项目八模具刮削研磨和抛光.ppt

项目八 模具刮削、研磨和抛光,掌握模具刮削、研磨和抛光的动作要领。掌握模具刮削、研磨和抛光不同工件的加工方法。了解模具刮削、研磨和抛光的安全注意事项。,学习目标,掌握模具刮削、研磨和抛光使用工具的用途。了解加工原理。,技能目标,8.1 刮 削,模具钳工在对标准精度平板磨损后进行修复时，可采用刮削使其恢复精度。,8.1.1 刮削概述,1刮削原理,将工件与基准件（如标准平板、校准平尺或已加工过的相配件）互相研合，通过显示剂显示出表面上的高点、次高点，然后用刮刀削掉高点、次高点。再互相研合，把又显示出的高点、次高点刮去，经反复多次研刮，从而使工件表面获得较高的几何形状精度和表面接触精度。,2刮削的特点和作用,在刮削过程中，工件表面多次受到具有负前角的刮刀的推挤和压光作用，使工件表面的组织变得紧密，并在表面产生加工硬化，从而提高了工件表面的硬度和耐磨性。刮削是间断的切削加工，具有切削量小、切削力小的特点，这样就可避免工件在机械加工中的振动和受热、受力变形，提高了加工质量。刮削能消除高低不平的表面，减小表面粗糙度，提高表面接触精度，保证工件达到各种配合的要求。因此，它广泛应用于机床导轨等滑行面、滑动轴承的接触面、工具的工作表面及密封用配合表面等的加工和修理工作中。刮削后的工件表面，形成了比较均匀的微浅凹坑，具有良好的存油条件，从而可改善相对运动件之间的润滑状况。,8.1 刮 削,8.1 刮 削,3刮削余量,刮削是一项繁重的手工操作，每刀刮削的量又很少，因此刮削余量不能太大，应以能消除上道工序所残留的几何形状误差和切削痕迹为准，过多或过少都会造成浪费工时、增加劳动强度或达不到加工质量的要求。刮削余量一般为0.05mm0.40mm，具体数值见表8.1或依据经验来确定。在确定刮削余量时，应考虑以下因素：工件面积大时；刮削前加工误差大时余量大；工件刚性差易变形时余量取大些。,8.1 刮 削,表8.1平面和孔的刮削余量,4刮削的种类,8.1 刮 削,刮削可分为平面刮削和曲面刮削两种，平面刮削有单个平面刮削（如平板、工作台面等）和组合平面刮削（如V形导轨面、燕尾槽面等），曲面刮削有内圆柱面、内圆锥面和球面刮削等。,8.1.2 刮削工具,刮削工具主要有刮刀、校准工具和显示剂等。,1刮刀,刮刀是刮削的主要工具，有平面刮刀和曲面刮刀两类。（1）平面刮刀 平面刮刀用于刮削平面和刮花，一般用T12A钢制成。当工件表面较硬时，也可以焊接高速钢或硬质合金刀头，如图8.1所示。刮刀头部形状和角度，如图8.2所示。,8.1 刮 削,图8.1 平面刮刀 图8.2 刮刀头部形状和角度（a）、（b）直头刮刀（c）弯头刮刀（a）粗刮刀（b）细刮刀（c）精刮刀,（2）曲面刮刀 曲面刮刀用于刮削内曲面，常用的有三角刮刀、柳叶刮刀和蛇头刮刀，如图8.3所示。,8.1 刮 削,图8.3 曲面刮刀（a）三角刮刀（b）柳叶刮刀（c）蛇头刮刀,8.1 刮 削,2校准工具,校准工具是用来研点和检查被刮面准确性的工具，也称研具。常用的校准工具有校准平板、校准直尺、角度直尺及根据被刮面形状设计制造的专用校准型板等，如图8.4、图8.5和图8.6所示。,图8.4 校准平板,8.1 刮 削,图8.5 校准直尺 图8.6 角度直尺,3显示剂,工件和校准工具对研时，所加的涂料称显示剂，其作用是显示工件误差的位置和大小。（1）显示剂的种类 红丹粉：红丹粉分铅丹（氧化铅，呈桔红色）和铁丹（氧化铁，呈红褐色）两种，颗粒较细，用机油调和后使用，广泛用于钢和铸铁工件。,8.1 刮 削,蓝油：蓝油是用蓝粉和蓖麻油及适量机油调和而成的，呈深蓝色，其研点小而清楚，多用于精密工件和有色金属及其合金的工件。（2）显示剂的用法 刮削时，显示剂可以涂在工件表面上，也可以涂在校准件上。前者在工件表面显示的结果是红底黑点，没有闪光，容易看清，适用于精刮时选用。后者只在工件表面的高处着色，研点暗淡，不易看清，但切屑不易粘附刀刃上，刮削方便，适用于粗刮时选用。在调和显示剂时应注意：粗刮时，可调得稀些，这样在刀痕较多的工件表面上，便于涂抹，显示的研点也大；精刮时，应调得干些，涂抹要,8.1 刮 削,薄而均匀，这样显示的研点细小，否则，研点会模糊不清。（3）显点方法 显点方法应根据不同形状和刮削面积的大小有所区别。平面与曲面的显点方法，如图8.7所示。,（a）（b）图8.7 平面与曲面的显点方法（a）平面显点法（b）曲面显点法,8.1 刮 削,中小型工件的显点 一般是校准平板固定不动，工件被刮面在平板上推研。