磨（mó）削之研磨拋光、磨粒流與珩磨（mó）的區（qū）別

1、磨粒流工藝

磨料流加工(AFM)工藝是理想的拋光和去毛刺方法，特別是對於複雜的內部形狀和有挑戰的表麵加工要求。

磨粒（lì）流加工技術（shù）（Abrasive Flow Machining，AFM）又稱為擠壓珩磨技術，起源於20世紀60年代，是一種區別於傳統機械加工的光整加工方法。利用具有一定黏性的流動磨料介質，在（zài）一定壓力（lì）作（zuò）用下，通過引導流過工件的待加工（gōng）表麵，磨料對材料形成擠（jǐ）壓並進行微量去除，可以（yǐ）達到去除毛刺飛邊、孔口倒圓等加工效果，重要的是可以降低待加工（gōng）表麵的粗糙度值，實現（xiàn）光整（zhěng）加工目的。得益於塑性極強的磨料，這種加工技術幾（jǐ）乎可以對任意形（xíng）狀的表麵進行光整加工，尤其是針對難以加工的複雜內腔表麵，能取得較好的光整加工效果，近（jìn）年來這種技（jì）術（shù）在航空、航天、汽車和模具等行業得到了廣泛應用。

1—活塞　2—工件　3—夾具　4—缸體

1.1工藝係統

磨粒流，簡單來說（shuō），就是一種通過半流體介（jiè）質進（jìn）行拋（pāo）光（guāng）去毛刺的工藝，主要（yào）麵向內（nèi）孔、以及不（bú）規則形狀的中小型工件。磨粒流拋光工（gōng）藝包含三個核心要素，即軟磨料、夾具與（yǔ）PLC係統：

軟磨料（liào）

　　軟磨料是由非常細小的硬質顆粒（lì），混合相關液體，調製而成的半（bàn）流體（tǐ）狀態的介質，磨料顆粒（lì）的大小、硬度，以及半流體的粘稠度、遇熱後（hòu）是否會黏（nián）貼工件，是影響拋光去毛（máo）刺質量的關鍵。磨料通常選材有（yǒu）碳化矽、白剛玉、金剛石等，根據各（gè）自的硬度，對應不同材質的工件。例如鋁製品、銅製品工件，選用碳化矽（guī）磨（mó）料即可。而硬度較高的鎢鋼、合金鋼，選用白剛玉或金剛石更為合適。

工裝夾具

選用夾具（jù）的原因是，為了提高工件拋（pāo）光去毛刺的效（xiào）率。一來，一款夾具上可以（yǐ）同時夾持多個工件（jiàn），一次性加工。二來，使用工裝夾具後（hòu），退模換工件時，不必每次校（xiào）準，大大減少了停機時間。

工裝夾具設計的關鍵在於，在提升（shēng）效率的前提下，如何保（bǎo）持工件均勻受（shòu）力，而不致於（yú）使工件（jiàn）壓傷。

PLC係統

　　PLC係統是整個磨粒流設備的（de）控製中（zhōng）心，PLC係統設計地（dì）簡潔、規範，既可以讓（ràng）操作人員更快上手，減少培訓磨（mó）合時間，又可以減少設備（bèi）故障率，延長設備使用（yòng）壽命。

1.2磨粒流特點

(一)可加工內腔複雜的零件（jiàn）

(二)均勻性和重複（fù）性好

(三)可實現自動（dòng）化生產

(四)生產效（xiào）率高

(五)可控（kòng）性及可預測（cè）性（xìng）好

(六)加工表麵質好

1、研磨

研磨是將研磨工具(以下簡稱研具)表（biǎo）麵嵌人磨料或敷塗磨料並添加潤滑劑,在一定的壓力作用下，使工件和研具（jù）接觸並做（zuò）相（xiàng）對運動，通過磨料作（zuò）用，從工（gōng）件表麵切去一層極薄的切屑，使工件具有精確的尺寸、準確的幾何形（xíng）狀和很高的表麵粗糙度，這種對工件表麵進（jìn）行最（zuì）終精密加工的方法，叫做研磨。

1.1研磨的種類

濕研（yán）將液狀研磨劑塗敷或連續加注（zhù）於研具表麵，使磨（mó）料(W14～W5)在被加工的產品（pǐn）與研具間不斷地滑（huá）動與滾動，從而實現對工件的切削。濕研應用較多。

