表面磨光和抛光

由于工件材料内含有杂质，抛光时这些杂质从 金属组织中脱离出来，形成针状小坑。 解决方法是避免用含氧化物抛光膏进行机械抛 光，控制好抛光时间，换用优质钢材。
中物院培训
39 *
8、研磨抛光工具 1）研具材料 研磨抛光中直接于工件表面接触的研磨抛光工具 称为研具。
一般情况下，研具的硬度稍为比工件要软一些。
研具材料很多，有低碳钢、灰口铸铁、黄铜、紫
铜、硬木、塑料、皮革和毛毡等。
中物院培训
40 *
灰口铸铁中含有石墨，耐磨性和润滑性很好， 研磨的效果很好，常用于淬火钢、硬质合金和铸铁 材料的研磨，特别是精研磨； 低碳钢一般用于小孔的研磨；
中物院培训
53
中物院培训
54 *
10、影响抛光质量因素 1）“橘子皮”问题
抛光时压力过大、抛光时间过长，抛光工件材质
较软时易出现在抛光表面出现橘子皮状纹路。
主要原因抛光表面压力过大，导致表面产生微小的
塑性变形。
解决方法是对工件表面进行硬化处理或采用较软质
抛光工具。
中物院培训
55 *
2）“针孔状”问题
48 *
平面研磨
中物院培训
49 *
中物院培训
50 *
9、研磨抛光的工艺过程
1）研磨抛光的余量确定
取决于零件的尺寸、原始表面粗糙度和最终精度 要求，一般抛光的余量只要能去除加工痕迹和变质层 就可以。零件公差较大时就去公差范围内的余量。 研磨轨迹可以往复、交叉但不能重复。
中物院培训
51 *
由于研磨是精加工工序，余量必须留得适中，大了研磨时间
中物院培训
35 *
不同粒度可达到的表面粗糙度如下：
中物院培训
36 *
2）研磨抛光液 研磨抛光液在研磨抛光中起着调和磨料、使其 均匀分布和冷却润滑的作用。常用的研磨抛光液有矿 物油、动物油、植物油三类。 其中 10 号机油最为广泛，煤油在粗、精加工都 可以使用，猪油也是很好的研磨抛光液，由于含有活 性油酸物质，能起化学反应，抛光效果更好。
太长，小了不能保证质量要求。一般余量为0.005 ~ 0.05mm ， 根据具体情况，有时还可以留在公差以内。可参考下表： 加工表面类型 预加工形 式 精磨 平面 刮研 外圆 预留研磨量(mm) 0.003 ~ 0.015 0,02 ~ 0.03 备注
1)工件尺寸取较小 值 2）预加工精度高 取较小值 3）形状复杂，精 度要求较高的取较 大值 4）研磨铸铁较研 磨钢件取较大值 52 中物院培训
精磨 精车
精磨 精车 铰孔 垳孔
0.005 ~ 0.03 0.02 ~ 0.035
0.005 ~ 0.02 0.02 ~ 0.04 0.02 ~ 0.05 0.01 ~ 0.03
内孔
2）研磨抛光阶段和轨迹
研磨抛光工艺一般分为粗研磨－细研磨－精研 磨－抛光 4个阶段，磨料有粗到细，每次更换都必 须清洗研具和工件
果较好。电化学抛光过程分为两步：
(1)宏观整平：溶解产物向电解液中扩散，材料表面几
何粗糙下降，Ralμm。
(2)微光平整： 阳极极化，：表面光亮度提高，Ralμm。
中物院培训
11
4、超声波抛光 将工件放入磨料悬浮液中并一起置于超声波场中，
依靠超声波的振荡作用，使磨料在工件表面磨削抛光。
超声波加工宏观力小，不会引起工件变形，但工装制作
中物院培训
21
中物院培训
22 *
研磨工具与工件之间的相对运动相当复杂，而 游动磨粒在它们之间的运动向行星一样更加复杂。
每一颗磨粒都不会在工件表面重复原来的运动轨迹，
这样就能均匀地去掉工件表面的波峰，从而提高工
件表面的粗糙度和精度。
中物院培训
23
机械抛光加工的机理
机械抛光加工的机理很复杂，是多方面因素共同 作用的结果。其参加作用的因素有： ▲微切割 ▲微滚压 ▲犁 ▲刨 ▲冷焊 ▲局部退火 ▲微碰撞 ▲破碎 ▲塑性变形
中物院培训
8
目前比较成熟的抛光工艺方法
1、机械抛光
机械抛光是靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛
光后的凸部而得到平滑面的抛光方法。
利用该技术可以达到Ra0.008μm的表面粗糙度，是
各种抛光方法中最高的。光学镜片模具常采用这种方
法。
中物院培训
9
2、化学抛光
化学抛光是让材料在化学介质中表面微观凸出的
部分较凹部分优先溶解，从而得到平滑面。这种方法
光整加工是精加工后，在工件上不切除或只
切除极薄的材料层，以降低表面粗糙度，增加表
面光泽和强化其表面为主要目的而进行的研磨和
抛光加工（简称研抛）。
零件表面的精度和粗糙度对其寿命和质量有
很大的影响，电火花加工留下的变质层、磨削加
工留下的微裂纹等都会影响零件的使用寿命。
中物院培训
*
