光整加工技术

的开展 需 要 。
效性 ， 如 清 洗 去 除 零 件 表 面 油 污等 ； 工 件 的 后续 处 理 主 要 是 保 持 光 整 加 工 的 良好 效 果 ， 如清洗烘干 、 退磁 处 理 等 ； 辅 料 的 后续 处 理 主要 是 提 高重 复使 用 效 果 ， 如 滚 磨加 工 用 磨 块 的表 面清 洗 等 。另 外 配 套 工艺与处理方法还包括工件 、 辅料等 的装 卸 、 筛选 、 废弃物分离等处
理 过程 。
１关 于光 整 加 工技 术 特 征 的分 析 为 了更 好 的进 行 光 整加 工 技 术体 系 的优 化 ， 进 行 其 目的应 用 策 略 的分 析 是 非常 必 要 的 ， 光 整 加工 模 块 的 开展 需 要 进 行 零件 、 部件 、 整 机 系统 模 块等 的协 调 。通 过 对 各 种机 械 加 工 方法 的应 用 ， 确 保 切 削 加工 环 节 、 铸 造环 节 、 焊接 加 工 环节 等 的协 调 ， 从 而 提 升零 件 的表 面光滑度 ， 提升其应用质量 ， 避免其表面出现 凹凸的情况 ， 避免其微 观 裂纹 及 其 拉应 力 的 出现 。 否 则 这些 缺 陷对 零 件 外 观及 使 用 功能 造 成一定 的影响， 如造成 电器产品工作失灵 、 机械传动系统磨损加剧 、 振动及噪音加大 、 整 机 运 行 不 平稳 、 密封失效 、 机械效率下 降、 影 响 电镀保护层的结合力等。更 为严重的是 ， 零件在 自动流水线上加工 时， 常因零件缺陷的存在导致废品率上升 。 在光整加工模块 中， 为 了实 现 机 械 加 工 生 产 模 块 的优 化 ， 进 行 零 件加 工 环 节及 其 相关 环 节 的 生产 优 化是 非 常 必要 的 。 这 涉及 到 零 件 加 工 的 最 后一 个 步 骤 ， 通 过 对光 整加 工 模 块 的应 用 ， 以提 升 机 械 加 工 产 品 的 表 面 质量 ， 确 保 其 表 面 物理 性 能 的优 化 ， 这 需 要 进 行 表 面 抛光 模 块 、 研 磨模 块 等 的优 化 ， 从 而 满足 当下工 作 的需要 。 在 当下 加工模块中 ， 为了提升生产效益 ， 进 行 光 整 加 工 费 用 成 本 的 优 化 也 是 非 常必 要 的 ， 从 而确 保 产 品 的 附加 值 的提 升 。 比如 在 汽 车生 产 过 程 中， 其很 多 的 零件 都 需 要进 行 光 整加 工 ， 以进行 毛 刺 的去 除 。 也 有 些特殊产品， 如航空 、 航天装置 中精密度很高的精 密件 ， 其去毛刺 的 成本 和 其 他工 序 成本 的总 和相 差 无 几 。 零 件 表 面 质量 直 接影 响 零 件 的耐磨性 、 抗疲劳性 、 抗腐蚀性 、 配合有 效性 、 表面纹路 、 清洁状 况、 表 面光 泽 、 粘接强度 、 涂 漆性 能 、 镀层质量 、 流动 阻 力 和手 感 宜 人 等 。光 整 加 工在 提 高零 件 表 面 质 量及 表 面 完 整 性 的基 础 上 ， 最 终 可 以实现 提 高零 件 、 部件 、 整 机及 系统 使用 性 能 的 目的 。 在光整加． Ｉ 二 模块中 ， 为 了更 好 的提 升 工 作 效 益 ， 进 行 产 品 多 样 性 的控 制 也 是非 常 必 要 的 ， 从 而有 效 应 对 加 工对 象 的复 杂性 。这 需 要 我 们 进行 零 件 材 料 的分 析 ， 在光 整加 工 过 程 中 ， 针 对 各 种 材 料 不 能 节进 行 简单 的 区分 ，要 进 行 不 同材料 的特 性 指标 的 区别 对 待 ， 比 如 进 行 构成 材料 成 分 的分 析 ， 进行 其 导 电性 、 比重 、 韧 性 等 的分 析 。 为 了更 好 满 足 当下 工作 的需 要 ， 进 行 零 件 光整 加 工 表 面 不 同光 学 性 能、 氧 化层 厚 度 、 表面缺陷 、 表 面纹 理 等 模 块 的 区别 对 待 是非 常必 要 的 。零 件 的具 体 结 构 、 形 状 及 大小 ， 影 响加 工 原 理 、 方 法 及其 相 应 设 备 参数 和 工 艺参 数 的 选 定 。选 择 光 整加 工 方 法 时 ， 不 能 只 简单 的 区 分 箱 壳类 、 叉架类 、 盘盖类 、 轴 套类 和板 类 ， 而 应 注 重 区 分 是 整 体 零 件 表面 光 整加 工 还 是 局部 表 面 光 整加 工 ， 更重 要 的是 考 虑零 件 表 面 的具体情况 ， 如 内外表面结构的可回转性 、 平面大小 、 圆角半径 、 槽 的宽度及深度 、 通孑 Ｌ 直径及长度 、 盲孑 Ｌ 直径及深度 、 孔 内有无 台阶或 其 他结 构 、 异 形 孔 的结 构 形状 和 大小 等 。 受 到加 工 对 象 的 多 元性 及 其 加工 复杂 性 的 影 响 ， 光 整加 工 模 块 要 进行 加 工 方法 的多 元 化 的应 用 ，进行 技 术 开 发 环 节 的积 极 探 究 ， 保 证其 加 工 原理 的优 化 ，从 而 针 对不 同 的加 工 对 象及 其 具 体 要 求 ， 进 行光 整 加 ｌ Ｔ各 个 模 块 的应 用 ， 确 保 光 整 加 工 的统 一 性 。在 光 整 加 工 设 备 应 用 过程 中 ， 要 根 据 其 工作 自动 化 程 度 的差 异 ， 进 行 不 同数 控设备 、 手工设备等的配备 ， 也 要 进 行 光 整 加 工 技 术 理 论 的有 效 实 践， 保 证 光 整 加 工 技 术 体 系 的 健全 ， 实 现 其 内部 各 个 环 节 的有 效 协 调。 以满足当下工作 的需要。 配套工艺与处理方法的多样性 ， 所谓配 套］ 艺 与 处 理方 法 是 指 光整 加 工 前后 对 工 件 、 辅 料 等 的各 种 处理 工 艺及方 法 。 加 丁前 工 件 及 辅料 的预处 理 主 要 是要 保 证 光整 加 工 的有

