挤压研磨抛光的基本原理与特点以及工艺参数
挤压研磨抛光的基本原理与特点以及工艺参数
属于磨料流动加工过程，不但可以进行光整加工还可以去毛刺，效果非常好。
一、基本原理
将含有磨料的油泥状黏弹性高分子介质组成的黏弹性抛光剂，用一定的压力挤过被加工表面，实现磨粒对表面的微切削加工，去除表面微观不平的工艺方法。
是一种微磨削或刮削的工艺方法。
二、特点
1、适用范围广；
2、抛光效果好；
如线切割表面，抛光后尺寸
精度达0.01-0.0025mm,表面
粗糙度达0.04-0.05μm。
3、抛光效率高。
抛光余量微0.01-0.1mm则
需要几分钟或十几分钟。
三、黏弹性研磨抛光剂和设备
这种抛光剂称为黏性磨料
抛光机多为立式对置活塞式，通过两活塞的运动使抛光剂上下流动。
挤压研磨抛光的夹具必须具备以下作用：
①定位和夹紧作用；
②容纳和引导研磨抛光剂通过零件需要抛光的部位；
③阻止和保证研磨抛光剂不流过不需要加工的部位。
必须根据加工零件的形状和尺寸、研磨抛光的需要合理进行研磨夹具的设计。
如图7－16为常用夹具形式。
四、工艺参数
（1）磨料的种类、粒度和研磨抛光剂中的含量
根据加工零件材料的类型和要求决定。
（2）研磨抛光剂的黏度
完全是抛光采用高黏度，有去毛刺或倒圆性质的选用中
等黏度的研磨抛光剂。
（3）挤压压力
根据机床能力，有低到高，一般机床能力为700-2000kPa （4）速度或流量
在机床范围内选取，一般为7－225L/min
参考资料：/qiye/index.html。
化工装备技术专业《研磨的基本原理》
研磨的根本原理与分类研磨是一种微量加工的工艺方法，研磨借助于研具与研磨剂〔一种游离的磨料〕，在工件的被加工外表和研具之间产生相对运动，并施以一定的压力，从工件上去除微小的外表凸起层，以获得很低的外表粗糙度和很高的尺寸精度、几何形状精度等，在模具制造中，特别是产品外观质量要求较高的精密压铸模、塑料模、汽车覆盖件模具应用广泛。
〔一〕根本原理1物理作用研磨时，研具的研磨面上均匀地涂有研磨剂，假设研具材料的硬度低于工件，当研具和工件在压力作用下做相对运动时，研磨剂中具有锋利棱角和高硬度的微粒，有些会被压嵌入研具外表上产生切削作用〔塑性变形〕，有些那么在研具和工件外表间滚动或滑动产生滑擦〔弹性变形〕。
这些微粒如同无数的切削刀刃，对工件外表产生微量的切削作用，并均匀地从工件外表切去一层极薄的金属，图9-1所示为研磨加工模型。
同时，钝化了的磨粒在研磨压力的作用下，通过挤压被加工外表的峰点，使被加工外表产生微挤压塑性变形，从而使工件逐渐得到高的尺寸精度和较小的外表粗糙度值。
图9-1 研磨加工模型2化学作用当采用氧化铬、硬脂酸等研磨剂时，在研磨过程中研磨剂和工件的被加工外表上产生化学作用，生成一层极薄的氧化膜，氧化膜很容易被磨掉。
研磨的过程就是氧化膜的不断生成和擦除的过程，如此屡次循环反复，使被加工外表的粗糙度值降低。
〔二〕研磨的应用特点1外表粗糙度值低研磨属于微量进给磨削，切削深度小，有利于降低工件外表粗糙度值。
加工外表粗糙度可达μm。
2尺寸精度高研磨采用极细的微粉磨料，机床、研具和工件处于弹性浮开工作状态，在低速、低压作用下，逐次磨去被加工外表的凸峰点，加工精度可达0 1μm～0 01μm。
3形状精度高研磨时，工件根本处于自由状态，受力均匀，运动平稳，且运动精度不影响形位精度。
加工圆柱体的圆柱度可达μm。
