（fàn），既可以讓操作人員更快上手，減少培（péi）訓磨合時間，又可以減（jiǎn）少（shǎo）設備故障率，延長設備使用壽命。

1.2磨粒流特點

(一)可加工內腔複雜的零件

(二)均勻性和重複性好（hǎo）

(三（sān）)可實現（xiàn）自動化生產

(四)生產效（xiào）率高

(五（wǔ）)可控性及可（kě）預測性（xìng）好

(六)加工表麵（miàn）質好

1、研（yán）磨

研磨（mó）是將研磨工（gōng）具(以下簡稱研具)表麵嵌人磨料或敷塗磨料並添加潤滑劑,在一定的壓力作用下，使工（gōng）件（jiàn）和研（yán）具接觸並做相對運動，通（tōng）過磨料（liào）作用，從工件表（biǎo）麵切去（qù）一（yī）層極薄的切屑，使工件具有精確的（de）尺寸、準確（què）的幾何形狀和很高的表麵粗糙度，這種對工件表麵進行最終精密（mì）加工的（de）方法（fǎ），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（yú）研具表麵，使磨料(W14～W5)在被加工的產品與研具間不斷地滑動（dòng）與滾動，從而實現對工件的切削。濕研應用較多。

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

半幹研所用研磨劑為糊狀的研磨膏，粗（cū）、精研均可采用。

1.2研磨的特點及應用（yòng）範圍

設備簡單，精度要求（qiú）高。

加工質量可（kě）靠。可獲得很高的精度和（hé）很低的Ra值。但一（yī）般不能提高加工麵與其他表麵（miàn）之（zhī）間的位置精度。

可加工各（gè）種鋼、淬硬鋼、鑄鐵、銅鋁及其合金、硬（yìng）質合金、陶瓷、玻璃及某些塑料製（zhì）品等。

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

1.3研（yán）磨機（jī）理

研磨的實質是用遊離（lí）的（de）磨（mó）粒通（tōng）過研具對工件表麵進行包括物理和化學綜合作（zuò）用的（de）微（wēi）量切前，其速（sù）度很低，壓力很小，經過研磨的工件可獲得0.001mm以內的尺寸誤差，表麵粗糙度一般能達到R.=0.4~0.1μm,最（zuì）小（xiǎo）可達Ra=0.012μm,表麵幾何形狀精（jīng）度和一些位置精度也可（kě）進一步提（tí）高。 

盡管研（yán）磨已廣泛應用（yòng）於機械加工中，並（bìng）且獲得了最佳的工藝效果（guǒ）,但人們對研磨過程的機（jī）理有多種（zhǒng）觀點。

純切削說

這種觀（guān）點認為:研磨和磨削一樣，是一種純切（qiē）削過程。最終（zhōng）精度的獲得是由很多微小的硬磨粒對工件表麵不斷（duàn）切削，靠磨粒（lì）的尖（jiān）劈（pī）、衝擊、刮削和擠壓作（zuò）用,形成無數條切痕重疊（dié）、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。這種觀點在實際過程中可以（yǐ）解釋（shì）許多現象，也（yě）能指導工作（zuò）。例如，研磨過（guò）程中使用的磨料粒度一序比一（yī）序細，而獲得的精度則一序比（bǐ）一序高。但這種觀點解釋不了（le）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（shí）例，顯然這種觀點不全（quán）麵。

塑性變形說

這種觀點認為（wéi）在研磨時，表麵發生了級性變（biàn）形（xíng）。即在工（gōng）件與研具表麵接觸運動中，粗糙高凸的部位在摩擦、擠壓作用下（xià）被“壓平”，填充了低四處，而後形成極低的表麵粗（cū）糖度。住然而在（zài）研磨極軟（ruǎn）材（cái）料(如鉛、錫等)時，產生（shēng）塑（sù）性變形是有可能（néng）的;而用軟基體拋光硬材料(如光學（xué）玻璃)時，則很難解釋為塑性變形。實（shí）際上，工件在研磨前（qián）後有（yǒu）質（zhì）量變化，這說明不是簡單的壓平過（guò）程。

