精密和超精密磨料加工PPT课件

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1、精密与超精密磨精密与超精密磨料加工料加工p 用砂轮等磨具对黑色金属、硬脆材料进用砂轮等磨具对黑色金属、硬脆材料进行行磨削加工、研磨加工、抛光加工磨削加工、研磨加工、抛光加工。p 软质铜、铝等有色金属一般用金刚石刀软质铜、铝等有色金属一般用金刚石刀具进行具进行超精密切削超精密切削。精密和超精密磨料加工精密和超精密磨料加工一、一、精密和超精密磨料加工分类精密和超精密磨料加工分类精密和超精精密和超精密磨料加工密磨料加工固结磨料加工游离磨料加工精密研磨精密抛光固结磨具涂覆磨具精密砂轮磨削油石研磨精密珩磨精密超精加工砂带磨削砂带研磨p 固结磨料加工固结磨料加工：将磨料与结合剂粘结在一起，形成一定的形状和

2、强度，将磨料与结合剂粘结在一起，形成一定的形状和强度，再采用再采用烧结、涂敷等方法制成砂轮、砂带等磨具烧结、涂敷等方法制成砂轮、砂带等磨具。用烧结方法制成的用烧结方法制成的砂轮、砂条、油石等称为固结磨具砂轮、砂条、油石等称为固结磨具 用涂覆方法制成的砂带等称为用涂覆方法制成的砂带等称为涂覆磨具涂覆磨具 主要包括：主要包括：砂轮磨削、砂带磨削等砂轮磨削、砂带磨削等精密和超精密加工分类精密和超精密加工分类固结磨料加固结磨料加工工将将磨料或微粉与结合剂粘合磨料或微粉与结合剂粘合在一起，在一起，形成一定的形状并形成一定的形状并具有一定强度，再采用烧结、具有一定强度，再采用烧结、粘接、涂敷等方法形成粘接

3、、涂敷等方法形成砂轮、砂条、油石、砂砂轮、砂条、油石、砂带等磨具。带等磨具。精密和超精密精密和超精密砂轮砂轮磨削磨削精密砂轮磨削精密砂轮磨削：砂轮的粒度：砂轮的粒度60608080，加工精度加工精度1m1m，Ra0.025mRa0.025m；超精密砂轮磨削超精密砂轮磨削：砂轮的粒度：砂轮的粒度W40W40W50W50，加工精度加工精度0.1m0.1m，Ra0.025Ra0.0250.008m0.008m。精密和超精密精密和超精密砂带砂带磨削磨削精密砂带磨削：精密砂带磨削：砂带粒度砂带粒度W63W63W28W28，加工，加工精度精度1m1m，Ra0.025;Ra0.025;超精密砂带磨削超精密砂

4、带磨削：砂带粒度：砂带粒度W28W28W3W3，加工精，加工精度度0.1m0.1m，Ra0.025Ra0.0250.008m0.008m。p 游离磨料加工游离磨料加工：磨料不固定在一起，磨料不固定在一起，成游离状态。成游离状态。传统方法主要包括：传统方法主要包括：研磨、抛光研磨、抛光 新方法有：新方法有：磁性研磨、弹性发射加工、磨料喷射磁性研磨、弹性发射加工、磨料喷射加工、磁流体抛光、液中研磨加工、磁流体抛光、液中研磨等等磨削加工磨削加工磨削加工磨削加工磨削加工磨削加工磨削机床磨削机床磨削机床磨削机床砂轮砂轮内圆磨砂轮内圆磨砂轮砂轮磨头砂轮磨头超硬磨料砂轮超硬磨料砂轮平形金刚石砂轮超硬磨料砂轮