推研时压力要均匀，避免显示失真。如果工件被刮面小于平板面，推研时最好不超出平板；如果被刮面等于或稍大于平板面，允许工件超出平板，但超出部分应小于工件长度的1/3，如图8.8所示。推研应在整个平板上进行，以防止平板局部磨损。,图8.8 工件在平板上显点,8.1 刮 削,大型工件的显点 将工件固定，平板在工件的被刮面上推研。推研时，平板超出工件被刮面的长度应小于平板长度的1/5。对于面积大、刚性差的工件，平板的重量要尽可能减轻，必要时还要采取卸荷推研。形状不对称工件的显点 推研时应在工件某个部位托或压，如图8.9所示，但用力的大小要适当、均匀。显点时还应注意，如果两次显点有矛盾，应分析原因，认真检查推研方法，小心处理。,图8.9 形状不对称工件的显点,8.1 刮 削,8.1.3 刮削精度的检验,刮削精度包括尺寸精度、形位精度、接触精度、配合间隙及表面粗糙度等。接触精度常用25mm25mm正方形方框内的研点数检验。各种平面接触精度研点数，如表8.2所示；曲面刮削中，常见的滑动轴承的研点数，如表8.3所示。,表8.2各种平面接触精度研点数,注：表中1级平板、0级平板系指通用平板的精度等级。,8.1 刮 削,表8.3滑动轴承的研点数,大多数刮削平面还有平面度和直线度的要求，如工件平面大范围内的平面度、机床导轨面的直线度等，这些误差可以用框式水平仪检查。,8.2 刮削技能实训,8.2.1 刮削前的准备工作,1刮削场地,刮削场地要清洁、平整，具有良好的采光条件，光线的亮度以不影响视力为宜。放置精密或重型工件的场地要坚实，以防工件倾斜。,2清理工件表面,清除工件表面的油污和杂质。工件上的飞边要倒掉，以防刮伤手指。,3安放工件,工件的安放要平稳，尤其是安放重型或大型工件时，一定要选好支承点，保证放置平稳。刮削面位置的高度要以操作者的身高来确定，一般在操作者腰部比较适宜。刮削较小的工件时，应用台虎钳或其他方法将其夹持牢固后，再进行刮削。,8.2 刮削技能实训,4刃磨刮刀,工作过程中，随时检查刮刀是否锋利，如磨钝，需进行刃磨。如果刮刀硬度不够时，要进行淬火处理，或者更换锋利刮刀。,8.2.2 平面刮削的姿势和步骤,1平面刮削的姿势,刮削前首先要熟悉和掌握刮削操作的姿势，常用的平面刮削姿势有两种：挺刮法和手刮法。（1）挺刮法 挺刮法动作要领，如图8.10所示。将刮刀柄顶在小腹右下侧肌肉外，双手握住刀身，左手距刀刃80mm左右。刮削时，利用腿力和臀部的力量将刮刀,8.2 刮削技能实训,向前推进，双手对刮刀施加压力。在刮刀向前推进的瞬间，用右手引导刮刀前进的方向，随之左手立即将刮刀提起，这时刮刀便在工件表面上刮去一层金属，完成了挺刮的动作。挺刮法的特点是施用全身力量，协调动作，用力大，每刀刮削量大，所以适合大余量的刮削。其缺点是身体总处于弯曲状态，容易疲劳。,图8.10 挺刮法,8.2 刮削技能实训,（2）手刮法 手刮法动作要领，如图8.11所示。右手如握锉刀柄姿势，左手四指向下弯曲握住刀身，距刀刃处50mm左右。刮刀与刮削面成2530。同时，左脚向前跨一步，身子略向前倾，以增加左手压力，也便于看清刮刀前面的研点情况。刮削时，利用右臂和上身摆动向前推动刮刀，左手下压，同时引导刮刀方向，左手随着研点被刮削的同时，以刮刀的反弹作用迅速提起刀头，刀头提起高度约为5mm10mm，完成一个手刮动作。这种刮削方法动作灵活、适应性强，可用于各种位置的刮削，对刮刀长度要求不太严格。但手刮法的推、压和提起动作，都是靠两手臂力量来完成的，因此要求操作者有较大臂力。在刮削大面积工件时，一般都采用挺刮法刮削。,8.2 刮削技能实训,图8.11 手刮法,综上所述，挺刮刮削量大，手刮灵活性大。可根据工件刮削面的大小和高低情况采用某种刮法或混合使用，来完成刮削。,8.2 刮削技能实训,2平面刮削的步骤,平面刮削可分为3个步骤：粗刮、细刮和精刮。（1）粗刮 由于工件表面有显著的加工痕迹或已生锈，加工余量较大，所以，要先进行粗刮。方法是采用长柄刮刀，可以加大压力或行程，使刮屑厚而宽，去屑量多。压力用得恰当时，刮下的铁屑发热，刀口有青烟。刮时刀痕要连成一片，不可重复。每刮四、五遍以后，平面的四周就会比中间高些，所以，四周必须多刮两次。刮后擦净表面，用显示剂检查接触点的分布情况，并按点子修刮，一直刮到每25mm25mm的面积内有23个接触点时为止，粗刮阶段完成。