化學作用說

這種觀點認為:被研磨表麵（miàn）出現了化學變化過程。工（gōng）件表麵（miàn）活性物質在化（huà）學作用下，很快（kuài）就形成了（le）一（yī）層化合物薄膜（mó）;這層薄膜具有化學保護作用，但能被（bèi）軟質磨（mó）料除掉。研磨過程（chéng）就是（shì）工（gōng）件表麵高凸部位形成的化合（hé）物薄膜不（bú）斷被除掉又很快形成的過程,最後獲得較低的表麵粗糙度。然而（ér），顯微分析表明，經研磨的表層約有微米程度的破壞層。這說（shuō）明（míng）研（yán）磨不僅（jǐn）是磨料（liào）去（qù）除化合物薄膜的不斷形成過程，並且對表麵層有切削作用，而化學作用則加速了研磨過程。顯然化學作用說也（yě）不全麵。

綜上所（suǒ）述，研磨過程不可能由一種觀點來解釋。事實上，研磨是磨（mó）粒對工件表麵的切削、活性物質的化學作用及工件表麵擠壓變形等綜合作用的（de）結果。某一作（zuò）用的主次程（chéng）度（dù）取（qǔ）決於加（jiā）工性質及加工過程（chéng）的（de）進展階段。

2、拋光

拋光是指利用機械、化學或電化學的作用，降低工件表（biǎo）麵粗糙度，獲得（dé）光亮、平整表麵的加（jiā）工方法。主要是利用拋（pāo）光工具和（hé）磨料顆粒（lì）等對工件表麵進行的修飾加工。

2.1拋光的分類

機械拋光

機械拋光是靠切（qiē）削或使材料表麵發生塑性變形而去掉工件表麵（miàn）凸出部得到平（píng）滑麵的拋光方（fāng）法，一般使用油石條、羊毛輪、砂紙等，以手工操（cāo）作為主，表麵質量要（yào）求高的可采用超精研拋的方法。超精研拋是采（cǎi）用特（tè）製（zhì）的磨具，在含（hán）有磨料的研拋液中，緊壓在工（gōng）件被加工（gōng）表麵上，作高速旋轉運動。利用該技術可達到Ra0.008 μm的（de）表麵粗糙度，是各種拋光方法中表麵粗糙度（dù）最好的。光學鏡片（piàn）模具常采用這種方法。

化學拋光

化學拋光是材（cái）料在化學介質中讓表麵微觀凸出的部分較凹部分優先溶解，從而得到平滑麵。該方法可以拋光形狀複雜的工（gōng）件，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（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麵（miàn）微小凸出部分，使表麵光滑。與化學拋光相比，它可消除陰（yīn）極反應的（de）影響，效果較好。

超聲波拋光

超聲拋光是利用（yòng）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（gōng）方法。將工件放入磨料懸浮液中並一起置於超聲波場中，依靠超聲波的振蕩（dàng）作用，使磨料在工件表（biǎo）麵磨（mó）削拋光。

流（liú）體拋光

流體拋光是依靠流動的液體（tǐ）及其攜帶的磨粒衝刷工件（jiàn）表（biǎo）麵達到拋光的目的（de）。流體（tǐ）動力研磨是由液壓驅（qū）動，介質主要采用在較低壓力下流過性好的特殊化合物(聚合物狀物（wù）質)並摻入磨料製成，磨料可采用碳化矽（guī）粉（fěn）末。

磁研磨拋光

磁研磨拋光是利用磁性磨料在磁場作用下形成磨料刷，對工件磨削加工。這種方（fāng）法加工效率高，質量好，加工條件容易控製。。

電火花（huā）超聲複（fù）合（hé）拋光

為了提（tí）高表麵粗糙度Ra為1.6 μm以上工件的拋光速度，采用超聲波與專（zhuān）用的高頻窄脈衝高峰值電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（tóng）時作用於（yú）工件表麵，迅速降低其表麵粗糙度。

2.2拋光（guāng）的工藝過程

粗拋

精銑、電（diàn）火花加工、磨削等工藝後的表麵可以選擇轉速（sù）在35 000～40 000 r/min的旋轉（zhuǎn）表麵拋光機進行拋光。然後是（shì）手工油石研磨，條（tiáo）狀油石加煤油作為潤滑劑或冷卻劑。使（shǐ）用順序為180#→240#→320#→400#→600#→800#→1 000#。

半精拋

半精拋主要（yào）使用砂紙和（hé）煤油。砂紙（zhǐ）的號數依次為：400#→600#→800#→1 000#→1 200#→1 500#。實際上#1 500砂紙隻用適於淬硬的模具鋼(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（dào）預期拋光效果。

精拋

精拋主要使用鑽石研磨膏（gāo）。若（ruò）用拋光布輪混合鑽石研磨粉或研磨膏進行研磨，則（zé）通常的研磨順序是（shì）9 μm(1 800#)→6 μm(3 000#)→3 μm(8 000#)。9 μm的鑽石研（yán）磨膏和拋光布輪可用來（lái）去除1 200#和1 50 0#號砂紙（zhǐ）留下的發狀磨痕。