5、超硬磨料砂轮碗形金刚石砂轮碗形金刚石砂轮 碟形金刚石砂轮碟形金刚石砂轮涂附磨具涂附磨具涂覆磨具是将磨料用粘接剂均匀地涂敷在纸、涂覆磨具是将磨料用粘接剂均匀地涂敷在纸、布、化纤或其他复合材料等基底上的磨具。布、化纤或其他复合材料等基底上的磨具。磨削特点磨削特点p 砂轮是由砂轮是由磨料和结合剂磨料和结合剂结合而成的结合而成的特殊多刃具特殊多刃具，砂轮，砂轮表面每平方厘米上约有表面每平方厘米上约有601400颗磨料，每颗磨粒相颗磨料，每颗磨粒相当于一个刀齿。当于一个刀齿。不但可磨削铜等软材料，还可加工淬不但可磨削铜等软材料，还可加工淬火钢、硬质合金等硬材料以及超硬材料。火钢、硬质合金等硬材料以及超硬

6、材料。p 砂轮线速一般砂轮线速一般35m/s左右，磨削时除了对工件表面有左右，磨削时除了对工件表面有切削作用外，还有强烈的挤压和摩擦作用切削作用外，还有强烈的挤压和摩擦作用，在磨削区，在磨削区瞬时温度高达瞬时温度高达1000以上。以上。磨削特点磨削特点p 砂轮经修正，可形成砂轮经修正，可形成极细微的刃口极细微的刃口以切除工件表面极以切除工件表面极薄的金属层。薄的金属层。p 磨削加工能获得极高的磨削加工能获得极高的加工精度加工精度和极细的和极细的表示粗糙度表示粗糙度，磨削通常可达到磨削通常可达到Ra 1.250.16m，镜面磨削粗糙度，镜面磨削粗糙度Ra0.01m光滑表面光滑表面。p 砂轮在磨削

7、时，部分磨钝的磨粒在一定条件下能自动砂轮在磨削时，部分磨钝的磨粒在一定条件下能自动脱落或崩碎脱落或崩碎，从而使砂轮保持良好的磨削性能。，从而使砂轮保持良好的磨削性能。一、精密磨削机理一、精密磨削机理 微刃的微切削作用 微刃的等高切削作用 微刃的滑挤、摩擦、抛光作用适宜对钢、铁、陶瓷、玻璃等硬脆材料加工二、磨削用量二、磨削用量砂轮速度砂轮速度一般在一般在151530m/s30m/s一般在一般在6 612m/min12m/min工件速度工件速度工件纵向进给量工件纵向进给量一般为一般为5050100mm/min100mm/min或或横向进给量（吃刀量）横向进给量（吃刀量）一般取一般取0.60.62.

8、5m/2.5m/单行程单行程横向进给次数横向进给次数一般约一般约2 23 3次（单行程）次（单行程）光磨（无火花磨削）光磨（无火花磨削）粗粒度砂轮精细修整后粗粒度砂轮精细修整后，光磨次数采用，光磨次数采用5 58 8次次细粒度砂轮精细修整后细粒度砂轮精细修整后，光磨次数采用，光磨次数采用10102525次。次。不能太高：否则容不能太高：否则容易烧伤、产生裂纹、易烧伤、产生裂纹、降低加工精度。加降低加工精度。加工机床容易振动工机床容易振动三、精密磨削砂轮三、精密磨削砂轮 磨料、粒度、结合剂是影响砂轮性能的主要因磨料、粒度、结合剂是影响砂轮性能的主要因素。素。精密磨削所使用砂轮的选择以精密磨削所使

9、用砂轮的选择以易产生和保持微刃易产生和保持微刃及其等高性为原则。及其等高性为原则。磨削磨削钢件及铸铁件钢件及铸铁件时，时，采用刚玉磨料较好采用刚玉磨料较好，单，单晶刚玉最好，白刚玉、铬刚玉应用最普遍。晶刚玉最好，白刚玉、铬刚玉应用最普遍。砂轮的砂轮的粒度粒度可选择可选择粗粒度和细粒度两类粗粒度和细粒度两类。结合剂选择结合剂选择树脂较好树脂较好，加入，加入石墨填料加强摩擦石墨填料加强摩擦抛光作用。抛光作用。（碳化硅磨料韧性差，不易形成等高微刃，一般加工有色金属）（碳化硅磨料韧性差，不易形成等高微刃，一般加工有色金属）磨料的选择磨料的选择普通磨料碳化物系碳化硼碳化硅刚玉系超硬磨料金刚石天然人造立方