4改善工件外表力学性能研磨的切削热量小，工件变形小，变质层薄，外表不会出现微裂纹。
同时能降低外表磨擦系数，提高耐磨和耐腐蚀性。
抛光机理及加工参数设定
下面以氧化铈抛光粉悬浮液对硅酸盐玻璃抛光为典型例子说 明抛光机理。玻璃表面产生水解反应：
Na2SiO3 2H2O H2SiO3 2NaOH
2NaOH CO2 Na2CO3 H2O
空气
H2SiO3是一层硅酸盐凝胶，它 保护了表面不再水解，它是一 层疏松的组织，在抛光模的压 力（P）与相对运动速度作用下， 去除了表面顶层的凝胶层，新 的表面又水解、去除，一直到 裂痕层去除，完成了抛光过程 （图五）。
利用这一发展，可以制造20面体金属，形成新型的 “金属玻璃”材料，耐高压、高强度，是飞机机翼首 选材料。
3.玻璃的生成体、中间体和网络外体
从分子结构来考察玻璃的结构，我国光学玻璃 专家干福熹院士对光学玻璃作了结构分析：SiO2、 B2O3、P2O5作为玻璃的形成体形成了硅酸盐玻璃， 硼酸盐玻璃和磷酸盐玻璃。[SiO4]是硅氧共价键连
100 78~80 76
12.5~1 13 3.5
2
G.G17 80.5
12.75
2
光学玻璃 K4 QK2 K9 63.70 80.09 69.13 10 12.40 10.75
4
1.48
K2O
1.5
0.4
6.29
BaO
6.5
4
7.8 5.02 10.40
3.07
密度 2.21 2.23 2.36 2.23 2.5 2.27 2.52 (g/cm3)
对玻璃、液体、气 体和晶体的X射线 散射试验，玻璃的 散射曲线与液体类 似，不同于固体 （晶体）（图二）。
2 .玻璃的结构—20面体，科学家最新發现。
一直来存在二种最 流行的学说！晶子 说和不规则网络说。 苏联学者A·A·列别 捷夫（Лeбeдeв） 于1921年提出晶子 说，认为玻璃由无 数“晶子”组成。 晶子是带有点阵变 形的有序排列区域 （图三）
流体抛光简介
流体抛光，磨粒流工艺简介工件加工过程中，孔内会出现机加工残留，刀纹等加工痕迹，孔口也会有翻边产生，这就是常说的毛刺，毛刺的大小，多少，关系着产品的质量。
去毛刺的工艺有很多，机械研磨，化学灼烧，热处理，低温处理都可以去除机加工的毛刺。
今天主要针对磨粒流工艺进行一个全面的介绍。
工艺概述：磨粒流工艺应用于抛光去毛刺已经是非常常见的加工方式了，磨粒流去毛刺又称挤压衍磨加工，它是70年代初发展起来的一种新的光整加工工艺。
发展至今，在航天，军事，医疗，汽车零部件，模具等行业都有了很普遍的应用。
磨粒流工艺磨粒流：又称流体抛光，是指一种抛光去毛刺工艺，又称为流体抛光，或挤压研磨抛光，主要针对内孔、微细孔、不规则形状、球面曲面、齿轮等，磨料流加工技术是将磨粒包裹在高分子材料中作为磨料，施加压力使其流经工件表面并对表面进行挤压、刮削等微量去除材料的表面光整加工技术，具有流动性好、自适应性强等工艺特点使用磨粒流抛光去毛刺工艺，冶具夹持工件后，以上下往复挤压方式使磨料流经加工件表面、交叉孔或端角依需求进行去毛边、抛光或倒角加工，可依时间及流量计算机控制，达到全自动、经济高效率抛光，其抛光痕迹和工件使用的方向一致，因此具有同方向性加工特点。
磨粒流工艺抛光去毛刺设备三要素（1）磨粒流机床，为磨料的流动提供动力（2）研磨料，根据工件的加工要求可以分为两种，一种是半固态高分子磨料，一种是液态悬浮磨料，磨料是磨粒流工艺的核心技术，可以根据工件的材质，加工要求来定制粘度，粒度，磨料比重。