２ ０ （ ２ ４ — Ｏ ０ ４ １ ）： ７ ５ ．
Ｆｉ ｉ ｈ ｎ ａ ｈ ｎ ｎ ｃ ｎ ｌ ｇ ｏ ｕ ｆ ｃ ｆ Ｄｉ ｎ ｓ ｉ ｇ Ｍ ｃ ｉ ｉ ｇ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｆ ｒ Ｓ ｒ ａ ｅ ｏ ｅ
ＬＩ ＡＮＧ ａｏｇｕ ｎｇ Ｘｉ － ａ
（ ｉ ｕ ｎ Ｈ ｅ ｖ ａ ｈ ｎ ｒ ｏ ｐ Ｃｏ Ｔａ ｙ ａ ａ ｙ Ｍ ｃ ｉ ｅ ｙ Ｇｒ ｕ ．，Ｌｔ ．，Ｔａ ｙ ａ ３ ０ ４，Ｃｈ ｎ ） ｄ ｉｕ ｎ０ ０ ２ ｉａ
不 符合 现代 化生 产 的要 求 ， 生产 率 低 ， 动强 度 大 ， 且 劳 加 工质 量 常取决 于操 作 者 的主 观 因 素 ， 腔 表 面各 处 型 的切 削用量 无法 保持 稳 定 不 变 ， 终 的 加 工 质量 难 以 最 保 证 。采用 磁力 研磨 加 工 工 艺 ， 用 数 控 加 工 中心 对 运 复 杂表 面实 现类 似“ 形 加 工 ” 仿 的精 密研 磨 ， 模 具 表 使 面 的精 加工 实现 自动化 ， 但可 大 幅度提 高 生产率 ， 不 而 且 可对 各加工 参数 实现 自动控制 。
京 ： 械 工 业 出版 社 ，０ ０ 机 ２０．
大 。 当磁 感 应 强 度 达 到 Ｂ一０ ９Ｔ 时 ， ． 金属 去 除 量 为
最 大 ， 时可 达 ４ ， 此 ２ｍｇ 之后 不再增 加 。这是 因 为随 磁
［ ３ 冯 慈 璋 ． 程 电磁 场 导 论 Ｅ ． 京 ： 等 教 育 出 版 社 。 ２ 工 Ｍ］ 北 高
粒磨削 的路程 越长 ， 复 加工 的频率 也越 高 ， 重 这样 既有
利于加 工 ， 有 利 于 表 面 粗 糙 度 Ｒ 也 ａ值 的降 低 。但 随 着磁极 头 回转 速度 的提 高 ， 磁刷 的离 心力增 大 ， 由此就 会 引起 磁磨粉 的飞散 ， 使其 失去 加工 能力 ， 影响加 工质 量 ， 验 中还 发现 当模 具 表 面为 凸 面 时这 种 现 象更 加 实 突 出。 因此 ， 表面形状 不 同 ， 极头 回转速度 应该 有所 磁 区别 。根据实 验结果 可 知 ， 工 凹 面 时磁 极 头 回转 速 加

02
模具成形表面的光整加工技术
研磨技术
研磨技术是通过研磨材料与模具表面间的摩擦和切削作用，去除模具表面的凸起和 凹陷，使表面更加平滑。
研磨材料可根据模具材料的硬度、研磨效率等要求选择，如金刚石、刚玉、碳化硅 等。
研磨技术适用于各种硬度的模具材料，尤其对于高硬度、高耐磨性的模具表面处理 具有显著效果。
电解抛光技术具有较高的加工 效率和较低的表面粗糙度，适 用于各种金属材料的模具表面 处理。
但电解抛光技术的设备成本较 高，且对环境有一定的污染。
超声波抛光技术
1
超声波抛光技术是利用超声波的振动作用，使抛 光工具与模具表面产生高频振动，从而去除表面 粗糙度，提高表面光洁度。
2
超声波抛光技术具有加工效果好、效率高、对环 境无污染等优点。
3
但超声波抛光技术的设备成本较高，且对于大型 模具的处理较为困难。
03
光整加工材料与工具
光整加工材料
研磨料
清洗剂
研磨料是光整加工的主要材料，根据 加工要求选择不同粒度的研磨料，如 金刚石研磨料、刚玉研磨料等。
清洗剂用于清除加工过程中产生的残 渣和污垢，保证加工表面的清洁度。
抛光剂
抛光剂通常由抛光粉、有机溶剂和结 合剂组成，根据抛光材料的不同选择 相应的抛光剂。
重要性
模具表面的质量直接影响制件的 表面质量和性能，因此对模具成 形表面的光整加工至关重要。
光整加工的目的
提高模具表面的耐磨 性、抗腐蚀性和抗疲 劳性能。
延长模具使用寿命， 降低生产成本。
降低制件表面的粗糙 度，提高制件的表面 质量和外观。
光整加工的方法与选择
机械抛光
利用抛光轮、抛光布等磨料对模具表面进行抛光，以达到 所需的表面粗糙度。适用于各种金属材料模具的抛光。

