浅谈研磨要点与技巧

[摘要]根据技工学校学生的特点，解决学生生产实习存在的实际问题，探索研磨方法、要点，促使研磨技巧形成。因材施教，使学生掌握一技之长，成为企业有用之才。

[关键词]研磨方法 要点 技巧形成

研磨是技工学校钳工专业学生必须掌握的基本操作技能之一。研磨技能的学习是研磨方法与形式、研具及其材料和磨料的选用、研磨余量选择、等诸多因素的制约和影响的，传统的研磨方法出现研磨质量达不到要求，研磨时一用力，变研磨为摩擦，造成力度过大；工件中间低，四周高，研磨不平，或者出现沟槽，力度过小费时误工又达不到效果与目的。

基于此，笔者结合多年的教学实践，在改进研磨要点与技巧进行了探索。

一、必须掌握研磨基础知识

研磨是用研磨工具（研具）和研磨剂从工件表面磨掉一层极薄的金属，使工件表面获得精确的尺寸、形状、极小的表面粗糙度的加工方法。

1.研磨特点及作用

A、研磨可以获得其他方法难以达到的高尺寸精度和形状精度。通过研磨后的尺寸精度可达到0.001―0.005mm；能改进工件的几何形状。

B、容易获得极小的表面粗糙度，一般情况下表面粗糙度为Ra1.6―0.1?m，最小可达到Ra0.012?m.

C、加工方法简单，不需复杂设备，但加工效率低。

D、经研磨后的零件能够提高表面的耐磨性、抗蚀性及疲劳强度，从而延长零件的使用寿命。

E、研磨可加工不淬火钢件、淬火钢件、铸铁件和某 些有色金属件。广泛用于单件小批生产中高精度的 外圆、内圆和平面的加工，如精密量具和液压配合 零件等。

2.研磨原理

研磨是以物理和化学作用除去零件表层金属的一 种加工方法，因而包含着物理和化学的综合作用。

3.研磨余量

研磨是微量切削，故切削余量不能太大也不能太小。研磨是切削量很小的精密加工，每研磨一遍所能磨去的金属层不超过0.002 mm，一般在0.005～0.030之间比较合适。

4.对被研磨工件的要求

（1）被研磨工件的几何形状和尺寸精度要求。

（2）上道加工工序的加工质量。

（3）根据实际情况来考虑。

二、合理选用研磨工具的材料及类型

研磨工具材料的组织要细致均匀，要有很高的稳定性和耐磨性，研具工作面的硬度应比工件表面硬度稍软，具有较好的嵌存磨料的性能。

1.常用的研磨工具材料

（l）灰铸铁（2）球墨铸铁 （3）软钢 （4）铜

2.研磨工具的类型

（1）研磨平板

（2）研磨环

（3）研磨棒

3.研磨剂 研磨剂是由磨料和研磨液调和而成的混合剂。

1）磨料 磨料在研磨中起切削作用，研磨工作的效率、精度、表面粗糙度及研磨成本，都与磨料有密切的关系。磨料可以分为天然磨料和人造磨料两大类：

天然磨料即自然界一切可以用于磨削或研磨的材料统称为天然磨料。常用的天然磨料有以下几种：金刚石 （天然金刚石作为磨料主要用途有两个方面：用于修整砂轮；磨削和研磨难加工材料，如硬质合金、宝石、玻璃、石料等）。天然刚玉，其主要矿物成份为α――Al2O3，其显微硬度为20.58Gpa，比重为3.93～4.00g/cm3。自然界存在的天然刚玉主要有以下三种：优质刚玉（俗称宝石）有蓝宝石（含钛）、红宝石（含铬）等；普通刚玉，呈黑色或棕红色；金刚砂，可分为绿宝石金刚砂和褐铁矿金刚砂，它是一种集合晶体，硬度较低。

随着科学技术的发展，人造磨料的品种已达几十种之多，天然磨料由于自身的缺陷，已被越来越多的人造磨料所取代，目前除了天然金刚石、石榴石外，其它种类的天然磨料用量甚微。

人造磨料即人工制造的磨料。分刚玉系列、碳化物系列、超硬系列等几大类。

刚玉系列人造磨料：属于刚玉系的人造磨料有棕刚玉、白刚玉、锆刚玉、微晶刚玉、单晶刚玉、铬刚玉、镨钕刚玉、黑刚玉及矾土烧结刚玉等。

（1）棕刚玉（A）

棕刚玉是以铝矾土、无烟煤和铁屑为原料，在电弧炉内经高温冶炼而成。棕刚玉的抗破碎能力较强，抗氧化、抗腐蚀，具有良好的化学稳定性，是一种用途广泛的磨料。适用于磨削抗拉强度高的金属材料，如普通碳素钢、硬青铜、合金钢的细磨和精磨，磨加工螺纹和齿轮等，白刚玉还可用于精密铸造及高级耐火材料。