10、氮化硼普通磨料与超硬磨料普通磨料与超硬磨料磨料粒度及其选择磨料粒度及其选择多选用多选用180180240240、普通普通磨料磨料170/200170/200325/400325/400超硬磨料的磨粒和各种超硬磨料的磨粒和各种粒度的微粉粒度的微粉。粗的加工细的抛光结合剂及其选择结合剂及其选择将将磨料粘合磨料粘合在一起，形成一定的形状，在一起，形成一定的形状，并有一定的强度。并有一定的强度。树脂结合剂、陶瓷结合剂（粗粒度）树脂结合剂、陶瓷结合剂（粗粒度）和金属结合剂。和金属结合剂。组织和浓度及其选择组织和浓度及其选择普通磨具中普通磨具中磨料的含量用磨料的含量用组织组织表示表示，超硬磨具中超硬磨具中

11、磨料的含量磨料的含量用用浓度浓度表示表示。成形磨削、沟槽磨削、宽接触面平面磨削选用成形磨削、沟槽磨削、宽接触面平面磨削选用高质量浓度高质量浓度；半精磨、精磨选用；半精磨、精磨选用细粒度、细粒度、中质量浓度中质量浓度；高精；高精度、低表面粗糙度值的度、低表面粗糙度值的精密磨削和超精密磨削选用细粒度、精密磨削和超精密磨削选用细粒度、低质量浓度低质量浓度。硬度及其选择硬度及其选择普通磨具普通磨具硬度低表示磨粒易脱落硬度低表示磨粒易脱落。超硬磨具超硬磨具无硬度项指标无硬度项指标。磨具的强度磨具的强度高速回转时，高速回转时，抵抗因离心力抵抗因离心力的作用而自身破碎的能力的作用而自身破碎的能力。磨具的形状

12、和尺寸及其基体材料磨具的形状和尺寸及其基体材料根据机床根据机床规格和加工情况选择磨具的形状规格和加工情况选择磨具的形状和尺寸。和尺寸。基体材料与结合剂有关，基体材料与结合剂有关，金属结合剂磨具金属结合剂磨具多采用铁或铜合金多采用铁或铜合金；树脂结合剂磨具采用树脂结合剂磨具采用铝及合金或电木；铝及合金或电木；陶瓷结合剂磨具多采用陶瓷结合剂磨具多采用陶瓷。陶瓷。四、精密磨削时砂轮的修整四、精密磨削时砂轮的修整砂轮修整是精密磨削的关键，砂轮修整是精密磨削的关键，有有单粒金刚单粒金刚石修整、石修整、金刚金刚石粉末烧结石粉末烧结型修整器修整和型修整器修整和金刚石超声波金刚石超声波修修整等。整等。砂轮的修

13、整用量有砂轮的修整用量有修整导程、修整导程、修整深度、修整次修整深度、修整次数和光修次数。修整导程数和光修次数。修整导程（纵向进给量）为（纵向进给量）为1015mm/min，修整深度为，修整深度为2.5m/m/单行程，精修次单行程，精修次数数2 23 3次，光修次数次，光修次数1 1次单行程。次单行程。超精密磨削超精密磨削是指加工精度达到或高于是指加工精度达到或高于0.1m、表、表面粗糙度低于面粗糙度低于Ra0.025m的砂轮磨削方法，适宜的砂轮磨削方法，适宜于对钢、铁材料及陶瓷、玻璃等硬脆材料的加工。于对钢、铁材料及陶瓷、玻璃等硬脆材料的加工。磨削厚度可能小于晶粒。磨削厚度可能小于晶粒。镜面