很 大 程 度 上 决定 了数 控 机床 的性 能 。数控 机床 的 最
加 工和 去 毛 刺 技 术得 到迅 速 发 展 。 它是 一 门集 机 械
高移动速度、跟踪速度 、定位精度等重要 的指标都 取决于伺服 系统的动态和静态特性 。
另 外 ，航 空 航 天 、发 电 设备 等 产 品外 形 曲线 的 复 杂 化 ，致 使 制 造 技 术 不断 升 级 ，不 同加 工 工 序 及 工 艺 的 复 合加 工 促 进 了 生产 效 率 的 不 断提 高 ，制 造 过 程 自动 化程 度 不 断 提 高 。未 来 机 床 不仅 能 完 成 通
特 征、表面物理力学性能等 ）也提 出了越来越 高的
要 求 。作 为 提 高零 件 表 面 质 量 的表 面 光 整 加 工技 术 已 经 成 为 改 善 零 件 和 产 品 的 使 用 性 能 、提 高 可 靠
性 、延 长 使 用寿 命 的 重要 途 径 之一 。
例如 ，对Ｌ ４ ０ Ｌ ８ ＱＢ型柴油机的 １ 种摩 擦副零 ７ 件 ，采用表面光整加工方法进行光整加 工后 ，零件
蔼
冷 工 加
：７ ３
Ｔ ｉ ｎ
（ ）用 干 光 整加 工 的 设 备 ，不 需 要 很精 确 的 ２ 成 形运 动 ，但 工 件 与磨 具 之 间 的相 对 运 动应 尽 量 复 杂 。 因 为光 整 加 工 只要 保 证 磨具 （ 粒 度 的磨 料 ） 细 与 工 件加 工 表 面 能具 有 较 多 的 随机 性 接 触 （ 学 、化 学 、电 磁学 、流 体 力 学
等 多学科为一体的新 型边缘学科 ，日益受到人们的
重视 。
二 、表面光整加工技术的主要特点
无 论 是 传 统 的光 整加 工 方 法 ，还 是 近 年来 出现

2、内圆磨削——适合淬硬孔 、
比较外圆磨削与内圆磨削： 比较外圆磨削与内圆磨削：
砂轮小，转速低，表面粗糙度值大。 砂轮小，转速低，表面粗糙度值大。 砂轮轴直径小，悬伸长，刚性差。 砂轮轴直径小，悬伸长，刚性差。 磨损快，排屑冷却困难。 磨损快，排屑冷却困难。
比较磨孔与铰孔、拉孔： 比较磨孔与铰孔、拉孔：
专用机床改装的卧式车床加工余量小310微米生产率较高所需时间较短3060s表面质量好ra01001微米交叉网纹耐磨性好只提高表面质量不能提高尺寸精度和形位精度能加工外圆圆锥面孔平面和球面等1
机械制造技术基础
第八单元
磨削及光整加工
磨
削
（1）砂轮 磨削过程：切削、刻画、 （2）磨削过程：切削、刻画、滑擦 砂轮的自锐性： （3）砂轮的自锐性：
适应性好，同一砂轮可磨削不同直径。 适应性好，同一砂轮可磨削不同直径。 可加工淬硬的孔。 可加工淬硬的孔。 可提高孔的位置精度和修正轴线误差。 可提高孔的位置精度和修正轴线误差。 生产率低。 生产率低。
3、平面磨削
周磨法：接触面小，排屑冷却好， 周磨法：接触面小，排屑冷却好，但效 率低，用于精磨。 率低，用于精磨。 端磨法：效率高，但精度低，用于粗磨。 端磨法：效率高，但精度低，用于粗磨。
纵磨法：应用广、生产效率低，适用于单件、小批生产。 纵磨法：应用广、生产效率低，适用于单件、小批生产。
横磨法：生产率高，适用于磨削长度较短的外圆表面及轴颈 横磨法：生产率高， 需冷却，要求工件刚性较好。 需冷却，要求工件刚性较好。
无心磨：生产率很高， 无心磨：生产率很高，适用于大批大量精加工小型圆柱体工 但不能磨削有断续的表面。 件，但不能磨削有断续的表面。
① 机械抛光
3.工艺特点 3.工艺特点 方法简便经济 容易对曲面进行加工 仅能工