（3）夹具，常规夹具用于固定工件，磨粒流的夹具不仅要保障工件定位，还要考虑到对工件进行限流，制造磨粒流动的通道，还不能夹伤工件，对于不同材质的工件，也要使用相应的材质，是磨粒流工艺加工的核心工艺之一。
磨粒流工艺抛光去毛刺的工艺特点：1.去毛刺均匀，统一性好2.磨粒流机床操作简单，性能稳定。
3.磨粒流加工屑光整加工，一般仅去除微量金属，不仅加工均匀，具有较高的重复精度，而且由于磨粒流介质的弹性，磨粒在产生切削作用的同时，还对加工表面产生挤压作用，从而可以获得高的表面质量，均匀地去除前工序留下的表面缺陷层。
挤压研磨试验
挤压研磨试验引言挤压研磨试验是一种常见的金属材料加工方法，通过对材料进行挤压和研磨处理，以改善材料表面的质量和性能。
本文将详细介绍挤压研磨试验的原理、方法和应用，以及其在材料加工领域的潜在优势。
原理挤压研磨是通过在材料表面施加挤压力和研磨力，使材料发生塑性变形和微观结构的改变，从而实现表面质量的提高。
挤压研磨试验通常包括三个主要步骤：预处理、挤压和研磨。
预处理在挤压研磨试验之前，需要对待加工材料的表面进行预处理。
常见的预处理方法包括清洗、去除氧化层和调整表面粗糙度等。
挤压挤压是挤压研磨试验的核心步骤。
通过施加一定的压力，使材料表面发生塑性变形，从而消除表面缺陷和改善表面质量。
挤压力的大小和施加时间对于挤压效果有重要影响。
研磨在挤压之后，还需要对材料表面进行研磨处理，以进一步提高表面质量。
常见的研磨方法包括研磨剂的选择、磨粒大小的控制和研磨工艺的优化等。
方法挤压研磨试验的方法有多种，根据具体需求和材料特性选择适合的方法至关重要。
以下是几种常用的挤压研磨试验方法：顶端挤压研磨顶端挤压研磨是将研磨剂压在材料表面上，通过顶端压力使研磨剂发生塑性变形，从而改善表面质量。
这种方法适合处理平面材料表面。
侧边挤压研磨侧边挤压研磨是将研磨剂从材料的一侧压入，通过侧向压力使研磨剂在材料表面上形成滚动轨迹，并对材料表面进行研磨处理。
这种方法适用于对不规则表面进行加工。
旋转挤压研磨旋转挤压研磨是将材料和研磨剂一起放置在旋转的夹具中，通过夹具的旋转使材料表面与研磨剂发生相对运动，从而实现表面质量的提高。
这种方法对于小尺寸和复杂形状的材料适用性较好。
应用挤压研磨试验在材料加工领域有着广泛的应用，可以显著改善材料表面的质量和性能。
以下是几个典型的应用领域：模具加工挤压研磨试验可以应用于模具的加工过程中，通过对模具表面进行挤压和研磨处理，可以消除表面缺陷和提高模具的使用寿命。
表面改性挤压研磨试验可以用于对金属材料的表面进行改性，例如提高材料的硬度、耐腐蚀性和耐磨性等。
磨粒流抛光原理综述
原理：在磨粒流加工过程中，夹具配合工件形成加工通道，两个相对的磨料缸使磨料在这个通道中来回挤动。
磨料均匀而渐进地对通道表面或边角进行研磨，产生抛光、倒角作用。
机床、磨料和夹具是磨粒流加工的三个要素：挤压研磨机床：其作用是固定工件和夹具，控制挤出压力。
在一定的压力作用下，使磨料研磨被加工表面，得到去毛刺、倒角的效果。
机床压力范围从7~224kg/cm2；磨料：是由一种具有粘弹性、柔软性和切割性的半固态载体和一定量磨砂拌和而成。
不同载体的粘度、磨砂种类、磨粒大小，可以产生不同的效果。
常用磨料类型有：碳化硅、立方氮化硼、氧化铝和金钢砂。