14、磨削镜面磨削是属于精密磨削和超精密磨削范畴的加是属于精密磨削和超精密磨削范畴的加工，是指加工表面粗糙度达到工，是指加工表面粗糙度达到Ra0.020.01m、表面光泽如镜的磨削方法。表面光泽如镜的磨削方法。1 1 超精密磨削机超精密磨削机理理1 1）磨削加工过程）磨削加工过程单晶粒磨削单晶粒磨削1）磨粒是一颗具有弹性支承（结合磨粒是一颗具有弹性支承（结合剂）的和大负前角切削刃的弹性体。剂）的和大负前角切削刃的弹性体。2）磨粒切削刃的）磨粒切削刃的切入深度是从零开切入深度是从零开始逐渐增加，到达最大值再逐渐减始逐渐增加，到达最大值再逐渐减少，最后到零。少，最后到零。3）磨粒磨削时）磨粒磨削时在工件

15、的接触过程中，在工件的接触过程中，开始是弹性区，继而塑性区、切削区、开始是弹性区，继而塑性区、切削区、塑性区，最后是弹性区。塑性区，最后是弹性区。4）超精密磨削时）超精密磨削时有微切削作用、塑性有微切削作用、塑性流动和弹性破坏作用，同时还有滑擦流动和弹性破坏作用，同时还有滑擦作用。作用。各区形状各区形状2）单磨粒磨削模型）单磨粒磨削模型连续磨削加工过程连续磨削加工过程 磨削加工是无数磨粒的连续磨削。磨削加工是无数磨粒的连续磨削。加工的实质是工件被磨削的加工的实质是工件被磨削的表层，在无数磨粒瞬间的挤压，摩擦作用下产生变形，而后转为磨表层，在无数磨粒瞬间的挤压，摩擦作用下产生变形，而后转为磨屑，

16、并形成光洁表面的过程。屑，并形成光洁表面的过程。磨削过程可分为：磨削过程可分为：三个阶段，三个阶段，砂轮表砂轮表面的磨粒与工件材料接触面的磨粒与工件材料接触，发生弹性变形发生弹性变形，磨粒继续切入工件磨粒继续切入工件（切（切削深度增加），削深度增加），工件材料进入塑性阶段工件材料进入塑性阶段，材料晶粒发生滑移材料晶粒发生滑移。塑性塑性变形不断增大，当力达到工件的强度极限时变形不断增大，当力达到工件的强度极限时，被磨削层材料产生挤被磨削层材料产生挤裂，即进入切削阶段裂，即进入切削阶段，最后被切离。，最后被切离。当磨削切入量达到最大值后，当磨削切入量达到最大值后，逐渐减少，最后到零，逐渐减少，最后

17、到零，同时经历塑性区和弹性区。同时经历塑性区和弹性区。3）超精密磨削机理）超精密磨削机理 超硬磨料砂轮磨削超硬磨料砂轮磨削主要是指用主要是指用金刚石砂轮金刚石砂轮和和立立方氮化硼砂轮方氮化硼砂轮加工硬质合金、陶瓷、玻璃、半导加工硬质合金、陶瓷、玻璃、半导体材料及石材等高硬度、高脆性材料。体材料及石材等高硬度、高脆性材料。1 超硬磨料砂轮磨削特点超硬磨料砂轮磨削特点 1 1）可用来加）可用来加工各种高硬度、高脆性金属材料和非金属材料工各种高硬度、高脆性金属材料和非金属材料，如硬质合金、陶瓷、玻璃、半导体、石材等。立方氮化硼砂轮如硬质合金、陶瓷、玻璃、半导体、石材等。立方氮化硼砂轮磨削时，热稳定性

18、好，化学惰性强，不易与铁素元素产生亲和磨削时，热稳定性好，化学惰性强，不易与铁素元素产生亲和作用和化学反应，加工黑色金属时，有较高的耐磨性。作用和化学反应，加工黑色金属时，有较高的耐磨性。2 2）磨削能力强，耐磨性好，耐用度高，易于控制加工尺寸磨削能力强，耐磨性好，耐用度高，易于控制加工尺寸及实现加工自动化。及实现加工自动化。3 3）磨削力小，磨削温度低，加工表面质量好，无烧伤、裂磨削力小，磨削温度低，加工表面质量好，无烧伤、裂纹和组织变化。纹和组织变化。4 4）磨削效率高。）磨削效率高。5 5）综合成本低。）综合成本低。2、超硬磨料砂轮磨削工艺、超硬磨料砂轮磨削工艺1 1）磨削液）磨削液磨削