（3）当脉冲宽度不大时，对整个工件而言热 影响小，能够提升加工质量，适于加工热 敏性强旳材料。
电火花线切割加工 电火花线切割加工是用线状电极（钼丝或铜
丝）靠火花放电对工件进行切割，故称为电 火花线切割，有时简称线切割。其应用广泛， 占电加工机床旳60%以上。
二、电解加工
1、加工旳基本原理
电解加工（电化学加工）是利用金属 在电解液中产生阳极溶解旳电化学反应原 理，对金属材料进行成形加工旳一种措施。
不产生宏观应力和变形 加工材料范围很广 电子束能量密度高，生产率很高 加工过程能够自动化 污染少，加工表面不氧化 需要一整套专用设备和真空系统，价格较贵，
应用有一定旳不足
➢电子束加工旳应用
按其功率密度和能量注入时间旳不同，可用于打 孔、切割、蚀刻、焊接、热处理和光刻加工等
➢高速打孔
最小直径可达0.003 mm左右 电子束还能加工小深孔（深径比>10:1） 可加工玻璃、陶瓷、宝石等脆性材料
3、电解加工旳特点及应用
（1）能以简朴旳进给运动一次加工出形状复杂旳型 面或型腔，如锻模、叶片等。
（2）可加工高硬度、高强度和高韧性等难切削旳金 属材料。
（3）加工中无机械切削力或切削热，适合于易变形 或薄壁零件旳加工。
（4）加工后零件表面无剩余应力和毛刺。
（5）工具阴极不损耗。
（6）因为影响电解加工旳原因较多难于实现高精度 旳稳定加工。
焦点上到达很高旳能量密度，靠光热效应来加 工多种材料旳。
激光加工旳特点： 功率密度高达108~1010W/cm2，几乎可加工任何材
料 激光光斑可聚焦到微米级，输出功率可调整，可
用于精密微细加工 所用工具为激光束，是非接触加工，所经没有明
显旳机械力，没有工具损耗；加工速度快，热影 响区小 打孔和切割旳激光深度受限

一, 研磨
1,基本原理: ,基本原理: 研磨是利用涂敷或压嵌游离磨粒与研磨剂的混合物于一定刚 性的软质研具上,在一定压力下, 性的软质研具上,在一定压力下,通过研具与工件作复杂的 相对滑动,经过研磨剂的机械及化学作用, 相对滑动,经过研磨剂的机械及化学作用,从工件上切除很 薄的一层材料,从而达到很高的精度和很小的粗糙度. 薄的一层材料,从而达到很高的精度和很小的粗糙度. 研具:是涂敷或嵌入磨料的载体,使磨料发挥切削作用, 研具:是涂敷或嵌入磨料的载体,使磨料发挥切削作用,同 时又是研磨的成形工具. 时又是研磨的成形工具.
四 抛光 1基本原理和方法 基本原理和方法 抛光是将工件以一定压力压于涂以抛光膏, 抛光是将工件以一定压力压于涂以抛光膏,并以 高速旋转的抛光软轮上, 高速旋转的抛光软轮上,对工件表面进行光整加 工的方法. 工的方法. (2)特点与应用 特点与应用 1.方法简便经济 方法简便经济 2.易加工曲面 易加工曲面 3.仅能提高表面质量 仅能提高表面质量 4.劳动条件差 劳动条件差 应用: 应用:零件表面的装饰加工或提高零件表面的疲 劳强度. 劳强度.
根据磨料是否嵌入研具的情况, 研磨可分为嵌砂研磨和无 嵌砂研磨两种: 1.嵌砂研磨 2.无嵌砂研磨 3.超精密研磨 超精密研磨是一种加工精度达0.1微米以下,表面光 洁度在 R 0.012 以上的研磨方法.
外圆的超精加工
2特点与应用
设备简单, 1.设备简单,操作方便. 设备简单 操作方便. 2.生产效率高 生产效率高 3.表面质量好 表面质量好 4.不能提高工件的加工精度 不能提高工件的加工精度 应用: 应用:汽车内燃机零件 轴承 精密量具 等.
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一.珩磨 加工原理:珩磨是一种用装有固结磨粒(油石) 1 . 加工原理 : 珩磨是一种用装有固结磨粒 ( 油石 ) 的磨 及压力进给切削的精加工方法. 具,及压力进给切削的精加工方法. 珩磨是一种在大批大量和成批生产中,孔的精加工方 珩磨是一种在大批大量和成批生产中 孔的精加工方 其工作原理见图4 所示. 法,其工作原理见图4-3-1所示. 珩磨的特点及应用: 2.珩磨的特点及应用 珩磨的特点及应用 特点: 生产效率高 生产效率高, 特点:1.生产效率高,珩磨头 相对工件运动速度高,刚性大, 相对工件运动速度高,刚性大, 压力大, 压力大,又有多个磨条同时连续 工作. 工作. 珩磨余量 铸铁件0 02 余量: 02- 15 15mm 珩磨余量:铸铁件0.02-0.15

辅助填料 化学活性物质
研具 比工件材料软。最常用的是铸铁研具。
研磨可采用手工研磨和机械研磨 。 手工研磨 如在车床上研磨外圆柱面；机械研磨如图
手工研磨工具（研磨环） 研磨时，将研磨环套在工件上，并在研磨环与工件 之间涂上研磨剂，调整螺钉可使研磨环对工件表面 有一定的压力。 工件顶在车床两顶尖上，由车床主轴带动作低速旋 转，同时用手持研磨环沿轴线方向左右移动，直到 合格为止。
光整加工
光整加工是在精加工后为了进一步降低表面粗 糙度值或提高精度而采用的精密加工方法。常用 的光整加工方法有研磨、珩磨、抛光、超级光磨。
一、研磨加工
研磨是使研磨工具在一定压力作用下与工方法。
磨料 细粒度的刚玉和碳化硅 研磨剂 研磨液 煤油、汽油、机油调制
四
超级光磨
磨料粒度W20~W5，压力0.1~0.25MPa 。 相对运动三个：工件低速旋转，磨具轴向缓慢 进给，磨具轴向低频振动 加注切削液。
1 超级光磨原理
磨条最初接触工件表面时，压强大，磨条自锐 性好，切削作用强，逐渐将工件表面的微观凸峰 磨平。随着磨削过程的继续，二者间的压强减小， 逐渐过渡到光整抛光过程。当压强小于其间油膜 的表面张力时，完整的油膜将工件与磨条分开， 磨条的切削作用自动停止。
2 超级光磨的特点
1） 设备简单，操作方便。 2） 加工余量极小。3~10μm。 3） 生产率高 4） 表面质量好，较耐磨。表面粗糙度低于 Ra0.012μm 5） 不能提高工件的尺寸精度和形位精度。
3 超级光磨的应用
可加工外圆柱面、圆锥面、平面、球面等。零 件上仅要求表面粗糙度很小的表面均可用超级光 磨加工。
3 研磨的应用
可研磨内外圆柱面、圆锥面、平面、成形面等 各种表面 。如机械制造中柱塞泵的柱塞和泵体等 配合精密的偶件通过互研达到要求。镜头、量块 量规等测量仪器可通过研磨进行精密加工。