① 光整加工的加工余量小，主要用来改善表面质量， 少量用于提高加工精度（如尺寸精度、形状精度） 的加工，但不能用于提高位置精度的加工。 ② 光整加工是用细粒度的磨料对工件表面进行微量 切削和挤压的过程。表面加工均匀，切削力和切削 热很小，可获得很高的表面质量。 ③ 光整加工属于微量加工，不能纠正较大的表面缺 陷，其加工前要进行精加工。
常用方法有：磨料喷射加工、液体喷射加工、流
体动力研磨等。
中物院培训
13
6、磁研磨抛光
磁研磨抛光是利用磁性磨料在磁场作用下形成磨 料刷，对工件磨削加工。 这种方法加工效率高，质量好，加工条件容易控 制，工作条件好。采用合适的磨料，表面粗糙度可以 达到Ra0.1μm。
中物院培训
14
机械磨光与抛光的概念
糙的凸峰，使其平坦、光滑，对表面产生挤压的塑性变 形，还有加工硬化使表面强化的作用。 3）化学作用 研磨剂与表面产生化学作用，生成氧化膜，又不
断被磨削从而提高研磨的效率。
中物院培训
26 *
3、研磨的特点
1 ）尺寸精度高：加工热量少，表面精度稳定，尺寸
精度可达0.025μm。
2 ）形状精度高：球体圆度可达 0.025μm, 圆柱体圆柱 度可达0.1μm。 3）表面粗糙度低：粗糙度可达0.1μm。 4 ）表面耐磨性提高：摩擦系数减少，接触面增大和
中物院培训
24
不同的材料，各因素的作用效率也不同。
为了增加作用效率和效果，一般还要辅以不同
性能的添加剂,使之产生相应的化学作用。
中物院培训
25
2、研磨的过程中的各种主要作用 1）微切削作用
以锋利的棱角进行微切削加工。 2）挤压塑性变形的作用
磨料在压力的作用下，在研具和工件表面之间滚动，
钝化的磨粒对加工表面进行滚压运动，挤压表面粗
中物院培训
33 *
磨料的种类很多，常用的磨料和适用范围如下：
中物院培训
34 *
磨料的粒度常用筛分法和显微镜分析法来确定。 筛分法： 筛网相邻孔距表示，称为号数，适用于4号－240 号。号数愈大表示颗粒愈小。 显微镜分析法： 测量颗粒大小，用W×表示，号数愈大表示颗粒 愈大。 一般我们把粒度小于 100的称为磨粒，100－240 的称为磨粉，粒度在W40以下的称为微粉。
常用方法
调制处理加磨削 表面热处理加磨削
表面滚压或喷丸后精磨
中物院培训
6 *
3、以获得表面化学特性为目的的加工方法 常用方法
电镀加抛光
中物院培训
7 *
金属表面抛光技术是表面技术及工程学科领域中
的重要组成部分，在工业生产过程中得到广泛的应
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
用，特别是在电镀工业、涂饰、阳极氧化及各种表
面处理过程中起到重要作用。
铜用于研磨余量较大的情况，效率高但光泽差，
适合粗研磨的加工；
其它软性材料的研具主要用于抛光为主的精研
磨。
中物院培训
41
2）研具
（1） 油石： 常用于粗研磨，是磨料压制烧结而成
，分粗、中、细。根据根据表面粗糙度要求选择。 （2） 研磨平板： （3） 研磨环： 式和可调式。 灰口铸铁做成。 用于车床上对外园的研磨，分固定
中物院培训
*
金属表面抛光加工的本 质是表面选择性微量去除加 工
中物院培训
18
研磨
中物院培训
*
1. 研磨的机理
研磨是机械抛光中一种常用手段，它是微小
的多刃加工的生产过程。是对被加工表面进行微量
精密加工的加工方法。
执行工具是磨粒（粉），而磨粒是按粗、中、 细用硬脂、植物油、油酸、凡士林等通过一套制作 工艺，将磨粒配制成研磨膏，起到切削和润滑作用。
机械磨光与机械抛光两者虽然都可以降低表面 粗糙度，但机械磨光它包括尺寸公差、形状公差和 位置公差，它在降低粗糙度的同时必须保证被磨削 面的尺寸公差、形状公差和位置公差。 抛光就不同于磨光，它只是提高表面光洁度，
而公差则得不到可靠保证，它的光亮度比磨光更高
更亮。机械抛光的常用手段是研磨。
中物院培训
*
零件的光整加工的概念
● 环境温度
中物院培训
31 *
中物院培训
32
7、研磨抛光剂
是由磨料和研磨抛光液（或膏）均匀混合而成。
1）磨料
在机械式研磨抛光中，磨料对工件表面进行微切
削和挤压作用，决定了加工的质量。 根据工件表面的软硬、表面粗糙度要求，选择合 适的磨料是必须做的工作。 磨料的粒度选择要根据工件研磨抛光前的粗糙度 和研磨抛光后的质量要求来确定，一般粗加工选较大 粒度，精加工选较小粒度。
中物院培训
37 *
常用的抛光液如下：
中物院培训
38 *
3）研磨抛光膏 研磨抛光膏是一种膏状混合物，一般分为硬和软 两种。 在硬的研磨膏中磨料主要是氧化铝、碳化硅和金 刚石等，粒度微200、240、W40等磨粉或微粉，磨粒 的硬度大于工件的硬度。 软的研磨膏中主要含有氧化铝、氧化铁和氧化铬 等粒度为 W20以下的微粉。研磨膏一般可用煤油和汽 油稀释。