4、珩磨

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

珩磨工藝是一種以（yǐ）被（bèi）加工麵為導向，在一定進給壓力下，通過工具和零件（jiàn）的相對運動去除加工餘量，其（qí）切削軌跡為（wéi）交叉網紋的精（jīng）孔加工工藝。

3.1珩磨原理

珩磨（mó）是利用（yòng）安裝於珩磨頭圓周上的一條或多條油石，由漲（zhǎng）開機構將油石（shí）沿徑向漲開，使其壓向工件孔壁，以（yǐ）便（biàn）產生（shēng）一定（dìng）的接觸麵。同時珩磨頭旋轉和往複（fù）運動。零件（jiàn）不動；或（huò）者珩磨頭隻做旋轉運動，工件往複（fù）運動，從而實現珩磨。

珩磨的切削有三種（zhǒng）模（mó）式：定壓進給珩磨、定量進給珩磨、定壓-定量進（jìn）給珩磨。

3.2珩磨（mó）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（hǎo）：表麵為交叉網（wǎng）紋，有利於潤滑（huá）油的存（cún）儲及油膜的（de）保持（chí）。

加工範圍廣：主要加工各種圓柱形孔：通孔（kǒng）、軸向和徑向有間斷的孔

切削餘量（liàng）少。

糾孔能力強：采用珩磨加工工藝可以通過去除最少加工餘量而（ér）極大地改善（shàn）孔和外圓的尺寸精度、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，進給機（jī）構以恒定的壓力壓（yā）向孔壁，分三個階段。

第一個（gè）階段是脫落切削（xuē）階段，這種定（dìng）壓（yā）珩磨，開始時由於孔壁粗（cū）糙，油石與孔壁接（jiē）觸麵積（jī）很小，接觸壓（yā）力大，孔壁的凸出部分很快被磨去。而油石表麵因接（jiē）觸壓力（lì）大，加上切（qiē）屑對（duì）油石粘結劑的磨耗（hào），使磨粒與粘結劑的結合強度（dù）下降，因而（ér）有的磨粒在切削壓（yā）力的（de）作用下自行（háng）脫落，油石（shí）麵即露出新磨粒，此即油石自銳。

第二階（jiē）段是破碎切削（xuē）階段，隨著珩磨的進行，孔表麵（miàn）越來越光（guāng），與油石接觸麵積（jī）越來越大，單（dān）位麵積的接觸壓力下（xià）降，切削效率降低。同時切下的切（qiē）屑小而細，這些（xiē）切屑對粘結劑的磨耗也很小。

因（yīn）此，油石磨粒脫落很少，此時磨削不是靠新（xīn）磨粒，而是由磨粒尖端切（qiē）削。因而磨粒尖端負荷很大，磨粒易破裂、崩碎而（ér）形成新的切（qiē）削刃。

第三（sān）階（jiē）段為堵塞切削階段，繼續珩磨時油石和孔（kǒng）表麵（miàn）的接（jiē）觸（chù）麵（miàn）積（jī）越來越大，極細的切屑堆積於油石與孔壁之間不易排除（chú），造成油石堵塞，變得很光滑。因此油石切削能（néng）力極低，相當於（yú）拋光。若繼續（xù）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，孔的精度和表麵粗糙度均會受到影響。此時（shí）應（yīng）盡（jìn）快結束珩磨。

定（dìng）量進給珩磨

定量進給珩磨時，進給機構以恒定的速度擴張進給（gěi），使磨粒強製性地切入工件。因此珩磨過程隻存在脫落（luò）切削和破碎切削，不可能產生堵（dǔ）塞切削現象。

因為當油石產生（shēng）堵（dǔ）塞切削力下（xià）降時，進給量大（dà）於實際磨削量，此時珩磨壓力增高（gāo），從而使磨（mó）粒脫落、破碎，切削作用增強（qiáng）。

用此種方法珩磨時，為了提高孔精（jīng）度和表麵粗糙度，最後可用不進（jìn）給珩磨一定時間。

定壓－－定量（liàng）進給珩磨（mó）

開始時以定壓進（jìn）給珩（héng）磨，當油石進入堵塞切削階段時，轉換為定量進給（gěi）珩磨，以提高效率。最後（hòu）可用不進給珩磨，提高孔的精度和表麵粗糙度。