十、研磨抛光分类： （1）按研磨抛光过程中人参与的程度分： 1、手工作业研磨抛光； 2、机械设备研磨抛光。 （2）按磨料在研磨抛光过程中的运动轨迹分： 1、游离磨料研磨抛光； 2、固定磨料研磨抛光。
（3）按研磨抛光的机理分： 1、机械式研磨抛光； 2、非机械式研磨抛光。
（4）按研磨抛光剂使用的条件分： 1、湿研——粗研或半精研； 2、干研——精研； 3、半干研——粗、精研均可。
作业： 1、抛光与研磨的联系与区别？
2、正确抛光工艺要点？ 3、抛光质量分析？
（2）粒度granularity：衡量磨粒大小的参数。 例：砂纸的粒度用砂纸上的号来表示，号越大， 磨粒越小。 （3）抛光基本方法： 1）抛光时先选磨粒大的工具（号小）；
2）抛光轨迹： 1、8字形轨迹；2、交叉纹轨迹。 3）抛光时用力要均匀，平稳。
八、正确抛光工艺要点：
抛光工艺要点:
学号 砂纸使 何时换砂 加煤油 零件擦 用顺序 纸 方法 拭方法 卫生 零件优 劣
一、课程引入： 古人没有玻璃镜子，他们用什么做镜子？
铜镜
铜镜是怎么加工出来的呢？透明电脑外 壳，手机外壳是怎么加工的？
研磨与抛光
二、光整加工定义： 光整加工是以降低零件表面粗糙度，提高表面 形状精度和增加表面光泽为主要目的的研磨和抛光加 工。 光整加工主要用于模具的成形表面。
研磨抛光工作量约占模具整个工作量的三分之 一左右。
五、抛光与研磨的联系与区别： （1）联系：
1、机理相同；
2、使用工具有重叠； 3、都主要用于模具的成形表面；
4、都是多为手工作业，劳动强度大；
（2）区别： 1、抛光是一种比研磨更微磨削的精密加工。
2、抛光加工一般在研磨之后进行。
3、研磨时尺寸精度和形状精度加工效果明显，抛 光一般不提高零件表面的形状精度和尺寸精度。 4、抛光比研磨能更进一步降低表面粗糙度。

种 无接 触 的抛 光 方 法 ，加 工 出的 工 件表 面 的 平 面 度
时，则磁场加 给非磁性磨粒浮 ห้องสมุดไป่ตู้，使磨粒进入研具
表 层 。调 节 流 经 电磁 铁 的 电 流可 以 有 效地 控 制 参 与 研 磨 的 磨 粒数 量 ，达 到 有效 的 研 磨加 工 。 ②控 制压 力 的 磁 力研 磨 。 图７ 其 加 工 原 理 图 ， 当 电磁 铁 通 是 电后 ，磁性 流 体 被 引 向磁 极 ，使 研具 （ 胶 极 ） 向 橡 上鼓 起 ，对 工 件产 生 研 磨 压 力 。加 工 压 力 的大 小 ， 可 通过 改 变 流 经 电 磁铁 的 直 流 电流 来 调 整 。 流经 电 磁 铁 的 电流 与 加 工 压 力 间在 测 量 范 围０ １ ５ ／ — ０ Ａ ｍ成 线 性 关 系 。加 工量 随 电流 （ 场 强 度 ） 的增 大 面 增 磁 大 ，而 且 磨 粒直 径 越 小 ，被加 工 工 件 的表 面 粗 糙 度 值 越 低 。 ③ 磁 力悬 浮 研磨 。它 是 基 于 磁性 流 体 中非
击 ，并产 生 强 大 的 剪切 力 ，从 而 去 除工 件 表面 的材
１ ． 循环膜片泵
主轴 箱
２
图４ 数控弹性发射 加工装置
２ 温系统 恒 ３变速电动机 ． ４十字弹簧 ． ５数控 ．
６ 载杆 咖 １． 器 Ｏ容
７聚氨 酯球 ． １． 具 １ 夹
８ 光 液和 磨料 抛 １． 工作 台 ２数控
纳 米 ，所 以 可 获得 无 划痕 、平 滑 光泽 无 畸 变 的洁 净
表面。
图３ 弹性发好加工原理 图
图４ 数 控 弹 性 发 射 加 工装 置 ，用 数 控 方 法 控 为