幹研將磨料(W3.5～W0.5)均勻地壓嵌在研具表層上（shàng），研磨時（shí）需在研具表麵塗以少量的潤滑（huá）劑。幹研多用於精研。

半幹研所用研磨劑為糊狀的研磨膏，粗（cū）、精研（yán）均可采用。

1.2研磨的特點及（jí）應用範圍

設備簡單，精度要求高。

加工質量可靠。可獲得很高的精度和很低的Ra值。但一般不能提高加工麵與其他表麵之間的位置精度。

可加工各（gè）種鋼、淬硬鋼、鑄鐵（tiě）、銅鋁及其合（hé）金、硬質合金、陶瓷、玻璃及某些塑料（liào）製品等。

研磨廣（guǎng）泛用於單件（jiàn）小（xiǎo）批生產中加工各種高精度型麵，並可用於大批大量生產（chǎn）中。

1.3研磨機理

研磨的實質（zhì）是（shì）用（yòng）遊離的磨粒（lì）通過研具對工件表麵進行（háng）包括物理和化（huà）學綜合作（zuò）用（yòng）的微量切前，其速度很低，壓（yā）力很小，經過研磨的工件可獲得0.001mm以內的尺寸誤差，表麵粗糙度一般能達到R.=0.4~0.1μm,最小可達Ra=0.012μm,表麵幾何形（xíng）狀精度和一些位置精度也可進一步提高。 

盡管研磨已廣泛應用於機械加（jiā）工中，並且獲得了（le）最佳的工藝效（xiào）果,但人（rén）們對研磨過程的機理有多種觀（guān）點。

純切削說

這種觀點（diǎn）認為:研磨和磨削一樣，是一種純切削過程。最終精度的獲得是由很（hěn）多微小的硬磨粒對工件表麵不斷切削，靠磨粒的尖劈、衝（chōng）擊、刮削（xuē）和擠壓作用,形成無數條切痕重疊、互相（xiàng）交錯、互相抵消的加工麵。它與磨削的差別隻是磨粒顆粒較細，切削運動不盡相同而已。這種觀點在實（shí）際過程中可以（yǐ）解釋許多現象，也能指導工作。例如，研磨過程中（zhōng）使用的磨料粒度一序比一序細，而獲得的精度則一（yī）序比一序高。但這種觀點（diǎn）解釋（shì）不了（le）用軟磨料加工硬材料，用大顆粒磨粒卻能加（jiā）工（gōng）出低粗糙度表麵的實例，顯（xiǎn）然這種觀點不全麵。

塑性（xìng）變形說（shuō）

這種觀點認為（wéi）在研磨（mó）時，表麵發生了級性變形。即在工件（jiàn）與研具表麵（miàn）接觸運動中，粗糙高（gāo）凸（tū）的部位在摩（mó）擦、擠壓作用下（xià）被“壓平”，填充了低四處，而後形（xíng）成極低的表麵（miàn）粗糖度。住然而在研（yán）磨極軟材料(如鉛、錫（xī）等)時，產生塑（sù）性變形（xíng）是有可能的;而用軟基體拋光（guāng）硬材料(如光學玻璃（lí）)時，則很難解釋為塑性變形。實（shí）際上，工件在研磨前後有質量變化，這說明不是簡單的壓平過程。

化學作用說

這種觀點認為:被研磨表麵出現了化學變化過程。工件表麵活性物質在化學作用下，很（hěn）快就形成了一層化合物薄膜;這層薄膜具有化學保護作用，但能被軟質磨（mó）料除（chú）掉。研磨過程就是工（gōng）件表麵高凸部位形成的化（huà）合物薄膜不斷被除掉又（yòu）很快（kuài）形（xíng）成的過程,最後獲得較低的（de）表麵粗糙度。然而，顯微分（fèn）析表明，經研磨的表層約有微米程度的破壞層。這說明研磨不僅是磨料去（qù）除化（huà）合物薄膜的不斷（duàn）形成過程，並且對表麵層有切削作用，而化學作用則（zé）加速了研磨過程。顯（xiǎn）然化學作（zuò）用說也不全麵。

綜上所述，研磨過程不可能由一種觀點來解（jiě）釋。事實上（shàng），研磨是磨粒對工件（jiàn）表麵的切削、活性物（wù）質（zhì）的化學作用（yòng）及工件表麵（miàn）擠壓變形等綜（zōng）合作用的結果。某一作用的主次程度取決於加（jiā）工性質及加工過（guò）程的進展階段。