,8.2 刮削技能实训,（2）细刮 粗刮后的工件表面高低相差很大，显示后接触的点子很少。细刮是刮去粗刮后高的接触点，以得到更多的接触点。细刮时刀痕的宽度在6mm左右，刮刀行程5mm10mm。在刮削过程中，要按一定方向刮，每刮完一遍，要变换一下方向，以形成4560的网纹。当刮到每25mm25mm面积内有12个15个点，就可以精刮了。刮削时，高的接触点子周围也应刮去，点子越疏，刮削面应越大。,8.2 刮削技能实训,（3）精刮 使用小刮刀进行，刀痕宽度一般在4mm左右，刀的行程在5mm左右。精刮时用力大小要适当，刀刃必须保持锋利，每刀必须刮在点子上，点子越多刀痕要越小，力量要越轻。当点子逐渐增加时，可以分为3个步骤刮削：最大最亮的点子全部刮去，中等点子刮去一小片，小点子留下不刮。经推磨第二次刮削时，小点子会变大，中等点子分为两个点子，大点子则分为几个点子，原来没有点子的地方会出现新点子。经过几次反复，点子就会越来越多。精刮后，一般应达到在25mm25mm面积内有20个25个接触点。,8.2 刮削技能实训,（4）刮花 刮花是在已刮好的工件表面上用刮刀刮去极薄的一层金屑，以形成花纹，其作用是改善润滑，增加美观，并可根据花纹的磨损和消失情况来判断磨损程度。刮花花纹如图8.12所示，常见花纹有：斜纹、鱼鳞纹、半月纹、燕子纹等。刮花时多用带有弹性的刀杆，刃口较窄而锋利的刮刀。,（a）（b）（c）（d）图8.12 刮花花纹,8.2 刮削技能实训,3原始平板刮削,原始平板（又称标准平板）刮削一般采用渐进法，即不用标准平板，而以三块平板依次循环互研，达到平面度的要求，称为“三面互研”刮削原始平板和刮削一般平板相似，所不同的是多了一个研配。首先，每刮一个阶段后，必须改变基准，否则不能提高精度；其次，是每一个阶段中，均以一块为基准刮另外两块；三块原始平板的刮研可分为正研和对角线研两个步骤。（1）刮削的步骤 刮削的步骤，如图8.13所示。,8.2 刮削技能实训,图8.13 原始平板的刮削法,8.2 刮削技能实训,（2）正研 正研（纵向、横向）用三块平板轮换合研显示，如图8.14所示，以消除纵横起伏误差，通过多次循环刮削，达到各平面显点一致。正研按照一定顺序研配，刮后显点虽能符合要求，但有扭曲现象，两块平板互研，高处正好和低处重合现象，影响继续提高平板的精度。,图8.14 正研刮削示意图,8.2 刮削技能实训,（3）对角研 为了消除同向扭曲现象，在经过几次正研循环后，必须采用对角研的方法进行刮研，如图8.15所示。研磨时，要高角对高角，低角对低角，根据研点修刮，直至三块板相互间无论用直研、调头研、对角研，研点情况完全相同，消除扭曲，研点数符合要求为止。,图8.15 对角研刮削示意图,8.2 刮削技能实训,8.2.3 曲面刮削的方法,曲面刮削的原理和平面刮削一样，但是，刮削内曲面时，刀具所作的运动是螺旋运动。用标准轴或配合的轴作内曲面研磨点子的工具，研磨时，将显示剂均匀地涂在轴面上，用轴在轴孔中来回旋转，点子即可显示出来，如图8.16（a）所示，然后，可以针对高点刮削。,（a）,8.2 刮削技能实训,（b）（c）图8.16 曲面刮削,曲面刮削的方法有两种：短杆握刀法和长杆握刀法。短杆握刀法，如图8.16（b）所示，右手握住刀柄，左手手掌向下用四指横握刀杆。刮削时右手作半圆转动，左手顺着曲面的方向拉动或推动刀杆（图中箭头方向所示），与此同时，刮刀在轴向还要移动一些（即刮刀作螺旋运动）。,8.2 刮削技能实训,长杆握刀法，如图8.16（c）所示，刀杆放在右手臂上，双手握住刀身。刮削时动作与前一种方法一样。曲面刮削注意事项如下。刮削时用力不可太大，以不发生抖动，不产生振痕为宜。交叉刮削，刀痕与曲面内孔中心线约为45，以防止刮面产生波纹，研点也不会为条状。研点时相配合的轴应沿曲面作来回转动，精刮时转动弧长应小于25mm，切忌沿轴线方向作直线研点。一般情况是孔的前后端磨损快，因此刮削内孔时，前后端的研点要多些，中间段的研点可以少些。,8.2 刮削技能实训,8.2.4 平面刮刀的刃磨,1平面刮刀的刃磨,（1）粗磨 刮刀平面在砂轮外圆上来回移动，去掉刮刀平面上的氧化皮，将刮刀平面贴在砂轮侧面磨平，注意控制刮刀的厚度和两平面的平行度，厚度应控制在1.5mm4mm，目测在全长上看不出明显的厚薄差异。然后将刮刀顶端放在砂轮外缘上平稳地左右移动，刃磨使顶端与刀身轴线垂直即可，如图8.17所示。,图8.17 粗磨刮刀,8.2 刮削技能实训,（2）热处理 刮刀作为一种切削工具，要求刃部有较高的硬度，因此除合理地选用材料外，还要进行淬硬处理。