3.光整加工时，磨具相 对于工件的定位基准没 有确定的位置，一般不 能修正加工表面的形状 和位置误差，其精度要 靠先行工序来保证。
返回目录
5.光整加工可改善工 件表面层应力状态， 形成抗疲劳破坏的均 匀压应力（一般比原 值增大50％以上）。
2020年12月29日星期二
6.光整加工可改善工 件表面层金相组织状 态，提高工件表面显 微硬度，一般可提高 6％～20％，形成一 定深度的耐磨损、抗 疲劳的致密金属层， 且可将深度提高四倍 以上。
抛光和机械设备研磨抛光。 l）手工源自业研磨抛光手工作业研磨抛光是指主要依靠操作者个人技艺或采用辅助工 具进行的研磨抛光。其加工质量主要依赖操作者个人的技艺水平， 而且劳动强度较大，工作效率较低。鉴于目前非手工作业研磨抛光 的应用范围的局限，特别是型腔中窄缝、盲孔、深孔和死角部位的 加工，仍然是手工研磨抛光占主导地位。 2）机械设备研磨抛光
光模整具加 工特方点法
8.光整加工可降低工艺成 本，减轻工人劳动强度， 提高生产效率，便于机械 化和自动化生产。
7.光整加工可提高工件 清洁度，完成传动件的 初期磨损，改善整机部 分的性能指标，缩短整 机磨合期。
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1.2 光整加工的分类
1.按研磨抛光过程中人参与的程度分 光整加工按研磨抛光过程中人参与的程度可分为手工作业研磨
光整加工的特点与分类
光整加工的特点与分类
1.1 光整加工的特点
1.光整加工的加工余 量小，一般只有前道 工序公差带宽度的几 分之一。
2.光整加工所用机床 设备不需要很精确的 成形运动，但磨具与 工件之间的相对运动 应尽量复杂。
2020年12月29日星期二
光模整具加 工特方点法
4.光整加工可有效地清除 铸件、锻件和热处理件表 面的残渣、杂质及氧化皮。

； 修回日期 ：２ 收稿日期 ：２ ０ １ ２ ７ １ ０ １ ２ ７ ５ －０ －０ －０ －１
础上 ， 利用控制系统给出磁极头的回转速度 、 进给速度 “ 和加工间隙等参数 ， 磁 刷” 就能随模具型腔的形状而 变化 ， 确保这些部位 得 以 研 磨 加 工 ， 满 足 加 工 要 求， 实 由于磁力研磨的金属 现模具表面的光整 加 工 。 同 时 ， 去除量很小 ， 一般在 １μ 故不会破坏 ｍ 以 下 甚 至 更 小， 模具型腔的尺寸精度和形位精度 。 在模具型腔表面 磁 性 研 磨 加 工 过 程 中 ， 磁场中等 磁位线与磁力线方 向 相 互 垂 直 ， 设磁力线方向为ｘ 方 等磁位线方向为 ｙ 方 向 。 磁 场 中 某 一 单 颗 磨 粒 的 向， 磁场保持力为 ： ） ………………………… （ Ｆ＝Δ Ｆ Ｆ １ Δ Δ ｘ＋ ｙ 。
， 山西平遥人 ， 工程师 ， 本科 ， 主要从事技术管理工作 。 作者简介 ： 梁晓光 （ １ ９ ６ １ －）
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机 械 工 程 与 自 动 化 ２ ０ １ ２ 年第 ５ 期
其中 ： Ｂ 为磁感应强度 ； ｏ 为 真 空 磁 导 率； ｒ 为磁磨粉 μ μ 的相对磁导率 ； ｗ 为磨粒中铁的体积百分比 。 值得关注的是 ， 由于加工表面是曲率不断变化的 二维或三维曲面 ， 吸附 在 磁 极 头 上 的 “ 磁 刷” 几何形状 也将随着加工表面的几何形状不断变化 。 无论是水平 面、 垂直面 ， 还是凸面 、 凹面 ， 加工过程中研磨压力的大 小略有变 化 ， 但 方 向 始 终 指 向 被 加 工 表 面。 由 于 “ 磁 ， 刷” 具有的这种 “ 柔性 ” 和“ 可塑性 ” 为实现模具型腔表 面及同类产品表面的精密研磨提供了充分条件 。 ２ 加工特性 模具表面磁力研磨加工的特点有 ： 磨 ① 自锐性好 ， 削力强 ； 变 形 较 小； ② 模具表面 温 升 较 小 ， ③加工表面 平整光洁 ， 不改变加工精度 ； ④ 工件表面的机械性能改 善， 工件表面的耐磨性 、 抗疲劳性和耐腐蚀性提高 。 ３ 工艺参数与工艺实践 ３． １ 工 艺 参 数 模具表面光整加 工 的 主 要 工 艺 参 数 如 下 ： ①磁感 应强度 Ｂ； ② 磁极头回转速度 ｎ； ③磁极头进给速度在

光。 常用L-AN15全损耗系统用油1份，煤油3分及适量锭子 油和变压器油。
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研磨抛光
一、研磨基本原理 研磨是用研具、游离磨料对被加工表面进行微量加工


的精密加工方法。IT5-IT3, Ra值0.1-0.008 μ m。 1、物理作用 滚动磨削 滑擦磨削 压力→裂纹、塑性变形 2、化学作用
之﹐則选用硬度高的磨具。
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研磨剂
研磨剂是由磨料、研磨液及辅料按一定比例配制而成


的混合物。 液体研磨剂：由研磨粉、硬脂酸、煤油、汽油、工业 用甘油配制而成。 固体研磨剂：指研磨膏，由磨料和无腐蚀性载体，如 硬脂酸、肥皂片、凡士林配制而成。 （1）磨料 （2）研磨液：常用的研磨液有矿物油、植物油和动物 油等
研磨抛光
三、研磨抛光分类 1、按自动化程度分 手动研磨：局部窄缝、狭槽、
深孔、盲孔和死角等。 半机械研磨 ：工件内、外圆柱 面，平面及圆锥面的研磨。 机械研磨：适用于表面形状不 太复杂零件的研磨。
研磨抛光
三、研磨抛光分类 2、按研磨剂的使用条件 湿研磨：多用于粗研和半精研平面与内外圆柱面。 干研磨：在研磨之前，先将磨粒均匀地压嵌入研具工
衍磨加工
特点及应用 1.可提高尺寸精度、形状精度，不能提高位置精度 2.可提高零件的耐磨性 3.珩磨效率高 4.不宜加工有色金属
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研磨工艺参数
（1）研磨压力：研磨压力是研磨表面单位面积上所承
受的压力（Mpa）。 研磨压力的范围一般在（0.01～0.5）MPa。手工研磨 时的研磨压力约为（0.01～0.2）Mpa；精研时的研磨 压力约为（0.01～0.05）Mpa；机械研磨时，压力一 般为（0.01～0.3）MPa。当研磨压力在（0.04～0.2） MPa范围内时，对降低工件表面粗糙度收效显著。