（2）白刚玉（WA）

主要用于淬火钢、合金钢的细磨和精磨，磨加工螺纹和齿轮等，白刚玉还可用于精密铸造及高级耐火材料。

（3）铬刚玉（PA）

铬刚玉呈浅紫色或玫瑰色。铬刚玉中由于引入Cr3+改善了磨料的韧性，其韧性较白刚玉高，而硬度与白刚玉相近，用于加工韧性较大的材料时，其加工效率比白刚玉高，并且工件表面的光洁度也较好，铬刚玉适应于加工韧性高的淬火钢、合金钢、精密量具及仪表零件等光洁度要求较高的工件。

4）微晶刚玉（MA）

具有强度高，韧性较大的特点。适用于重负荷磨削，可以磨削不锈钢、碳素钢、轴承钢以及特种球墨铸铁等材料，由于磨粒在磨削过程中呈微刃破碎状态，也被用于精密磨削甚至镜面磨削。

（5）单晶刚玉（SA）

在同样的磨削力作用下，所形成的力矩小于其它磨料，因此它不易折碎，机械强度较高。单晶刚玉由于有较高的硬度和韧性，所以切削能力较强，可用来加工工具钢、合金钢、不锈钢、高钡钢等韧性大、硬度高的难磨材料。

（6）锆刚玉（ZA）

锆刚玉适用于高速重负荷磨削，可荒磨铸铁、铸钢、合金钢和高速钢等，特别适合于钛合金、耐热合金、高钒钢、不锈钢的磨加工。

（7）镨钕刚玉的制造工艺与白刚玉相似，大量的磨削试验证明其磨削性能优于白刚玉，适用磨削不锈钢、高速钢、球磨铸铁、高锰铸钢及某些耐热合金等。

（8）黑刚玉（BA）

黑刚玉适用于零件电镀前底面抛光，铝制品和不锈钢的抛光，也可用于抛光光学玻璃、加工木材等。由于它的亲水性好，可用在制造砂纸、砂布和树脂磨具，还可以作研磨膏和抛光粉。黑刚玉由于铁含量高，因而不宜用于制造陶瓷磨具。

（9）矾土烧结刚玉

韧性高，可承受较大的磨削压力而不至于破碎，并能切削较厚的金属层，横向进给可高达6mm以上。磨料的形状可制成各种柱形体，这是所有磨料中唯一的特例，适用于重负荷荒磨。

B、碳化物系列人造磨料

（1）碳化硅

碳化硅分黑绿两种：黑碳化硅呈黑色或蓝黑色，绿碳化硅呈绿色或蓝绿色。黑色碳化硅与刚玉系人造磨料相比，硬度较高、脆性较大，适用于加工抗张强度较低的金属及非金属材料，如灰铸铁、黄铜、铅等有色金属，以及陶瓷、玻璃厂料等硬质脆性材料。绿色碳化硅与黑色碳化硅相比，其纯度、硬度、脆性稍大，适用于加工硬而脆的材料，如硬质合金、玻璃、玛瑙等，也广泛用于量具、刃具、模具的精磨及飞机、汽车、船舶等发动机气缸的珩磨。

（2） 铈碳化硅（CC）

铈碳化硅是在碳化硅的炉料内不加食盐而添加微量的氧化铈（CeO2）冶炼出来的，其外观和绿碳化硅相似。与绿碳化硅相比，其铈碳化硅的显微硬度、单颗粒抗压强度、韧性等均比绿碳化硅高。

（3） 碳化硼（BC）

碳化硼（B4C）的烧结制品可以代替金刚石作为砂轮的修整工具，适用于精磨碳钨合金、碳钛合金、烧结刚玉、人造宝石和特殊陶瓷等硬质材料制品。

C、超硬系列人造磨料

（1）金刚石（JR）

金刚石是以石黑为原料，以某些金属或合金为触媒，在高温（1000～2000℃）、高压（557～608Mpa）下，使石墨结构转变为金刚石结构而成。金刚石是已知的最硬物质，具有较高的抗压强度、良好的导热性、化学稳定性、耐磨性，以及较强的切削能力。金刚石可分为JR1、JR2、JR3、JR4、JR5五个牌号