将粗磨好的刮刀头部约25mm长放入炉中加热，缓慢加热到780800（呈樱桃红色），然后取出，迅速放入冷水中冷却（浸入深度约8mm16mm）。刮刀应在水中缓慢移动和间断少许上下移动，可使淬硬与不淬硬的界线处不发生断裂。当露出水面部分颜色呈黑色，即可将刮刀全部浸入水中冷却，直至常温取出，刮刀硬度可达到HRC60。（3）细磨 在细砂轮上粗磨时，刮刀形状和几何角度须达到要求。刃磨时，要常蘸水冷却，以防刃口退火。,8.2 刮削技能实训,（4）精磨 精磨刮刀时，首先在油石上加注润滑油，使刀身平贴在油石上，如图8.18（a）所示，按箭头方向前后移动，直到将平面刃磨到平整光洁，无砂轮磨痕为止。图8.18（b）所示的刃磨方法是错误的，这样会使平面磨成弧面，刃部也不锋利。刃磨顶端部，操作方法如图8.18（c）所示，用右手握住刀身前端，左手握刀柄，使刮刀刀身中心线与油石平面基本垂直，略向前倾斜。右手握紧刮刀，往返移动，左手扶正。在油石上往复移动距离约为75mm。刃磨时，右手握紧刮刀用力向前推进，拉回时，刀身可略提起一些，以免磨损刀刃。图8.18（d）所示的刃磨方法是两手紧握刮刀，向后拉时刃磨刀刃，前移时，提起刮刀，这种方法初学者容易掌握，但刃磨速度较慢。,8.2 刮削技能实训,图8.18 精磨刮刀,刃磨刮刀顶端时，它和刀头平面形成刮刀的楔角的大小一般应按粗、细和精刮的不同要求而定。,8.2 刮削技能实训,2曲面刮刀的刃磨,（1）三角刮刀的刃磨 三角刮刀很少自己制作，而广泛使用标准化的成品刮刀，所以无须进行粗磨，只进行精磨即可。精磨的方法，如图8.19所示，用右手握持刮刀柄，左手轻压刀头部分，使两刀刃顺油石长度方向推移，依刀刃的弧面进行摆动，直至刀刃锋利，表面光洁为止。,图8.19 三角刮刀的精磨,8.2 刮削技能实训,（2）蛇头刮刀的刃磨 蛇头刮刀两平面的刃磨与平面刮刀相同，而刀头两侧圆弧面的刃磨方法与三角刮刀的刃磨方法基本相同。使用油石的注意事项：油石对刮刀刃口起着磨锐与磨光的作用，油石如不平直时，可将油石夹在平口钳上，用平面磨床磨平；另一种方法是将油石在一般砂轮上大致磨平，然后涂上金刚砂和水在平板上进行研磨，这种方法虽慢，但经济实用。对油石的使用与保养要求如下。刃磨刮刀时，油石表面必须保持适量的润滑油，否则，磨出的刮刀刃口不光滑，油石也易损坏。,8.2 刮削技能实训,刃磨时，必须检查油石表面是否平直，同时应尽量利用油石的有效面，使油石均匀磨损。刃磨后，应将污油擦去，如已嵌入铁屑，可用煤油或汽油洗去，如无效，可用砂布擦去。油石表面的油层应保持清洁。新油石使用前应放在油中浸泡，用完后应放入盒内或浸入油中。刃磨时，应根据加工件精度要求，选用适当粒度的油石。,8.2.5 刮削质量的分析,刮削是一种精密加工，每刀去除余量较少，不易产生废品。常见的刮削面缺陷和产生的原因，如表8.4所示。,8.2 刮削技能实训,表8.4刮削面缺陷和产生的原因,8.3 研 磨,在模具制造中，研磨主要用于表面粗糙度值要求很低，磨石磨削又难以达到要求的压铸模和塑料模表面。模具钳工的研磨一般都是手工操作。,8.3.1 研磨概述,研磨是使用研磨工具（研具）和研磨剂，从工件表面上磨掉一层极薄的金属，使工件达到精度的尺寸、准确的几何形状和很小的表面粗糙度的加工方法。,1研磨的基本原理,研磨是一种微量的金属切削运动，它的基本原理包含着物理和化学的综合作用。,8.3 研 磨,（1）物理作用 物理作用即磨料对工件的切削作用，研磨时，要求研具材料比被研磨的工件软，这样受到一定压力后，研磨剂中微小颗粒（磨料）被压嵌在研具表面上。这些细微的磨料小颗粒具有较高的硬度，成为无数个刀刃。由于研具和工件的相对运动，半固定或浮动的磨粒则在工件和研具之间作运动轨迹很少重复的滑动和滚动，因而对工件产生微量的切削作用，均匀地从工件表面切去一层极薄的金属。借助于研具的精确型面，从而使工件逐渐得到准确的尺寸精度及合格的表面粗糙度。,8.3 研 磨,（2）化学作用 当研磨剂采用氧化铬、硬脂酸等化学研磨剂进行研磨时，与空气接触的工件表面，很快形成一层极薄的氧化膜，而且氧化膜又很容易被研磨掉，这就是研磨的化学作用。在研磨过程中，氧化膜迅速形成（化学作用），又不断地被磨掉（物理作用）。经过这样的多次反复，工件表面就很快地达到预定要求。由此可见，研磨加工实际体现了物理和化学的综合作用。,2研磨作用,（1）细化表面粗糙度 各种不同加工方法所得表面粗糙度的比较，如表8.5所示。