砂粒尺寸在0.005~1.5mm。
高粘度磨料可用于对零件的壁面和大通道进行均匀研磨；低粘度磨料用于对零部件边角倒圆和小通道进行研磨；夹具：使零件定位，并引导磨料到达被加工部位，堵住不需要加工的部位。
要顺利完成零件的磨粒流加工，得到最佳加工效果，影响因素很多，除设备以外，还包括磨料的选择、挤压力的大小、循环次数、夹具的合理设计等。
优点：挤压研磨是对金属材料进行微量去除，对零件内腔交叉部位去毛刺并倒圆，达到精细加工的目的。
磨粒流加工具有精确性、稳定性和灵活性。
广泛用于汽车业和各种生产制造业。
它最根本的优点是：可以通达零件复杂而难以进入的部位；抛光表面均匀、完整；批量零件的加工效果重复一致。
这些加工特点使零件性能得到改善，寿命延长，同时减免繁杂的手工劳动，大大降低劳动强度。
如汽车进气管，手工抛光其内表面时，只能先切割开，抛光后再焊接起来。
而用磨粒流加工方法，不需要切割打开就可以完成内表面抛光。
除了作为一种抛光手段，磨粒流工艺还可以对一些表面形状公差、质量要求极其严格的零件进行微量磨削加工。
应用：磨料流加工适用于加工不同的零件和尺寸。
小至0.2mm的小孔或1.5mm直径的齿轮，大至50mm直径的花键通道，甚至1.2m的透平叶轮。
加工大型零件的机床可以装置回旋臂或输送轨道。
该工艺已广泛用于汽车零部件的精加工：进排气管、进气门、增压腔、喷油器、喷油嘴、气缸头、涡轮壳体和叶片、花键、齿轮、制动器等。
金属冶炼中的研磨与抛光工艺
研磨材料与设备
研磨材料
常用的研磨材料包括金刚石、刚玉、碳化硅等，这些材料具有高硬度和耐磨性 ，能够有效地去除金属表面的凸起和不平整部分。
研磨设备
研磨设备主要包括研磨机、抛光机等，这些设备能够提供研磨和抛光所需的运 动方式和力，使研磨材料与工件表面之间产生有效的摩擦和切削。
02
抛光工艺概述
抛光的定义与目的
金属冶炼中的研磨与抛 光工艺
汇报人：可编辑 2024-01-06
contents
目录
• 研磨工艺概述 • 抛光工艺概述 • 研磨与抛光在金属冶炼中的应用 • 研磨与抛光工艺的发展趋势与展望
01
研磨工艺概述
研磨的定义与目的
研磨的定义
研磨是一种通过摩擦去除材料表 面的凸起和不平整部分，使表面 更加光滑和细腻的过程。
研磨的目的
研磨的主要目的是提高材料的表 面质量，使其达到所需的平滑度 和光泽度，以满足各种应用需求 。
研磨的原理与分类
研磨原理
研磨过程主要基于摩擦和切削原理， 通过研磨材料与工件表面之间的相对 运动，使表面的凸起部分被磨平。
研磨分类
根据不同的分类标准，研磨可以分为 多种类型，如按研磨材料可分为金刚 石研磨、刚玉研磨等；按研磨运动方 式可分为旋转研磨、振动研磨等。
抛光工艺的发展趋势
高精度化
随着加工要求的提高，抛 光工艺正向着高精度化方 向发展，提高加工表面的 质量和精度。
多样化
随着加工材料和领域的多 样化，抛光工艺正向着多 样化方向发展，满足不同 材料和领域的加工需求。
高效化
为了提高生产效率，抛光 工艺正向着高效化方向发 展，缩短加工时间和提高 加工效率。
抛光在金属冶炼中的应用
研磨抛光机理
研磨抛光机理
研磨抛光机理是指在研磨抛光过程中，磨料与工件之间的相互作用原理。
研磨抛光机理的研究可以帮助我们更好地理解研磨抛光的基本原理，进而提高研磨抛光的效率和质量。
研磨是通过磨料与工件之间的相互作用来消除工件表面的凸起