2、拋光

拋光是指利用機械、化學或（huò）電化學的作用（yòng），降低工件表麵粗糙度，獲得光亮、平整表麵的加工方法。主要是利用拋（pāo）光工具和磨（mó）料顆粒等對工件表麵進行的修飾加工（gōng）。

2.1拋光的分類

機械拋光

機械拋光是靠（kào）切削或使材料表麵發生塑性變形而去掉（diào）工件表麵凸出部得（dé）到平滑麵的拋光方法，一般使用油石條、羊毛輪、砂紙等，以手工操作為主（zhǔ），表麵質量要求高的（de）可采用（yòng）超精研拋的方法。超精研拋是采用特製的磨具，在含有磨料的研拋液中（zhōng），緊壓在工（gōng）件被加工表麵上，作高速旋轉運（yùn）動。利用該技術可達到Ra0.008 μm的表麵（miàn）粗糙度，是各種拋光（guāng）方法中表麵粗糙度（dù）最好的。光（guāng）學鏡片模具常采用這種方法。

化學拋光

化學拋光是材料在化學介質中讓表麵微觀凸出的部分較凹部分優先溶解，從（cóng）而得到平滑麵。該方法可以拋（pāo）光形狀複雜的工件，可以同時拋光很多工件，效率高。化學拋光得（dé）到的表麵粗糙（cāo）度一般為Ra10 μm。

電解拋光

電（diàn）解拋光（guāng）基本原理與化學拋光相同，即靠選擇性溶解材料表麵微小凸出（chū）部分，使表麵光滑。與化學拋光相比，它可消除陰極反應的影響，效果較好。

超聲波拋光

超（chāo）聲拋光是利用工具（jù）斷麵作超聲波振動，通（tōng）過磨料懸浮液拋光脆硬材（cái）料的一種加工方法。將工件放（fàng）入（rù）磨料（liào）懸浮液中並一起置（zhì）於超（chāo）聲波場中，依靠超聲波（bō）的振蕩作用，使磨（mó）料在工件表麵磨削拋光。

流體拋光

流體拋光（guāng）是（shì）依靠（kào）流動的液（yè）體及其攜（xié）帶的磨粒衝刷工件表麵達到拋光的目的。流體動（dòng）力（lì）研磨（mó）是由液壓驅動，介質主要采用在較低（dī）壓（yā）力下流過性好的特（tè）殊（shū）化合物(聚合物狀物質)並（bìng）摻入磨料製成，磨料可采用碳化矽粉末。

磁研磨拋光

磁研磨拋光是利用磁（cí）性磨料在磁場作用下形成磨料（liào）刷，對工件磨（mó）削加工。這種方法加工效（xiào）率高，質量好，加工條件容易控製。。

電火花超聲複合拋光（guāng）

為了提高表麵粗糙度Ra為（wéi）1.6 μm以上工（gōng）件的拋光速度，采（cǎi）用超聲波與專用的高頻窄脈衝高峰值（zhí）電流的脈衝電源進行複合拋光（guāng），由超聲振動和電（diàn）脈衝的腐蝕同時（shí）作用於工件（jiàn）表麵，迅速降低其表麵粗（cū）糙度（dù）。

2.2拋光的工藝過程

粗拋

精銑、電（diàn）火花加工、磨削等工藝後的表麵可以選擇轉速在35 000～40 000 r/min的（de）旋轉表麵拋光機進行拋光。然後是手工油石（shí）研磨，條狀油石加煤油作為潤滑劑或冷卻劑。使用順序為180#→240#→320#→400#→600#→800#→1 000#。

半精拋

半精（jīng）拋主要使用砂紙和煤油（yóu）。砂紙的號數依次為：400#→600#→800#→1 000#→1 200#→1 500#。實際上#1 500砂紙隻用適於（yú）淬硬的模具鋼(52 HRC以上)，而不適用於預硬鋼，因為這樣可能（néng）會導致預硬（yìng）鋼件表麵損傷，無法達到（dào）預期拋光效果。

精拋

精拋主要使用鑽石研磨膏。若用拋光布輪混合鑽石（shí）研磨粉或研磨膏進行研磨，則通常的研磨順序是9 μm(1 800#)→6 μm(3 000#)→3 μm(8 000#)。9 μm的鑽（zuàn）石研磨膏（gāo）和拋光（guāng）布輪可用來去除1 200#和1 50 0#號砂紙留下的發狀（zhuàng）磨痕。