,8.3 研 磨,表8.5各种加工方法所得表面粗糙度的比较,8.3 研 磨,（2）能达到精确的尺寸 通过研磨后的工件尺寸精度可以达到0.001mm0.005mm。（3）提高零件几何形状的准确性 工件在机械加工中产生的形状误差，可以通过研磨的方法校正。由于经过研磨后的工件表面粗糙度很小，所以工件的耐蚀性、抗腐蚀能力和抗疲劳强度也相应得到提高，从而延长了零件的使用寿命。,3研磨余量,研磨的切削量很小，一般每研磨一遍所能磨去的金属层不能超过0.002mm，所以研磨余量不能太大。否则，会使研磨时间增加，并且,8.3 研 磨,研磨工具的使用寿命也要缩短。通常研磨余量在0.005mm0.03mm范围内比较适宜，有时研磨余量保留在工件的公差以内。研磨余量应根据如下主要方面来确定：工件的研磨面积及复杂程度；零件的精度要求；零件是否有工装及研磨面的相互关系等。一般情况下的研磨留量，如表8.6所示。,表8.5研磨留量（mm）,8.3 研 磨,8.3.2 研具,在研磨加工中，研具是保证研磨工件几何形状正确的主要因素，因此对研具的材料和几何精度要求较高，而表面粗糙度值要小。,1研具材料,研具材料应满足如下技术要求：材料的组织要细致均匀，要有很高的稳定性和耐磨性，具有较好的嵌存磨料的性能，工作面的硬度应比工件表面硬度稍软。常用的研具材料有如下几种。灰铸铁：它有润滑性好，磨耗较慢，硬度适中，研磨剂在其表面容易涂布均匀等优点，是一种研磨效果较好、价廉易得的研具材料，因此得到广泛的应用。,8.3 研 磨,球墨铸铁：它比一般灰铸铁更容易嵌存磨料，且更均匀、牢固、适度，同时还能增加研具的耐用度。采用球墨铸铁制作研具已得到广泛应用，尤其用于精密工件的研磨。软钢：它的韧性较好，不容易折断，常用来制作小型的研具，如研磨螺纹和小直径工具、工件等。铜：性质较软，表面容易被磨料嵌入，适于制作研磨软钢类工件的研具。,2研具的类型,生产中需要研磨的工件是多种多样的，不同形状的工件应用不同类型的研具。常用的研具有以下几种。,8.3 研 磨,研磨平板：主要用来研磨平面，如研磨块规、精密量具的平面等，它分有槽的和光滑的两种，如图8.20所示。有槽的研磨平板用于粗研，研磨时易于将工件压平，可防止将研磨面磨成凸弧面；精研时，则应在光滑的平板上进行。研磨环：主要用来研磨外圆柱表面。研磨环的内径应比工件的外径大0.025mm0.05mm，其结构如图8.21所示。当研磨一段时间后，若研磨环内孔磨大，拧紧调节螺钉3，可使孔径宿小，以达到所需间隙，如图8.21（a）所示。图8.21（b）所示的研磨环，孔径的调整则靠右侧的螺钉。,8.3 研 磨,图8.20 研磨平板（a）光滑平板（b）有槽平板,图8.21 研磨环1开口调节圈2外圈3调节螺钉,8.3 研 磨,研磨棒：主要用于圆柱孔的研磨，有固定式和可调式两种，如图8.22所示。,图8.22 研磨棒（a）固定式光滑研磨棒（b）固定式带槽研磨棒（c）可调节式研磨棒,固定式研磨棒制造容易，但磨损后无法补偿，多用于单件研磨或机修中。对工件上某一尺寸孔径的研磨，需要二三个预先制好的有粗、半精、精研磨余量的研磨棒来完成，有槽的用于粗研，光滑的用于精研。,8.3.3 研磨剂,研磨剂是由磨料和研磨液调和而成的混合剂。,8.3 研 磨,1磨料,磨料是一种粒度很小的粉状硬质材料，在研磨中起切削作用，研磨加工的效率和精度都与磨料有直接的关系。常用的磨料一般有以下三类。（1）氧化物磨料 常用的氧化物磨料有氧化铝（白刚玉）和氧化铬等，有粉状和块状两种。它具有较高的硬度和较好的韧性，主要用于碳素工具钢、合金工具钢、高速钢和铸铁工件的研磨，也可用于研磨铜、铝等各种有色金属。（2）碳化物磨料 碳化物磨料呈粉状，常见的有碳化硅、碳化硼，它的硬度高于氧化物磨料，除用于一般钢铁制件的研磨外，主要用来研磨硬质合金、陶瓷和硬铬之类的高硬度工件。,8.3 研 磨,（3）金刚石磨料 金刚石磨料有人造和天然两种，其切削能力、硬度比氧化物磨料和碳化物磨料都高，研磨质量也好。但由于价格昂贵，一般只用于特硬材料的研磨，如硬质合金、硬铬、陶瓷和宝石等高硬度材料的精研磨加工。磨料系列及其特性、适用范围如表8.7所示。,表8.7磨料系列及其特性、适用范围,8.3 研 磨,8.3 研 磨,磨料的粗细用粒度表示，有磨粒、磨粉和微粉3个组别。其中，磨粒和磨粉的粒度以号数表示，一般是在数字的右上角加“#”表示，如100#、240#等。