部分，从而使其表面变得光滑。
磨料可以是固体、液体或气体，它们与工件表面接触时产生的摩擦力和表面层的破坏力就是磨削力。
磨削力的大小取决于磨料和工件的性质以及它们之间的相互作用方式。
抛光是一种将工件表面进一步提高光洁度的加工方法。
在抛光过程中，磨料与工件表面的相互作用主要是破坏力和挤压力。
破坏力可以消除表面凸起部分，挤压力则能够填充表面微小凹陷，从而使表面更加光滑。
在研磨抛光过程中，磨料的选择和使用也是非常重要的。
不同类型的磨料具有不同的磨削力和抛光能力，因此需要根据工件表面的要求和材料特性选择合适的磨料。
同时，还需要控制研磨抛光过程的参数，如磨料颗粒大小、磨料浓度、磨料与工件的接触压力和速度等，以确保达到预期的加工效果。
总之，研磨抛光机理的深入研究有助于我们更好地理解研磨抛光的基本原理和关键因素，为提高研磨抛光的效率和质量提供了理论基础。
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专业抛光知识点总结
专业抛光知识点总结一、抛光的原理抛光是通过磨料与工件表面之间的摩擦作用，去除表面的不平整、氧化物等，使其达到一定的光滑度和光泽度的过程。
其原理如下：1. 摩擦作用：抛光时，磨料与工件表面之间的摩擦力会使磨粒在工件表面产生微小的挤压和划擦，从而去除表面氧化物和粗糙度。
2. 磨料选择：不同的工件需要选择不同的磨料，通常使用粒度不同的研磨粒子进行抛光，以达到表面光滑度和光泽度的要求。
3. 研磨过程：抛光时，需要逐步减小磨料的粒度，以达到从粗糙到光滑的效果。
同时，磨料与工件表面的接触面积越大，抛光的效果也会越好。
4. 清洗处理：抛光完成后，还需要对工件进行清洗处理，以去除残留的磨料和工件表面的污垢，确保工件表面的干净和光滑。
二、抛光的分类按抛光材料的不同，抛光可以分为机械抛光和化学抛光两种：1. 机械抛光：机械抛光是指利用机械设备进行抛光的工艺，主要包括研磨、打磨、抛光等步骤。
其特点是抛光效果好，但工艺繁琐，需要熟练的操作者和精密的设备。
2. 化学抛光：化学抛光是一种利用化学药剂和电解作用来去除工件表面氧化膜、粗糙度等的抛光方法。
它的特点是简便易行，抛光效果较好，适用于各种材料的抛光，并且可以进一步改善工件表面的质量。
三、抛光的工艺流程抛光的工艺流程通常分为以下几个步骤：1. 磨削：首先通过研磨、打磨等工艺，去除工件表面的氧化膜、划痕等粗糙度。
2. 粗抛：采用粗磨料对工件进行粗磨，去除磨削后的毛刺和磨损痕迹。
3. 精抛：采用细磨料对工件进行精磨，使其表面更加光滑。
4. 抛光：最后采用抛光剂对工件进行抛光，提高其表面的光泽度和光滑度。
5. 清洗：抛光完成后，对工件进行清洗处理，以去除残留的磨料和表面的污垢。
四、抛光的注意事项在进行抛光时，需要注意以下几个方面：1. 选择合适的抛光材料和工艺，根据工件的材质和要求，选择合适的研磨粒度和抛光剂。
2. 控制好抛光的时间和力度，避免过度抛光或不足抛光，导致工件表面的质量不达标。
模具表面技术表面抛光
泽为主要目的的研磨和抛光加工，统称为光整加工。在模具加工中，光整 加工主要用于模具的成形表面，它对于提高模具寿命和形状精度，以及保 证顺利成形都起着重要的作用。 7.1.1 光整加工的特点与应用
模具成形表面的精度和表面粗糙度要求越来越高，特别是高寿命、高 精密模具，其精度发展到要求μm级精度。其成型表面一部分可采用超精 密磨削达到设计要求，但异型和高精度表面都需要进行研磨抛光加工。
