磨（mó）削（xuē）之研磨拋光、磨粒流與（yǔ）珩磨的區別（bié）

1、磨粒流工藝

磨（mó）料流加工（gōng）(AFM)工藝是理（lǐ）想（xiǎng）的（de）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（de）表（biǎo）麵加工要求。

磨粒流（liú）加工技術（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（yú）傳統機械加工的光整加工方法。利用具有一定（dìng）黏性的流動磨料（liào）介質，在（zài）一定壓力作用下，通過（guò）引導流過工件的待加工表麵，磨（mó）料對材料形成擠壓並進行微（wēi）量去除，可以達（dá）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（jiā）工表麵的粗糙度值，實現光整（zhěng）加工目的。得益於（yú）塑性極強的磨料，這種加工（gōng）技術幾乎可以對任意形狀（zhuàng）的表麵進行光整加工，尤其是針對難以加工的複雜內（nèi）腔表麵，能取得較好（hǎo）的光整加工效果，近（jìn）年來（lái）這種技術在航空、航天、汽車（chē）和模具等行業得到了（le）廣泛應用。

1—活塞（sāi）　2—工件　3—夾具　4—缸體

1.1工藝係統

磨粒流，簡單來說，就是一種通過半流體介質進行拋光去毛刺的（de）工藝，主要麵向內孔、以及不規（guī）則形狀的中小型（xíng）工件。磨（mó）粒流拋光工藝包含三個核心要（yào）素，即軟磨料、夾具與PLC係統：

軟磨（mó）料

　　軟磨料是由非常細小的硬質顆粒，混（hún）合相關液體，調製而成的半流體狀態的介質，磨料顆粒的大小、硬度，以及半流體的粘稠度、遇熱（rè）後是否會黏貼工件，是影（yǐng）響拋光去毛刺（cì）質量的關鍵。磨料（liào）通常選材有碳化矽、白剛玉、金剛（gāng）石等，根（gēn）據各自的硬度，對應不同材質的工件。例如鋁製（zhì）品、銅製品工件，選用（yòng）碳化矽（guī）磨料即可。而硬度較高的鎢（wū）鋼、合金鋼，選用白剛玉或金剛石更為合適。

工裝夾具

選用夾具的原因是，為了提高工件拋光去毛刺的效率。一（yī）來，一款夾（jiá）具上可以同時夾持多個工件，一次性加工。二（èr）來，使（shǐ）用工裝夾具後，退模換工件時，不必每次校準（zhǔn），大大減少了停機時間。

工裝夾具設計的（de）關鍵在（zài）於（yú），在提升效率的前提下，如何保持工件均（jun1）勻受力，而不致於使工件壓傷。

PLC係統（tǒng）

　　PLC係統（tǒng）是整個磨粒流設備的控製中心，PLC係統設計地簡潔、規範，既可以讓操作人（rén）員更快上手，減少培訓磨合時（shí）間，又（yòu）可以減少設（shè）備故障率（lǜ），延長設備使用壽（shòu）命。

1.2磨粒流特（tè）點

(一)可加工內腔複雜的零件

(二)均勻性和重複性好

(三)可（kě）實現自動化生產

(四)生（shēng）產效率高

(五)可控性及可預測性好

(六)加工（gōng）表麵質好

1、研磨

研磨是將研磨工（gōng）具(以下簡稱（chēng）研具)表麵嵌人磨料或敷塗磨料並添加潤滑劑,在一定的壓力作用（yòng）下，使工件和研（yán）具（jù）接觸並做相對運（yùn）動，通過磨料作用，從（cóng）工（gōng）件表麵切去一層極薄的切屑，使工件具有精確的尺寸、準確的幾何形狀和很高的表麵粗糙度，這種對工件（jiàn）表麵進行最終精密加工的方法，叫（jiào）做研磨。

1.1研磨的種類

濕研將液狀研磨劑塗敷或連續（xù）加注於研具（jù）表麵，使磨料(W14～W5)在被加工的產（chǎn）品與研具（jù）間不斷（duàn）地滑（huá）動與滾動，從而實現對工件的（de）切削（xuē）。濕研（yán）應用較多。