这类磨料系用过筛法取得，粒度号为单位面积上筛孔的数目。因此，号数大，磨料细；号数小，磨料粗。而微粉的粒度则是用微粉尺寸（mm）的数字前加“w”表示，如W10、W15等。此类磨料系采用沉淀法取得，号数大，磨料粗；号数小，磨料细。磨料的颗粒尺寸见表8.8所示。,8.3 研 磨,表8.8磨料的颗粒尺寸,8.3 研 磨,8.3 研 磨,2研磨液,研磨液在加工过程中起调和磨料、冷却和润滑的作用，它能防止磨料过早失效和减少工件（或研具）的发热变形。常用的研磨液有煤油、汽油、10号和20号机械油、淀子油。,8.4 研磨技能实训,8.4.1 研磨场地的要求,温度：研磨场地温度应维持20的恒温。湿度：场地要求干燥，防止工件表面生锈，同时禁止场地有酸性物质溢出。尘埃：保持场地洁净，必要时配备空气过滤装置。振动：要求场地和研磨设备本身都不应有振动，避免影响研磨质量。精密研磨场地应选择在坚实的防震基础上。操作者：操作者必须注意自身清洁卫生，不把尘埃带入场地。精研时，手渍会造成工件的锈蚀，要采取必要的措施加以避免。,8.4 研磨技能实训,8.4.2 研磨的方法,研磨分手工研磨和机械研磨两种。手工研磨时，要使工件表面各处都受到均匀的切削，应合理选用运动轨迹，这对提高研磨效率、工件表面质量和研具的耐用度都有直接影响。,1手工研磨,手工研磨的运动轨迹有直线形、摆动式直线形、螺旋动式直线形、8字动式直线形或仿8字动式直线形等多种，如图8.23所示。它们的共同特点是工件的被加工面与研具的工作面在研磨中始终保持相密合的平行运动。这样的研磨运动既可获得比较理想的研磨效果，又能保持平板的均匀磨损，提高平板的使用寿命。,8.3 研 磨,图8.23 研磨运动轨迹（a）直线形（b）摆动式直线形（c）螺旋形（d）8字形,（1）直线形研磨运动轨迹 图8.23（a）所示为直线形研磨运动轨迹，由于直线运动的轨迹不会交叉，容易重叠，使工件难以获得较小的表面粗糙度，但可获得较高的几何精度，常用于窄长平面或窄长台阶平面的研磨。,8.4 研磨技能实训,（2）摆动式直线形研磨运动轨迹 图8.23（b）所示为摆动式直线形研磨运动轨迹，工件在直线往复运动的同时进行左右摆动，常用于研磨直线度要求高的窄长刀口形工件，如刀口尺、刀口直角尺及样板角尺测量刃口等的研磨。（3）螺旋形研磨运动轨迹 图8.23（c）所示为螺旋形研磨运动轨迹，适用于研磨圆片形或圆柱形工件的表面，如研磨千分尺的测量面等，可获得较高的平面度和较小的表面粗糙度。（4）8字形研磨运动轨迹 图8.23（d）所示为8字形研磨运动轨迹，这种运动能使研磨表面保持均匀接触，有利于提高工件的研磨质量，使研具均匀磨损，适于小平面工件的研磨和研磨平板的修整。,8.4 研磨技能实训,2平面的研磨,（1）一般平面的研磨 一般平面的研磨是在平整的研磨平板上进行的，研磨平板分有槽的和光滑的两种。粗研时，在有槽研磨平板上进行，因为有槽研磨平板能保证工件在研磨时整个平面内有足够的研磨剂并保持均匀，避免使表面磨成凸弧面。精研时，则应在光滑研磨平板上进行。研磨前，先用煤油或汽油把研磨平板的工作表面清洗干净并擦干，再在研磨平板上涂上适当的研磨剂，然后把工件需研磨的表面（已去除毛刺并清洗过）合在研板上。沿研磨平板的全部表面，以8字形或螺旋形的旋转与直线运动相结合的方式进行研磨，并不断变更工件的运动方向。由于周期性的运动，使磨料不断在新的方向起作用，工件就能较快达到所需要的精度要求。,8.4 研磨技能实训,研磨时，要控制好研磨的压力和速度。对较小的高硬度工件或粗研时，可用较大的压力和较低的速度进行研磨。有时为减小研磨时的摩擦阻力，对自重大或接触面积较大的工件，研磨时，可在研磨剂中加入一些润滑油或硬脂酸起润滑作用。在研磨中，应防止工件发热，若稍有发热，应立即暂停研磨，避免工件因发热而产生变形。同时，工件在发热时所测尺寸也不准确。（2）窄平面的研磨 在研磨窄平面时，应采用直线研磨运动轨迹。为保证工件的垂直度和平面度，应用金属块作导靠，使金属块和工件紧紧地靠在一起，并跟工件一起研磨，如图8.24（a）所示。导靠金属块的工作面与侧面应具有较高的垂直度。,8.4 研磨技能实训,若研磨工件的数量较多时，可用C形夹将几个工件夹在一起同时研磨。对一些易变形的工件，可用两块导靠将其夹在中间，然后用C形夹头固定在一起进行研磨，如图8.24（b）所示，这样既可保证研磨的质量，又提高了研磨效率。