机械加工原理与方法―――孙希禄

三、外圆表面的光整加工

对于超精密零件的加工表面往往需要采用特殊的加工方法，在特定的环境下加工才能达到要求，外圆表面的光整加工就是提高零件加工质量的特殊加工方法。 1、研磨

研磨是通过研具在一定压力下与加工面作复杂的相对运动而完成的。研具和工件之间的磨粒与研磨剂在相对运动中，分别起机械切削作用和物理、化学作用，使磨粒能从工件表面上切去极薄的一层材料，从而得到极高的尺寸精度和极细的表面粗糙度。

研磨是一种古老、简便可靠的表面光整加工方法，属自由磨粒加工。在加工过程中那些直接参与切除工件材料的磨粒不像砂轮、油石和沙带、砂纸那样总是固结或涂附在磨具上，而是处于自由游离状态。经研磨表面，尺寸和几何形状精度可达 1-3 μ m ， 表面粗糙度 Ra值为0.16-0.01 μ m。若研具精度足够高，其尺寸和几何形状精度可达0.3-0.1 μ m，表面粗糙度值Ra值小于0.04-0.01 μ m。

研磨时，有大量磨粒在工件表面浮动着，它们在一定的压力下滚动、刮擦和挤压，起着切除细微材料层的作用，见图 6.3所示，磨粒在研磨塑性材料时，受到压力的作用，首先使工件加工面产生裂纹，随着磨粒的运动，裂纹的扩大、交错，以致形成了碎片（即切削）最后脱离工件。研具与工件相对运动复杂，磨粒在工件表面上的运动不重复，可以除去“高点”。这就是机械切削的作用。

研磨时磨粒与工件接触点局部压力非常大，因而瞬时产生高温，产生挤压作用，以致使工件表面平滑，表面粗糙度 Ra值下降，这是研磨时产生的物理作用。

由于研磨时研磨液中加入硬脂酸或油酸，与覆盖在工件表面的氧化物薄膜间还会产生化学作用，使被研表面软化，加速研磨效果。

图 6.3 研磨时磨粒的切削作用

研磨外圆时，工件夹持在车窗卡盘上或用顶尖支撑，作低速回转，研具套在工件上，在研具与工件之间加入研磨剂，然后用手推动研具作往复运动。往复运动速度常选用 20-70m/min为宜。常用的研具见图6.4。图6.4a为粗研套，孔内有油槽，可储存研磨剂；图6.4b为精研套，无油槽。 ② 机器研磨

机器研磨效率高，可以单面研磨，也可以双面研磨。图 6.5所示为一种行星传动式的双面研磨机。

图 6.4外圆研具 图6.5行星齿轮研磨机 1 ' -上研磨盘 1-下研磨盘 2-工件 3-工件夹盘 4-内齿圈 5-中心传动齿轮 n 1 -研磨盘转速