精加工的目的保证加工质量，使精度和表面粗糙度 达到最终要求。
另外粗精加工分开，先粗后精加工，可以及时发现 毛坯缺陷，避免浪费工时。
也是安排热处理工序的需要。 ２ 几种不同的加工方法相配合。
根据零件的尺寸、形状、技术要求、批量、现有设 备条件来进行选择。
本章主要讨论几种常见的典型表面加工方法的综合 运用。
热多，大多数传入工件中。 磨粒磨削点瞬间温度可达 1000 ℃。
3.4.5磨削加工方法与运动
1.外圆面的磨削
外圆磨床磨削 （1）工件的安装
最常用的是双顶尖安装，装夹迅速，定位精度高。在磨削进行前要 修研工件上的中心孔。对于套类零件用心轴或卡盘装夹。 （2）磨削余量 总余量：0.3-0.5mm 粗磨余量占70%--90%，
2 无心磨床磨削
特点：工件可连续自动进给，不需装夹，生产率高，工件尺寸稳 定。不能磨削断续表面，如有键槽的外圆面，适于成批大量生产 销轴类零件。
2.内圆磨削 一般在内圆磨床或万能外圆磨床上进行。
主要加工孔 （1）工件的装夹及磨削运动
常用三爪卡盘或四爪卡
盘安装。
磨孔运动如
图示。
磨孔的特点（与磨外圆比较）
功能性表面与其他零件表面有配合要求，其精度和表面 质量要求根据 使用性能来确定；非功能性表面与零件表 面无配合要求，其加工精度和表面质量要求不高。
无论何种表面在设计其加工工艺时都需遵循以下两 个基本原则：
1 粗、精加工分开
主要目的保证加工质量，提高生产率
粗加工的目的是去除大部分余量，因而要求有较高 的生产率；而在粗加工过程中，ａｐ和ｆ较大，所产生 的切削力较大、切削温度高，因而加工精度低。
5 组织 指磨粒、结合剂、气孔三者的比例关系。分为紧密、中等、疏松。

软磨料两类研磨抛光膏。
硬磨料有：氧化铝、碳化硅、碳化硼和金刚石 软磨料有：氧化铁、氧化铬 常用的研磨抛光液是10#机油。
2、研磨工具
1）研具材料：有低碳钢、灰铸铁、黄铜和紫铜、硬 木、竹片、塑料、皮革、毛毡等。
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研具硬度应比工件硬度低。低碳钢用于研磨小孔， 灰铸铁用于精研磨淬火钢、硬质合金和铸铁；黄铜和 紫铜用于粗研磨；硬木、竹片、塑料、皮革等用于窄 缝、深槽及不规则形状的精研磨。
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研具硬度低时，磨粒 嵌入研具，靠磨粒在工件 表面上的滑移进行切削； 研具硬度低时，磨粒在研 具和工件间滚动，靠滚动 来切削。在研磨脆性材料 时，磨粒在压力作用下， 使加工面产生裂纹，随着 磨粒的运动，裂纹不断地 扩大、交错，以致形成碎 片，成为切屑脱离工件。
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在湿研磨时，所用的研磨剂内除了有磨粒外， 还常加有油酸、硬脂酸等酸性物质，这些物质会 使工件表面产生一层很软的氧化物薄膜，凸点处 的薄膜很容易被磨粒去除，露出的新鲜表面很快 地继续氧化，继续被去掉，如此循环，加速了去 除的过程。
一、概述 光整加工主要用于模具的成形表面，可提高模具寿
命和精度，保证制品顺利成形。
1、研磨的机理： 研磨是使用研具、磨料对被加工表面进行微量加工
的精密加工方法。 将研具表面嵌入磨料或敷涂磨料并添加润滑剂，在
一定的压力作用下，使研具与工件接触并做相对运动， 通过磨料的切削、挤压作用，去除表面凸起，使加工 表面表面精度和光洁度提高。
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3、抛光的机理
抛光所用研具较软（常用布和羊毛毡），磨料是 很细的软磨料，是一种比研磨更微磨削的精密加工。
抛光主要是利用化学和物理作用进行加工的，加 工过程中材料存在热塑性流动。
抛光是在研磨加工之后，进一步降低表面粗糙度 的最终加工。