19、液的作用磨削液的作用磨削液的种类磨削液的种类和组成和组成降低磨削温度降低磨削温度，减少磨削力，改善，减少磨削力，改善磨削表面质量，提高磨削效率和砂磨削表面质量，提高磨削效率和砂轮寿命。轮寿命。润滑、冷却、清洗性能润滑、冷却、清洗性能，尚有渗透，尚有渗透性、防锈性、防腐性、防火性、切性、防锈性、防腐性、防火性、切削性和极压性等削性和极压性等油性液油性液：成分是矿物油，如机油、轻：成分是矿物油，如机油、轻质柴油、煤油，加入脂肪油和添加剂。质柴油、煤油，加入脂肪油和添加剂。水溶性液水溶性液：成分是水，如乳化液、无：成分是水，如乳化液、无机盐水溶液和化学合成液等。机盐水溶液和化学合成液等。金刚石砂轮磨

20、削时常用金刚石砂轮磨削时常用油性液和水溶油性液和水溶性液性液，立方氮化硼砂轮磨削时用，立方氮化硼砂轮磨削时用油性油性液，防止其高温水解。液，防止其高温水解。2）超硬磨料砂轮磨削工艺）超硬磨料砂轮磨削工艺磨削用量磨削用量磨削速度磨削速度人造金刚石砂轮的磨削人造金刚石砂轮的磨削速度为速度为12123030m/s，立方氮化硼砂轮的立方氮化硼砂轮的磨削速度磨削速度为为45456060m/s.磨削深度磨削深度工件速度工件速度一般为一般为101020m/min20m/min纵向进给纵向进给速度速度一般在一般在0.450.451.5m/min1.5m/min磨削深度为磨削深度为0.0020.0020.01m

21、m0.01mm整形整形对对砂轮进行微量切削砂轮进行微量切削，使砂使砂轮达到所要求的几何形状精轮达到所要求的几何形状精度度，并使磨料尖端细微破碎，并使磨料尖端细微破碎，形成锋利的磨削刃。形成锋利的磨削刃。修锐修锐去除磨粒间的结合剂，使磨去除磨粒间的结合剂，使磨粒间有一定的容屑空间，并粒间有一定的容屑空间，并使磨刃突出于结合剂之外，使磨刃突出于结合剂之外，形成切削刃。形成切削刃。3、超硬磨料砂轮的修整超硬磨料砂轮的修整4、超硬磨料砂轮修整方法、超硬磨料砂轮修整方法车削法车削法用单点、聚用单点、聚晶金刚石笔晶金刚石笔，修整片等车，修整片等车削金刚石砂轮达到修整目的。削金刚石砂轮达到修整目的。磨削法磨

22、削法用用普通磨料砂轮或砂块与超硬磨料砂轮对磨普通磨料砂轮或砂块与超硬磨料砂轮对磨进行修整进行修整，普通磨料磨粒被破碎，切削超硬磨料砂轮上的树脂、陶普通磨料磨粒被破碎，切削超硬磨料砂轮上的树脂、陶瓷、金属结合剂，致使超硬磨粒就会脱落。目前最为广瓷、金属结合剂，致使超硬磨粒就会脱落。目前最为广泛采用的修整法。泛采用的修整法。车削法车削法4、超硬磨料砂轮修整方法超硬磨料砂轮修整方法软钢磨削整形法软钢磨削整形法单滚轮法双滚轮法4 超硬磨料砂轮修整超硬磨料砂轮修整滚压挤轧法滚压挤轧法用用碳化硅、刚玉、硬质合金或钢铁等制成修整轮碳化硅、刚玉、硬质合金或钢铁等制成修整轮，与超硬磨料砂轮在一定压力下进行与超硬