辅助研磨抛光工具可以提高研磨抛光效率和减轻劳动强度，但是研磨抛光质量仍 取决于操作者的技术水平。 5. 研磨抛光工艺过程 (一) 研磨抛光余量 研磨抛光余量取决于零件尺寸、原始表面粗糙度、最终精度等要求，原则上研磨 抛光余量只要能去除表面加工痕迹和变质层即可。研磨抛光余量过大，使加工时 间延长，研磨抛光工具和材料消耗增加，加工成本增大；研磨抛光余量过小，加 工后达不到要求的表面粗糙度和精度。当零件的尺寸公差较大时，研磨抛光余量 可以取在零件尺寸公差范围以内（见表7-5）。
（1）普通油石 一般用于粗研磨，它由氧化铝或碳化硅等磨料和黏结剂压 制烧结而成。使用时根据型腔形状磨成需要的形状，并根据被加工表面的粗糙 度和材料硬度选择硬度和粒度。当被加工零件材料较硬时，应该选择较软的油 石，否则反之。当被加工零件表面粗糙度要求较高时，油石要细一些，组织要 致密些。1—抛光套 2—砂轮 3—软轴图7—6 手持电动直杆旋转式研磨抛光工 具
4． 研磨抛光工具图7—3 外圆研磨环1— 研磨套 2—研磨环 3—限位螺钉 4— 调节螺钉 （一）研具材料 研磨抛光时直接和被加工表面接触的研磨抛光工具称为研具。研具的材料
很广泛，原则上研具材料硬度应比被加工材料硬度低，但研具材料过软会使磨 粒全部嵌入研具表面而使切削作用降低。总之，研具材料的软硬程度、耐磨性 应该与被加工材料相适应。1— 芯棒 2—螺母 3—研磨套 4—套图7—4 可调式内圆研磨芯棒
研磨的机理和特点
研磨的机理和特点研磨是一种加工方法，用于在工业和实验室中加工材料。
该过程涉及使用研磨机器磨削材料表面，以达到特定的精度和表面质量。
本文将介绍研磨的机理和特点。
研磨的机理涉及以下主要过程：1. 磨料与工件之间的相互作用磨料是研磨过程中的关键因素，磨料在磨削表面时会对其产生切削和压缩力，从而引起材料的切削和变形。
这些力会导致磨削表面的局部塑性变形和摩擦加热，从而影响研磨表面的形貌和硬度。
2. 研磨机构的作用研磨机构的作用是保持磨料和工件之间的相对位置，以确保正确的研磨位置和加工质量。
研磨机构可以是手动或自动的，通常包括研磨头和研磨盘。
研磨液可降低表面温度、改善磨削表面的质量，减少因摩擦引起的磨屑和热而产生的磨损，同时还可以带走加工过程中产生的切屑。
研磨有以下特点：1. 可以获得高精度研磨是一种高精度加工方法，可把工件磨成非常细腻的表面质量，可以达到0.001μm 的微米级别。
2. 切削力小相比其他加工方式，研磨的切削力较小，可减少热变形和损伤。
3. 可以加工各种材料研磨可以加工各种材料，如金属、陶瓷、塑料等，但应注意材料性质的选择，以便获得最好的加工效果。
4. 研磨难度大研磨是一种高度精密的加工方法，需要先进的加工设备和细心的操作技巧，并需要将加工参数（如磨料的选择、研磨头的选择、研磨液的选择等）调整到最合适的程度，以保证加工效率和质量。
5. 对工件的形状和尺寸要求高研磨是一种高精度的加工方法，对工件的形状和尺寸要求高。
如果工件形状复杂或尺寸过大，可能需要采用多段研磨或复合研磨的方法，以获得最佳的加工效果。
总之，研磨是一种高精度的加工方法，在工业生产中应用广泛。
尽管这种方法需要高度的技巧和详细的工作步骤，但在正确的参数配置和操作下，可以获得非常精细和高质量的加工效果。