,图8.24 窄平面的研磨（a）使用导靠件（b）使用C形夹,8.3 研 磨,3曲面的研磨,（1）外圆柱面的研磨 外圆柱面的研磨一般采用手工和机械相配合的研磨方法进行，即将工件装夹在车床或钻床上，用研磨环进行研磨，如图8.25所示。研磨环的内径尺寸比工件的直径略大0.025mm0.05mm，其长度是直径的12倍。外圆柱面的研磨方法是将研磨的圆柱形工件牢固地装夹在车床或钻床上，然后在工件上均匀地涂敷研磨剂（磨料），套上研磨环（配合的松紧度以能用手轻轻推动为宜）。工件在机床主轴的带动下作旋转运动（直径在80mm以下，转速为100r/min；直径大于100mm时，转速为50r/min,8.4 研磨技能实训,为宜），用手扶持研磨环，在工件上作轴向直线往复运动。研磨环运动的速度以在工件表面上磨出45交叉的网纹线为宜。研磨环移动速度过快时，网纹线与工件轴线的夹角小于45，研磨速度过慢则网纹线与工件轴线的夹角大于45，如图8.26所示。,图8.25 外圆柱面的研磨 图8.26 外圆柱面移动速度和网纹线的关系 1工件2研磨环（a）太快（b）太慢（c）适当,8.4 研磨技能实训,（2）内圆柱面的研磨 研磨圆柱孔的研具是研磨棒，它是将工件套在研磨棒上进行研磨的。研磨棒分为固定式和可调式两种。研磨棒的直径应比工件的内径略小0.01mm0.025mm，工作部分的长度比工件长1.52倍。圆柱孔的研磨方法同圆柱面的研磨方法类似，不同的是将研磨棒装夹在机床主轴上。对直径较大、长度较长的研磨棒同样应用尾座顶尖顶住。将研磨剂（磨料）均匀涂布在研磨棒上，然后套上工件，按一定的速度开动机床旋转，用手扶持工件在研磨棒上沿轴线作直线往复运动。研磨时，要经常擦干挤到孔口的研磨剂，以免造成孔口的扩大，或采取将研磨棒两端都磨小尺寸的办法。研磨棒与工件相配合的间隙要适当，配合太紧，会拉毛工件表面，降低工件研磨质量；配合过松会将工件磨成椭圆形，达不到要求的几何形状。间隙大小以用手推动工件不费力为宜。,8.4 研磨技能实训,（3）圆锥面的研磨 圆锥面的研磨包括圆锥孔的研磨和外圆锥面的研磨。研磨圆锥面使用带有锥度的研磨棒（或研磨环）进行研磨。也有不用专门的研具，而用与研磨件相配合的表面直接进行研配的。研磨棒（或研磨环）应具有同研磨表面相同的锥度，研磨棒上开有螺旋槽，用来储存研磨剂，螺旋槽有右旋和左旋之分，如图8.27所示。圆锥面的研磨方法是将研磨棒（或研磨环）均匀地涂上一层研磨剂（磨料），然后插入工件孔中（或套在圆锥体上），要顺着研具的螺旋槽方向进行转动（也可装夹在机床上），每转动45圈后，便将研具稍稍拔出些。之后再推入旋转研磨。当研磨接近要求时，可将研具拿出，擦干净研具或工件，然后再重新装入锥孔（或套在锥体上）研磨，直到表面呈银灰色或发亮为止，如图8.28所示。,8.4 研磨技能实训,图8.27圆锥面研磨棒 图8.28圆锥面研磨（a）右旋（b）左旋,8.4.3 研磨缺陷分析,研磨时，产生缺陷的形式、原因及预防措施如表8.9所示。,8.4 研磨技能实训,表8.9研磨产生缺陷的原因及预防措施,8.4 研磨技能实训,8.4.4 研磨技能实训实例,研磨平行面，其零件图如图8.29所示。,图8.29 零件图,8.4 研磨技能实训,（1）实训准备 工具和量具：研磨平板、千分尺、千分表、量块等。辅助材料：研磨剂等。备料：经刮削或磨削的 100mm100mm35mm铸铁平板（HT150）两个平面的平行度为0.01mm，表面粗糙度为Ra1.6mm，每人一块。（2）操作要点 研磨剂每次上料不宜太多，并要分布均匀。研磨时要特别注意清洁工作，不要使杂质混入研磨剂中，以免划伤工件。注意控制研磨时的速度和压力，应使工件均匀受压。,8.4 研磨技能实训,（3）操作步骤 用千分尺检查工件的平行度，观察其表面质量，确定研磨方法。准备磨料。粗研用100#200#范围内的磨粉；精研用W20W40的微粉。研磨基准面A。分别用各种研磨运动轨迹进行研磨练习，直到达到表面粗糙度Ra0.8mm的要求。研磨另一大平面。先打表测量其对基准的平行度，确定研磨量，然后再进行研磨。保证0.010mm的平面度要求和Ra0.8mm的表面粗糙度要求。用量块全面检测研磨精度，送检。,8.5 抛 光,抛光主要用于降低工件表面粗糙度，增加工件表面光亮和提高耐腐蚀能力，但不能改变工件原有的形状。,8.5.1 抛光概述,抛光是用敷有细磨粉或软膏磨料的布轮、布盘或皮轮、皮盘等软质工具，靠机械滑擦和化学作用来减小加工表面的粗糙度。抛光的加工余量小到可以忽略。