23、磨料砂轮在一定压力下进行自由对滚自由对滚，使使结合剂破裂形成容屑空间，并使超硬磨粒表面崩结合剂破裂形成容屑空间，并使超硬磨粒表面崩碎形成微刃。加入碳化硅、刚玉等游离磨料，依碎形成微刃。加入碳化硅、刚玉等游离磨料，依靠游离磨料挤轧作用进行修锐。靠游离磨料挤轧作用进行修锐。4、超硬磨料砂轮修整方法超硬磨料砂轮修整方法喷射法喷射法碳化硅和刚玉碳化硅和刚玉4、超硬磨料砂轮修整方法超硬磨料砂轮修整方法电加工法电加工法电解修整法电解修整法 利用电化学个腐利用电化学个腐蚀作用蚀作用蚀除金属结合蚀除金属结合剂，多用于金属结合剂，多用于金属结合剂砂轮的修锐剂砂轮的修锐，非金，非金属结合剂砂轮无效属结合剂砂轮无效

24、。4、超硬磨料砂轮修整方法超硬磨料砂轮修整方法电火花修整法电火花修整法电火花放电加工电火花放电加工，适用于各种金属适用于各种金属结合剂砂轮。若结合剂砂轮。若在结合剂中加入在结合剂中加入石墨粉，可用于石墨粉，可用于树脂、陶瓷结合树脂、陶瓷结合剂砂轮。既可整剂砂轮。既可整形，又可修锐。形，又可修锐。4、超硬磨料砂轮修整方法超硬磨料砂轮修整方法超声波振动修整法超声波振动修整法用受激振动的用受激振动的簧片或超声波簧片或超声波振动头驱动的振动头驱动的幅板作为修整幅板作为修整器器，并在，并在砂轮砂轮和修整器间放和修整器间放入游离磨料撞入游离磨料撞击砂轮的结合击砂轮的结合剂剂，使超硬磨，使超硬磨粒突出结合剂

25、。粒突出结合剂。4、超硬磨料砂轮的修整方法超硬磨料砂轮的修整方法第二节第二节 精密研磨与抛光精密研磨与抛光手工研磨手工研磨挤压研磨挤压研磨一、研磨加工的机理一、研磨加工的机理1.1.研磨时磨料的工作状态研磨时磨料的工作状态1 1）磨粒在工件与研具之间）磨粒在工件与研具之间发生滚动，产生滚轧发生滚动，产生滚轧效果；效果；2 2）磨粒压入到研具表面，用）磨粒压入到研具表面，用露出的磨粒尖端对工件表面进行刻露出的磨粒尖端对工件表面进行刻划划，实现微切削加工；，实现微切削加工；3 3）磨粒对）磨粒对工件表面的滚轧与微量刻划同时工件表面的滚轧与微量刻划同时作用。作用。属于属于游离磨粒切削加工游离磨粒切削

26、加工,在在刚性研具上注入磨料刚性研具上注入磨料,在一在一定定压力压力的作用下的作用下,通过通过研具与工件之间相对运动研具与工件之间相对运动,借助借助磨粒的微切削作用磨粒的微切削作用,除去除去工件材料达到高的几何精度工件材料达到高的几何精度和和表面光洁度表面光洁度的方法的方法.其实质就是通过研具与工件之其实质就是通过研具与工件之间相互修整，把研具本身的几何精度部分的复制到工间相互修整，把研具本身的几何精度部分的复制到工件上件上.2.2.硬脆材料的研磨硬脆材料的研磨 一部分一部分磨粒由于研磨压力的作用，嵌入研磨盘表面，磨粒由于研磨压力的作用，嵌入研磨盘表面，用露出的用露出的尖端刻划工件表面进行微切