4、珩磨（mó）

在對零件加工的過程中，會使用到多種工藝，其中珩磨加工是對孔進行精整加工（gōng）的一種（zhǒng）加工方式。

珩（héng）磨工藝是一種以被加工麵為導向，在一定進給壓力下，通過工具（jù）和（hé）零件的（de）相對運動去除加工餘（yú）量，其（qí）切削軌跡為交叉（chā）網（wǎng）紋的精孔加工工藝。

3.1珩磨原理

珩磨是利用安裝於珩磨頭圓周上的一條或多（duō）條油石，由漲開機構將油（yóu）石（shí）沿徑向漲（zhǎng）開，使其（qí）壓向工件（jiàn）孔壁，以便產生一定的接觸麵。同（tóng）時珩磨頭旋轉和往複（fù）運（yùn）動。零件不動；或者珩磨頭隻做旋轉運動，工件往複運動，從而實現珩磨。

珩磨的切削有三種（zhǒng）模式：定壓（yā）進給珩磨、定量進給珩磨、定壓（yā）-定量進給珩磨。

3.2珩磨加工的特點：

加工（gōng）精度高：特別是一些中小型通孔，圓柱度能達到0.001mm

表麵質量好：表麵為交叉網紋，有利於潤滑油的（de）存儲及油膜（mó）的保持（chí）。

加工範圍廣：主要加工各種圓柱形孔：通孔、軸向和徑向有間斷的孔

切削餘量少。

糾孔能力強：采用珩磨（mó）加工（gōng）工藝可以通過去除最（zuì）少加工餘量而（ér）極大地改善孔（kǒng）和外圓的尺寸精度、圓度、直線度、圓（yuán）柱度和表（biǎo）麵粗糙度。

3.3珩磨的切削過程

定（dìng）壓進給珩磨

定壓進給中，進給（gěi）機構以恒定的壓力壓向孔壁，分（fèn）三個階段。

第一個階段是（shì）脫（tuō）落切削階段，這種定壓珩磨，開始時由於（yú）孔壁粗糙，油石與孔（kǒng）壁接（jiē）觸麵積（jī）很小，接（jiē）觸壓力大，孔壁的凸出部分很快（kuài）被磨去。而油石表麵因（yīn）接觸壓力大，加上切屑對油石粘結劑的磨耗，使磨粒與粘結劑（jì）的結合強度下降，因而有的磨粒在切削（xuē）壓（yā）力的作用下自行脫落，油石麵即露出新磨粒（lì），此即油石自銳。

第二階段是破（pò）碎切削階段，隨著珩磨的進行（háng），孔表麵越來越光（guāng），與油石接觸麵積越來越（yuè）大，單位麵積的接觸壓力（lì）下降，切削效率降低。同時切下的切屑小而細，這些（xiē）切屑對粘結劑的磨耗也很小。

因此，油石磨粒脫落很少，此時（shí）磨削不（bú）是靠新磨粒，而（ér）是由磨粒尖端切削。因（yīn）而磨粒尖端負荷很大，磨粒易破裂、崩（bēng）碎而形成新的切削刃。

第三階段為堵塞切削階（jiē）段，繼續珩磨時油石和孔（kǒng）表麵的接觸麵積越來越大，極細的切屑堆積（jī）於油石與孔壁（bì）之間不易排除，造成油石堵塞，變得很（hěn）光滑。因（yīn）此油石切削能力極低，相當於拋光。若繼續珩磨，油石堵塞嚴重而產生粘結（jié）性堵塞時，油石完全失去切削（xuē）能力並嚴重發熱（rè），孔（kǒng）的精度和表（biǎo）麵粗糙度均會受到影響。此時應盡快結束珩磨。

定量進給珩（héng）磨

定量進給珩磨時，進給機構以恒定（dìng）的速度擴張進給，使磨（mó）粒強製性地切入工件。因此珩磨過程隻存（cún）在脫落切削和（hé）破（pò）碎（suì）切削（xuē），不可能產生堵塞切削現象（xiàng）。

因為當油石產生堵塞切削力下降時（shí），進給（gěi）量大於實際磨（mó）削量，此時珩磨（mó）壓力增高，從而使磨粒脫落（luò）、破碎，切削（xuē）作用增強。

用此種方法珩（héng）磨時，為了提高孔精度和表麵粗糙度，最後（hòu）可用不進給珩（héng）磨（mó）一（yī）定時間。

定壓－－定量進給珩磨

開始時以定壓（yā）進給珩磨，當油石進入堵塞切削階段時，轉換為定量進給珩磨，以提高效率。最後可用不進給珩（héng）磨，提高（gāo）孔的精度和表麵粗糙度。