（2）立方氮化硼

立方氮化硼是一种新型的超硬磨料，其硬度仅次于金刚石，而热稳定性、化学稳定性均优于金刚石，特别是对铁族金属的化学惰性好，不易与钢材起反应，磨既硬又韧的钢材时具有独特的优点，耐磨性比普通磨料高30～40倍，在加工高速钢、合金钢、耐热钢时，其工作能力在大超过金刚石磨具的工作能力。亦可作为磨加工硬质合金及非金属材料使用。

4.研磨液 研磨液在研磨中起调和磨料、冷却和的作 用。常用的研磨液有煤油、汽油、10号和20号机油、 工业用甘油及熟猪油等。研磨液应具备以下条件： 有一定的黏度和稀释能力。磨料通过研磨液 的调和均匀分布在研具表面，并具有一定的黏附 性，这样才能使磨料对工件产生切削作用。具有良好的、冷却作用。对操作者健康无害，对工件无腐蚀作用，且易于洗净。

三、合理选用研磨方法及研磨形式

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，应合理选择运 动轨迹，这对提高研磨效率、工件表面质量和研具的 耐用度都有直接的影响。手工研磨运动轨迹的形式 手工研磨的运动轨迹，一般采用直线、摆线、螺 旋线和8字形或仿8字形等几种

1.平面的研磨

1）一般平面的研磨平面的研磨一般是在平面非常平整的平板上进行的，平板分有槽的和光滑的两种。粗研时可在有槽的平板上进行，有槽平板能保证工件在研磨时整个平面内有足够研磨剂。这样，粗研时就不会使表面磨成凸弧面。精研时，则应在光滑的平板上进行，工件在研磨平板上作8字形运动，研磨出平面。

2）狭窄平面的研磨 在研磨狭窄平面时，应采用直线研磨的运动轨迹，保证工件的垂直度，可用金属块作导靠，金属块的工作面与侧面应具有良好的垂直度，使金属块和工件紧紧地靠在一起，并跟工件一起研磨。

3）圆柱面的研磨 圆柱面的研磨一般都采用手工与机床互相配合的方式进行研磨。

①研磨外圆柱面研磨外圆柱面一般是在车床或钻床上用研磨环对工件进行研磨。研磨环的内径应比工件的外径略大0.025mm～0.05mm，研磨环的长度一般为其孔径的l～2倍。外圆柱面的研磨一般是在车床或钻床上进行。工件头车床或钻床带动，其上均与分布研磨剂，用手推动研磨环，通过工件的旋转和研磨环的沿工件轴线上下往复运动进行研磨。工件的转速一般在d100mm时为50r/min。研磨环的往复速度根据工件在研磨时出现的网纹来控制；当出现45°交叉网纹时，说明研磨环移动速度适宜。

②内圆柱面的研磨内圆柱面与外圆柱面的研磨恰恰相反，是将工件套在研磨棒上进行。研磨棒的外径应比工件内径小0.Olmm～0.025mm，研磨棒工作部分的长度应大于工件长度，但不宜太长，否则会影响工件的研磨精度。一般情况下，是工件长度的1.5～2倍。内圆柱面的研磨与外圆柱面研磨正好相反，是将工件套在研磨棒上进行。研磨时，将研磨棒装夹在机床卡盘上，把工件套在研磨棒上进行研磨。

2.圆锥面的研磨

圆锥表面的研磨，包括孔和外圆锥面的研磨。研磨时必须要用与工件锥度相同的研磨棒或研磨环。研磨时，一般在车床或钻床上进行。

研磨用的研磨棒（环）工作部分的长度应是工件研磨长度的1.5倍，锥度必须与工件的锥度相同。研磨时，一般在车床或钻床上进行，转动方向应与研磨棒的螺旋槽方向相适应（如下左图）。在研磨棒（环）上均匀地涂上一层研磨剂，插入工件锥孔或套如工件的外表面旋转4―5圈后，将研磨稍微拔出些，研磨接近要求精度时，取下研具，擦去研具和工件表面的研磨剂重复套上进行抛光，达到精加工要求为止。（如下右图）

四、研磨过程要时常检测

研磨时，用力要均匀，要经常对研磨表面进行清洗、检测，随时发现问题并及时纠正，切忌干研磨、研磨过头；特别注意研磨是精加工，余量很少，一旦研磨过头，零件即报废。

综上所述，在研磨方法和技巧上，寓教于乐，引发学生学习兴趣，调动学生学习主动性，解决研磨要点的实际问题，提高学生学习的积极性，提高加工表面的质量，促进研磨技能技巧的形成；缩短技能转化为技巧时间。研磨技法的要点对生产实习教学都起到良好的促进作用。

（作者单位：湖南衡阳技师学院）