27、削加工尖端刻划工件表面进行微切削加工；另一部分；另一部分磨粒则在磨粒则在工件与研磨盘之间发生滚动，工件与研磨盘之间发生滚动，产生滚轧产生滚轧效果效果。在给磨粒加压时，就在硬脆材料加工表面的剪切在给磨粒加压时，就在硬脆材料加工表面的剪切(拉伸拉伸)应力最大部位应力最大部位产生微裂纹产生微裂纹。当纵横交错的当纵横交错的裂纹扩展并产裂纹扩展并产生脆性崩碎形成磨屑生脆性崩碎形成磨屑，达到表面去除的目的。，达到表面去除的目的。磨粒在研磨粒在研具和工件具和工件之间之间3.3.金属材料的研磨金属材料的研磨 当金属表面用硬度计压头压入时，只在表面当金属表面用硬度计压头压入时，只在表面产生塑性变形的压坑，不会发

28、生产生塑性变形的压坑，不会发生脆性材料那样脆性材料那样的破碎和裂纹。的破碎和裂纹。研磨时，研磨时，磨粒的研磨作用磨粒的研磨作用相当于相当于极微量切削极微量切削和磨削和磨削时时的状态的状态,且表面且表面不会产生裂纹不会产生裂纹。由于磨。由于磨粒是粒是游离状态，不能形成游离状态，不能形成连续的切削连续的切削。4 4、平面研磨使用的研具平面研磨使用的研具1 1）特种）特种玻璃玻璃，在加工平面的金属板上涂一层，在加工平面的金属板上涂一层四氟乙烯或镀铅和铟四氟乙烯或镀铅和铟；优点：优点：能得到能得到高精度的平面高精度的平面缺点：缺点：研具层寿命短研具层寿命短2 2）使用）使用半软质研磨盘或软质研磨盘半软

29、质研磨盘或软质研磨盘优点：优点：研磨出的表面变质层很小，研磨出的表面变质层很小，表面粗糙度表面粗糙度也很小；也很小；缺点：缺点：研磨盘不研磨盘不易保持平面度易保持平面度5、精密平面的研磨机精密平面的研磨机二、抛光加工的机理二、抛光加工的机理 1 1、抛光的机理：、抛光的机理：1 1）以磨粒的以磨粒的微小塑性切削微小塑性切削生成切生成切屑，屑，但是它仅利用但是它仅利用极少极少磨粒强制压入磨粒强制压入产生作用。产生作用。2 2）借）借助助磨粒和抛光器与工件磨粒和抛光器与工件流动摩擦流动摩擦使工件表面的使工件表面的凸凹变平凸凹变平。磨粒含在抛光盘中磨粒含在抛光盘中 工作原理与研磨类似，加工表面质量工

30、作原理与研磨类似，加工表面质量更高。更高。磨料磨料更细。更细。研具为研具为软质软质材料。材料。即使抛光脆性材料也即使抛光脆性材料也不产生裂纹。不产生裂纹。2 2、抛光盘抛光盘1 1）特种）特种玻璃玻璃，或在表面上涂一层弹性材料或软金属的，或在表面上涂一层弹性材料或软金属的金属盘金属盘优点：优点：能得到能得到高精度的平面高精度的平面缺点：抛光盘缺点：抛光盘层寿命短层寿命短2 2）使用）使用半软质抛光盘（铅盘、锡盘）或软质抛光盘半软质抛光盘（铅盘、锡盘）或软质抛光盘（石蜡、沥青等）（石蜡、沥青等）优点：优点：抛光出的表面变质层很小，抛光出的表面变质层很小，表面粗糙度也很小；表面粗糙度也很小；缺点：

31、缺点：抛光盘不抛光盘不易保持平面度易保持平面度抛光工艺对抛光盘的要求抛光工艺对抛光盘的要求：要有高的精度及其要有高的精度及其精度的保持性精度的保持性研磨盘研磨盘抛光盘抛光盘 加工条件：加工条件：对残对残留有裂纹的硬脆材料留有裂纹的硬脆材料和不产生裂纹的和不产生裂纹的金属材金属材料料的加工条件不同；的加工条件不同；研磨方式：研磨方式：单面单面研磨和双面研磨研磨和双面研磨；研磨机：研磨机：应能应能均匀地加工工件均匀地加工工件，研具磨损要小研具磨损要小并要求能并要求能容易修容易修整精度；整精度；研具和抛光盘：研具和抛光盘：必须避免因工作面必须避免因工作面磨损和弹性变形引起精度下磨损和弹性变形引起精度