幹研將磨料(W3.5～W0.5)均勻地壓嵌（qiàn）在研具表層上，研磨時需在研具表麵塗以少量的潤滑劑。幹研多（duō）用於精研。

半幹研所用研磨劑為糊狀的（de）研磨（mó）膏，粗、精研均可采（cǎi）用。

1.2研磨的特點及應用範圍

設備簡單，精度要求高。

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

可加工各種鋼、淬硬鋼、鑄鐵、銅（tóng）鋁及其合金（jīn）、硬質（zhì）合（hé）金、陶瓷、玻璃及某些塑料製品等。

研磨廣泛用於單件小批生產（chǎn）中加工各種高精度型麵，並可用於大批大量生產中。

1.3研磨機理

研磨的（de）實（shí）質是用遊離的（de）磨粒通過研具對工件（jiàn）表（biǎo）麵進行包括物理和化學綜合（hé）作用的微量切（qiē）前，其速度很低，壓力很小，經過研磨的工（gōng）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,表麵幾何形狀精度和一（yī）些位置精度也可進一步提高（gāo）。 

盡管研磨已廣泛（fàn）應用於機械加（jiā）工中，並且獲得了最佳（jiā）的工藝效果,但人們對研磨（mó）過程（chéng）的機理有多（duō）種觀點。

純切削說

這種觀點認為:研磨（mó）和磨削一樣，是一種純切削過程。最終精（jīng）度的獲得是由（yóu）很多微小的硬磨粒（lì）對工件表麵不斷切（qiē）削，靠（kào）磨（mó）粒的（de）尖劈、衝擊、刮削和擠壓作用,形（xíng）成無數條切痕重疊、互相交錯、互相（xiàng）抵消的加工麵。它與磨削的（de）差別隻是（shì）磨（mó）粒顆粒較細，切削運動不盡相同而已。這種觀點在實際過程中可以解釋許多現象，也能指導工作。例如（rú），研磨（mó）過程中使用的磨料粒度一序比一序細，而獲得的精度則一序比（bǐ）一序高。但這種觀點解釋不了用軟磨料（liào）加工硬材料，用大顆粒磨粒卻能加工出低粗糙度表麵的實例，顯然這種觀點不全麵。

塑性變形說（shuō）

這種觀點認為在研磨時，表麵發生了級（jí）性變（biàn）形（xíng）。即在工（gōng）件與研具表麵接觸運動中，粗糙高凸的部位在摩擦（cā）、擠壓（yā）作用下（xià）被“壓平”，填充了低四處，而後形成極低的表麵粗糖度。住然而在研磨極軟材料(如鉛、錫等)時，產生塑性變形是有可能的;而用軟（ruǎn）基體拋光硬材料(如光學玻璃)時，則很難解釋為塑性變形。實際上（shàng），工件在研磨前後有質量變（biàn）化，這說明不是簡單的壓平過程。

化學作用說

這種（zhǒng）觀點認為:被研磨表麵出現（xiàn）了化學（xué）變化（huà）過程。工件表（biǎo）麵活性物質在化學作用下（xià），很快就形成了一層化合物薄（báo）膜;這層薄膜具有化學保護作用，但（dàn）能被軟質磨料除掉。研磨過程就是工件表麵高凸（tū）部位（wèi）形成（chéng）的化合物薄膜不斷被除掉又（yòu）很快形成的過程,最後獲得較低（dī）的表麵粗糙度。然而，顯微分析表明，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除化合物薄膜的不斷形成過程，並且（qiě）對表麵層有切削作用，而化學作用（yòng）則加速了研（yán）磨過程（chéng）。顯然化（huà）學作用（yòng）說也不全麵。

綜上所述，研磨過程不可能由一種觀點來解釋。事實上，研磨是磨粒對工件表（biǎo）麵的切削、活性（xìng）物質的化學作用及工件（jiàn）表麵擠壓（yā）變形等綜合作（zuò）用的（de）結果。某一（yī）作用的主次程度（dù）取決於加工性質及加工（gōng）過程的進展階段。