磨粒在向前运动中当遇到较大障碍时，在载体 的推力和摩擦力作用下可滚动绕过障碍继续前进， 因而磨料流加工不能修正基体的形状误差，只能提 高工作的表面质量和“棱边质量”。 流体磨料的载体粘度低时流动性好，其通道内 的压力梯度小，切削量小，加工出来的表面光洁度 高；当载体的粘度高时压力梯度大，切削量也大。 载体粘度低时锐角倒钝的圆弧半径比高粘度的大， 因此希望有大圆弧时易采用低粘度流体磨料，希望 有小圆弧时易采用高粘度流体磨料。
磨料流加工是靠流体磨料中的磨拉进行切削的, 磨粒悬浮于高分子载体材料中, 磨粒的切削作用是 载体的流变行为决定的, 一颗向前运动的磨拉其前 后面上的压力差和侧面灼磨擦力使其具有切削能力, 一颗磨拉的表面积是很小的, 粘弹性载体材料能传 给每颗磨粒的切削力是很小的, 因此每颗粒对工件 能施出的磨削力也是很小的, 也由于每颗磨粒的切 削力很小, 不足以引起金属晶格的破裂和挠曲变形, 磨料流加工过的金属表面晶格完整无损, 从而提高 了零件的疲劳强度和耐腐蚀性。
光整加工
一、光整加工定义 二、光整加工技术特点
光 整 加 工
三、工作机理 四、联系与区别
五、光整加工技术
一、光整加工定义
光整加工是以降低零件表面粗糙度，提高表面形状精 度和增加表面光泽为主要目的的研磨和抛光加工。光整加工 主要用于模具的成形表面。
二、光整加工技术特点
1、光整加工的加工余量小，只能改善表面质量（减小粗糙 度值，消除划痕、裂纹和毛刺等），不影响加工精度。
(1)微切削作用
研磨加工中起切削作用的是磨粒，磨粒是 硬度很高，形状及其不规则的微小多面体，尺 寸一般在几微米至几十微米之间，它的每个棱 角都相当于一把小的切削刀具。
(2)挤压塑性变形 钝化的磨粒在研磨压力作用下挤压被加工表 面的粗糙突峰，使突峰趋向平缓和光滑，被加工 表面产生微挤压塑性变形。 (3)化学作用 当采用氧化铬、硬脂酸等研磨剂时，研磨剂 和被加工表面产生化学作用，形成一层极薄的氧 化膜，这层氧化膜很容易被磨掉，而又不损伤材 料基体。在研磨过程中氧化膜不断迅速形成，又 很快被磨掉，提高了研磨效率。

磁 力研磨 特点
借助于磁场进行的光整加工技术 。
（）自锐性好 ， １ 加工能力强 ， 效 该 方 法 是 利 用 磁 性 流 体 的流 动性 、
通过 强磁性介质产生的磁作用力作 率高 ；
口黄竹学 李长河
摘 要 ：论述 了 自由磨粒 精密光 整加工 方法 的原 理 、特点 、关键 技术及具体 应用 ，其 目的是在模具 制造业 中 ，利用 自由磨粒进
行 光 整加 工 ，实 现低 成本 、高 表面 完 整性 、高 效 率精 密加 工 。
关 键 词 ： 模 具 ； 自 由 磨 粒 光 整 加 工 ；机 理
一
ｓｖ ｉｉ ｉｇ，简称 ＭＡＦ）是 利 ｉｅＦ ｎｓ ｎ ｈ 用磁场作用进 行材 料微 去除 的光整 加工方法 ，它能高 效、快速 地对各
种 材 料 、尺 寸 和 结 构 的 零 件 进 行 光
般研 磨工艺 ，表 面粗糙 度可 达
１ｒ 级 。 ０ｍ ｉ
磁性流体研磨
图 １ 圆柱表 面磁 粒光整加Ｉ原理
１磁 极 ２磁 牲 磨 粒 ． ３Ｉ 件
整加工 ， 是一种投资少 、 效率高 、 用
途 广 、质 量 好 的 表面 加 工 方 法 。
磁性流体研磨原理
磁 性 流 体 研 磨 （ ａ ｅ ｉ Ｍ ｇｎ ｔ ｃ Ｆｕｄ Ｆ ｎｓ ｉｇ 是 一 种 新 型 的 ｌ ｉ ｉｉｈｎ ）
磁 力研磨 的原 理 所谓磁力研磨 ，就是利用磁场
度、形 状和材料种类复杂 多样的要 自由磨粒的研抛液 中 ， 紧压在 模具 件滑 擦 、耕 犁和 切削 的机械 作 用
求 ，使 自由磨粒精密光整加 工技 术 工 件表 面 上 作高 速 旋转 ；工件 固 结 果 ，在沟 痕的 两侧 还存 在塑 性 变得越 来越重要 ，并成 为大多数 精 定安 装 在 工作 台 上 ，工 作 台作 旋 隆起 的 深处 节状 断裂 ，说 明材料

１ 光 整加 工技 术分 类 ． 光整加工技术的工艺种类繁多，有不同的分类方法 若按光整加工的主要 目的来划分 ，可分为三大类 ： （）以降低零件表面粗糙度为主要 目的的光整加工， １ 如光整磨削、 研磨、珩磨和抛光等 （ ）以改善零件力学性能为主要 目的妁光整加工 ， ２ 如
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零
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法
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的成本和价格。事实上，对精密表面光整加工及击毛刺加
工， 并不是一件容易的事。在工业发达国家的｛ 造业 中， ６ ｛ 对此均十分重视。美国曾对 ４０个工厂进行调查，其中有 ０ ７％ ０ 以上的工 广去毛弱费用惊人 ，最高竟 占生产成本 的
图 ２ 零 件 表 面 光 整 加 工 的主 要 目的
零件表面光整加工的主要特点包括： （）在不破坏上道工序加工的尺寸精度、形状精度的 １
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１ １
维普资讯
前提下，重在提高表面质量。 （）参与加工的磨料必须借助于某种气体、液体或 固 ２
２ 符台 精益 制造原 则的 复合 加工 技术 的开发 ． 单一设备的加工作用、加工能力有限， 很难满足部分特
降 ： — — — — — — — 低表面 租糙度 ｆ 使其有 装蕺关系的 备零件具 提 ｌ ｌ更 的 合 重 性 高 有 好 配 性、 复 及
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和 善 件 面 量 ｆ 传 性． 效 垣 机 配 改 军 表 质 ］ 递 有 靖 整 装
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ｌ 后零件的韧期磨损时问
＝ 、光 整 加 工技 术 概 要