与超精加工一样，抛光对尺寸误差和形状误差也没有纠正能力。抛光是通过抛光工具和抛光剂对零件进行极其细微切削的加工方法，其基本原理与研磨相同，是研磨的一种特殊形式，即抛光是一种超精研磨，其切削作用含物理和化学的综合作用。,8.5 抛 光,抛光常用于各类奖杯、金属工艺品、生活日用品、量块等精密量具和各类加工刃具，以及尺寸和几何形状要求较高的模具型腔、型芯及精密机械零件的抛光。通过抛光，零件可以获得很高的表面质量，表面粗糙度Ra可达0.008mm，并使加工面平滑，具有光泽。由于抛光是工件的最后一道精加工工序，要使工件达到表面质量的要求，加工余量应适当，具体可根据零件的尺寸精度而定，一般在0.005mm0.05mm范围内选取，有时加工余量就留在工件的公差以内。抛光分为手工抛光和机械抛光，抛光时可用与研磨相同的电动或气动磨削工具。,8.5 抛 光,8.5.2 抛光工具,1手工抛光工具,（1）平面抛光器 平面抛光器的手柄采用硬木制作，在抛光器的研磨面上刻出大小适当的凹槽，在离研磨面稍高的地方可有用于缠绕布类制品的止动凹槽，如图8.30所示。,图8.30 平面抛光器1人造皮革2木制手柄3铁丝或铅丝4尼龙布,8.5 抛 光,若使用粒度较粗的研磨剂进行研磨加工时，只需将研磨膏涂在抛光器的研磨面上进行研磨加工即可，若使用极细的微粉进行抛光作业时，可将人造皮革缠绕在研磨面上，再把磨粒放在人造皮革上并以尼龙布缠绕，用铁丝（冷拉钢丝）沿止动凹槽捆紧后进行抛光加工。若使用更细的磨粒进行抛光，可把磨粒放在经过尼龙布缠绕的人造皮革上，以粗棉布或法兰绒进行缠绕，之后进行抛光加工。原则上是磨粒越细，采用越柔软的包卷用布。每一种抛光器只能使用同种粒度的磨粒。各种抛光器不可混放在一起，应使用专用密封容器保管。（2）球面抛光器 球面抛光器与平面抛光器的操作方法基本相同。,8.5 抛 光,抛光凸形工件用研磨面，其曲率半径一般要比工件曲率半径大3mm，抛光凹形工件的研磨面，其曲率半径比工件曲率半径要小3mm，如图8.31所示。（3）自由曲面抛光器 对于自由曲面的抛光应尽量使用小型抛光器，因为抛光器越小越容易模拟自由曲面的形状，如图8.32所示。（4）精密抛光用具 精密抛光的研具通常与抛光剂有关，当用混合剂抛光精密表面时，多采用高磷铸铁作研具；用氧化铬抛光精密表面时，则采用玻璃作研具。由于精密抛光是借助抛光研具精确型面来对工件进行仿型加工，因此，要求研具有一定的化学成分，并且还应有很高的制造精度。,8.5 抛 光,凡尺寸精度要求小于1mm，表面粗糙度要求为0.0025mm0.08mm的工件，均需通过精密抛光。精密抛光的操作方法与一般研磨加工方法相同，不过加工速度比研磨要快，通常由钳工来完成。,图8.31 球面抛光器 图8.32 自由曲面抛光器（a）抛光凸形工件（b）抛光凹形工件（a）大型抛光器（b）小型抛光器,8.5 抛 光,2电动抛光工具,由于模具工作零件型面与型腔的手工研磨、抛光工作量大，因此，在模具制造业中已广泛采用电动抛光工具进行抛光加工。（1）手动砂轮机 利用手动砂轮机进行抛光加工，即将砂轮机上柔性布轮（或用砂布叶轮）直接进行抛光。在抛光时，可根据工件抛光前原始表面粗糙度的情况及要求，选用不同规格的布轮或砂布叶轮，并按粗、中、细逐级进行抛光。（2）手持角式旋转研抛头或手持直身式旋转研抛头 加工面为平面或曲率半径较大的规则面，采用手持角式旋转研抛头或手持直身式旋转研抛头配用铜,8.5 抛 光,环，抛光膏涂在工件上进行抛光加工，如图8.33所示。而对于加工面为小曲面或复杂形状的型面，则采用手持往复式抛光工具，也配用铜环，抛光膏涂在工件上进行抛光加工，如图8.34所示。特别是对于某些外表面形状复杂，带有凸凹沟槽的部位，则更需要采用往复式电动、气动或超声波手持研磨抛光工具，从不同角度对其不规则表面进行研磨修整及抛光。,图8.33 手持旋转气动抛光研磨器 图8.34 手持往复式研抛工具（a）直身式旋转研抛头（b）角式旋转研抛头,8.5 抛 光,（3）新型抛光磨削头 新型抛光磨削头是采用高分子弹性多孔性材料制成的一种新型磨削头，这种磨削头具有微孔海绵状结构，磨料均匀、弹性好，可以直接进行镜面加工。使用时，磨削均匀、产热少、不易堵塞，能获得平滑、光洁、均匀的表面。弹性磨料配方有多种，分别用于磨削各种材料。磨削头在使用前可用砂轮修整成各种所需形状。,8.5.3 其他常见抛光加工,1磁力抛光,磁力抛光是用带磁性的研磨料，在电磁头的吸引下，按照磁场的形状呈刷子状排