2、拋光

拋光是指利用機械、化學或電（diàn）化學（xué）的作（zuò）用，降（jiàng）低工件表麵粗糙度，獲得光亮、平整表麵的加工方法。主要是利用拋光工具和磨料顆粒等對工件表麵進行的修飾加（jiā）工。

2.1拋光的分類

機械拋光

機械拋光是靠切削或使材料表麵發生塑性（xìng）變形而去掉工件（jiàn）表麵（miàn）凸出部得（dé）到平滑麵的拋光方法（fǎ），一般使用油石條（tiáo）、羊毛（máo）輪、砂紙等，以手工操作為主，表麵質量要求高的可采用超精研拋的方法。超精研拋（pāo）是（shì）采用特製的磨具，在（zài）含有磨（mó）料的研拋液（yè）中，緊（jǐn）壓在工件被加工表麵上，作高速旋轉運動。利用該（gāi）技術可達到（dào）Ra0.008 μm的表麵粗糙（cāo）度，是各（gè）種拋光方法中表麵粗糙（cāo）度最好的。光學鏡片模具常采用（yòng）這種（zhǒng）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，從而得到平滑麵。該方法可以拋（pāo）光形（xíng）狀複雜的工件，可以同時（shí）拋光很多工件，效率高。化學拋光得到的表麵粗糙度一般為Ra10 μm。

電解拋光（guāng）

電解拋光基（jī）本原理與化學拋光相同（tóng），即靠選擇性溶解材料表麵微小凸出部分，使表麵光滑（huá）。與化學拋光相比，它可消除（chú）陰極反應的影響，效果較好。

超聲波拋光

超聲拋光是（shì）利用（yòng）工具斷麵作超（chāo）聲波振動，通過磨料懸浮液（yè）拋光脆硬材料的一種加（jiā）工方法。將工件放入磨料懸浮液中並一起置於超聲波場中，依靠超（chāo）聲波的振蕩作用，使磨料在工件表麵磨（mó）削拋光。

流體拋光

流（liú）體拋光是依靠流動的液體及其攜帶的磨粒衝刷工件（jiàn）表（biǎo）麵達到拋光的目的。流體動力（lì）研磨是由（yóu）液（yè）壓驅動，介質（zhì）主要采用在較低壓力下流過性好的特殊化合物(聚合物狀物質)並摻入磨料製成，磨料可采用碳化矽粉末。

磁研磨拋光

磁研磨拋光是（shì）利用磁性磨料在磁（cí）場作用下形成磨料刷（shuā），對工件（jiàn）磨削加工。這種方法加工效率高，質量好，加工條件（jiàn）容易控製。。

電火花（huā）超聲（shēng）複合拋光

為了提高表麵粗糙度Ra為1.6 μm以上工（gōng）件的拋光速度，采用超（chāo）聲波與專用的高頻窄脈衝高峰值電流的脈衝電源進行複合（hé）拋（pāo）光，由超聲（shēng）振動和電脈衝的（de）腐蝕同時作用（yòng）於工（gōng）件表麵，迅速降低其表麵（miàn）粗糙度。

2.2拋光的工藝（yì）過程

粗（cū）拋

精銑、電火花加工、磨削（xuē）等工藝後的表麵可（kě）以選擇轉速在35 000～40 000 r/min的旋轉表麵（miàn）拋光機進行拋光。然後是手工油石研磨，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

半精拋（pāo）主要使（shǐ）用砂紙和煤油。砂紙的號（hào）數依次為：400#→600#→800#→1 000#→1 200#→1 500#。實際上#1 500砂紙隻用適於淬硬（yìng）的模具鋼(52 HRC以上)，而不適用於預硬鋼，因為這樣（yàng）可（kě）能會導致預硬鋼件表麵損傷，無法達到預期拋光效果。

精拋

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

4、珩磨

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

珩磨工藝是一種以被加（jiā）工麵為導向，在（zài）一定進給壓力下，通過工具和零件的相對運動去除（chú）加工餘（yú）量（liàng），其切削軌跡為交叉網紋的精孔加工工藝（yì）。