32、下降；降；磨粒材料：磨粒材料：微细的磨粒微细的磨粒,使用磨粒对工件作用使用磨粒对工件作用很浅很浅的材料的材料；加工液：加工液：提供提供磨粒、排屑、冷却和减轻不必要摩擦的效果。磨粒、排屑、冷却和减轻不必要摩擦的效果。抛光盘抛光法1 1 弹性发射加工弹性发射加工 最小最小切除切除可以达到可以达到原子级原子级，直至切去一，直至切去一层原子，层原子，而且而且被加工表面的被加工表面的晶格不致变形晶格不致变形，能够能够获得极小表面获得极小表面粗糙度和材质极纯粗糙度和材质极纯的表面的表面。加工原理实质加工原理实质是是磨粒原子的磨粒原子的扩散作用和加速扩散作用和加速的的微小粒子弹性射击微小粒子弹性射击的机械作

33、用的综合效果。的机械作用的综合效果。真空中带静电的粉末粒子加速法、空气流或真空中带静电的粉末粒子加速法、空气流或水流来加速。水流来加速。2 2 浮动抛光浮动抛光浮动抛光是将金刚石车削的具有高平面度平面和带有同心圆或浮动抛光是将金刚石车削的具有高平面度平面和带有同心圆或螺旋沟槽的锡抛光盘固定在高刚度的基座上，螺旋沟槽的锡抛光盘固定在高刚度的基座上，抛光液是由抛光液是由粒径粒径为几个纳米的微粉磨粒与液体混合而成为几个纳米的微粉磨粒与液体混合而成，并浸没抛光盘上平面，并浸没抛光盘上平面，驱动装置分别带动工件和抛光装置以不同的速度旋转驱动装置分别带动工件和抛光装置以不同的速度旋转，由于抛，由于抛光盘的

34、特殊形状、光盘的特殊形状、工件与抛光装置工件与抛光装置有足够的相对运动速度有足够的相对运动速度、在、在两者之间两者之间有充足的微粉磨料液流有充足的微粉磨料液流，因此因此在工件与抛光盘之间形在工件与抛光盘之间形成流体动压效应，将工件浮起成流体动压效应，将工件浮起，在两者之间就能形成了，在两者之间就能形成了流体动流体动压液膜。压液膜。其间的微粉磨粒在流体压力场和速度场、离心力的作其间的微粉磨粒在流体压力场和速度场、离心力的作用下，用下，抛光器不接触工件对工件进行精密抛光加工抛光器不接触工件对工件进行精密抛光加工.3 化学机械抛光化学机械抛光在化学机械抛光时，在化学机械抛光时，首先是存在于工件表面和

35、抛光垫首先是存在于工件表面和抛光垫间的抛光液中的间的抛光液中的氧化剂、催化剂氧化剂、催化剂等等与与工件表面的原子工件表面的原子进行氧化反应进行氧化反应，在工件表面产生一层氧化薄膜在工件表面产生一层氧化薄膜，然后，然后由漂浮在抛光液中的由漂浮在抛光液中的磨粒通过机械作用将这层氧化物磨粒通过机械作用将这层氧化物薄膜去除薄膜去除，使，使工件表面重新裸露出来工件表面重新裸露出来，再，再进行氧化反进行氧化反应应，这样在，这样在化学作用过程和机械作用过程的交替化学作用过程和机械作用过程的交替进行进行中完成工件表面抛光。中完成工件表面抛光。机械作用力机械作用力夹持头夹持头抛光垫抛光垫抛光液抛光液工件工件工作台工作台利用甲醇抛光砷化镓和磷化铟利用甲醇抛光砷化镓和磷化铟课后习题14、6、8