3.1珩磨原理

珩磨（mó）是利用安裝於珩磨頭圓周上的一條或多條（tiáo）油（yóu）石，由漲開機構將油石沿徑向漲（zhǎng）開，使其壓向工件孔壁，以便產生一定的接觸麵。同時珩磨（mó）頭旋轉和往複（fù）運動。零件（jiàn）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。

珩磨的切削有三種模式：定壓（yā）進給（gěi）珩（héng）磨、定量進（jìn）給珩磨、定壓-定量進給（gěi）珩磨。

3.2珩磨加工的特點：

加工精度高：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（huá）油的存儲及油膜的保持。

加工範圍廣：主要加工各種圓柱形（xíng）孔：通孔、軸向（xiàng）和徑向有間斷的（de）孔

切削餘量少。

糾孔（kǒng）能（néng）力強：采用珩磨加工工藝（yì）可以通過去除最少加工餘（yú）量而極大地改善孔和外圓的尺寸精（jīng）度、圓度、直線度、圓柱度和表麵粗糙度。

3.3珩磨的切削過程

定壓進給珩磨

定壓進給中，進給機構以恒（héng）定的壓力壓向（xiàng）孔（kǒng）壁，分三個階段（duàn）。

第一個階段是脫落切削階段，這種（zhǒng）定壓珩磨，開始時由於孔壁粗糙，油（yóu）石與孔壁（bì）接觸麵積（jī）很小，接觸壓力大，孔壁的凸出部分很快被磨（mó）去。而油石表麵（miàn）因（yīn）接觸壓力大，加上切屑對（duì）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壓力的作用下自行脫落，油石麵即露（lù）出新磨粒，此（cǐ）即油（yóu）石自銳。

第二（èr）階段（duàn）是破碎切削階段，隨著（zhe）珩磨的進行，孔表麵越來越光（guāng），與油石接觸麵積越來越（yuè）大（dà），單位（wèi）麵積的接觸壓力下降，切削效率降低。同時（shí）切下的切屑小而（ér）細，這（zhè）些切屑（xiè）對粘結劑的磨耗也很小。

因此，油石磨粒脫落很少，此時磨削不是靠新磨粒，而是由磨粒尖（jiān）端切削。因而磨粒尖端負荷很大，磨粒易破裂、崩碎而形成新的切削刃。

第三階段為堵塞切削（xuē）階（jiē）段，繼續珩磨時油石和孔表麵的接觸麵積越來越大，極（jí）細的（de）切屑堆積（jī）於油石與孔壁之間不易排除，造成油（yóu）石堵塞，變得很光滑。因此油石切削能力極低，相當於（yú）拋光。若繼續（xù）珩（héng）磨，油石堵塞嚴重而產生粘結性堵塞時，油石完全失去切削能力並嚴重發（fā）熱，孔的精度和表（biǎo）麵（miàn）粗糙度均（jun1）會受到影響。此時（shí）應盡快結（jié）束珩磨。

定量進給珩磨

定量（liàng）進給珩磨（mó）時，進給機構以恒定（dìng）的速度擴張（zhāng）進給，使磨粒（lì）強（qiáng）製性（xìng）地切入工件（jiàn）。因此（cǐ）珩磨過程隻存在脫落切削和破碎（suì）切削，不可能產生堵塞切削現象。

因為當油石產生堵塞切（qiē）削力下降時，進給量大於實際磨削量，此時珩磨壓力增高，從而使磨粒脫落、破碎，切（qiē）削作用增強。

用此種方法珩磨時，為了（le）提高孔精度和表麵粗（cū）糙度，最（zuì）後可用不進給珩磨（mó）一定時間。

定壓－－定量進給（gěi）珩磨

開（kāi）始時以定壓進給珩磨，當油石進入（rù）堵塞切削階（jiē）段時，轉換（huàn）為定量進給（gěi）珩（héng）磨，以提高效率。最（zuì）後（hòu）可用不進給珩磨，提高孔的精度和表麵粗糙（cāo）度。