机械制造技术教程 第4章 光整加工a.ppt

第四章 光整加工技术 4.1 光整加工 4.2 研磨加工 4.3 抛光加工 第四章 光整加工技术 4.1 光整加工 Finishing Machining 4.1.1 光整加工分类1. 光整加工定义 旨在提高工件表面质量的加工方法和技术统称为表面光整加工技术 2. 光整加工的分类(1) 降低工件表面粗糙度 2. 光整加工的分类(2) 改善工件表面物理力学性能 滚压 喷丸 金刚石压光 挤孔 (3) 去除毛刺飞边、棱边倒圆 光整加工的分类 3. 光整加工特点 光整加工的加工余量小 设备不需要很精确的成形运动，但相对运动应尽量复杂 不能修正加工表面的形状和位置误差 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。 改善工件表面层应力状态，形成均匀压应力 改善工件表面层金相组织状态，提高表面显微硬度 提高工件清洁度，完成传动件的初期磨损，缩短整机磨合期 降低工艺成本，减轻工人劳动强度，提高生产效率，无污染，便于机械化和自动化生产。 4.1.2 光整加工表面质量1. 工件表面质量 毛坯表面 机械加工表面 (1) 表面层的特性 机械加工后在工件表面上形成了很薄的表面层，其特性与内部基体特性有很大区别。 加工后金属表面层 (2) 表面质量的含义 在机械加工中用“表面质量”来评价由一种或几种加工、处理方法获得的工件表面层几何的、物理的、化学的或其它工程性能的状况与工件技术要求的符合程度。 加工表面的几何特征 加工表面层材料的性能 表面完整性 由于受控制的加工方法的影响，导致成品的表面状态或性能没有任何损伤，甚至有所加强的结果。 表面完整性 微观组织和表面冶金学、化学特性。 包括金相组织、微观裂纹和表层化学性能 表面力学性能。 包括加工硬化的程度和深度、残余应力的大小、方向及分布情况。 表面的其它工程技术持性。 包括电学性能变化（电导率、磁性及电阻变化）、光学性能变化（对光的反射性能如光亮度等） 第四章 光整加工技术 4.2 研磨加工 Lapping 4.2.1 研磨加工的特点1. 研磨加工的定义 研磨是将研磨工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，使工具和研具接触并做相对运动，通过磨料作用，从工件表面切去一层极薄的切屑，使工件具有精确的尺寸、准确的几何形状和很低的表面粗糙度。 研磨的实质 用游离的磨粒通过研具对工件表面进行包括物理和化学综合作用的微量切削，其速度很低，压力很小，经过研磨的工件可获得0.001mm以内的尺寸误差，表面粗糙度一般能达到Ra0.4～0.1μm，最小可达Ra0.012μm， 2. 研磨的机理 纯切削说 塑性变形说 化学作用说 3. 研磨加工的分类(1) 操作方式的不同 手工研磨 机械研磨 (2) 按研磨剂使用 湿研 干研 半干研 (3) 按加工表面的形状与特点 平面 外圆 内孔 球面 螺纹 成形表面 啮合表面轮廓研磨 4. 研磨加工的特点 工艺系统处于弹性浮动状态，自动实现微量进给 工件不受任何强制力的作用，处于自由状态 研磨速度低，平稳性好 加工表面变质层薄 研磨表层存在残余压应力 “直接创造性加工”，设备简单 适应性好，应用广泛 研磨可获得很低的表面粗糙度 4.2.2 研磨工艺及应用1. 研磨工艺 (1) 研磨质量的影响因素 ① 研具 作用： 把研具的几何形状传递 给研磨工件； 涂敷或嵌入磨料 材料：铸铁、软钢、青铜、黄 铜、铝、玻璃和沥青等。 研具：研磨砖、研磨棒、研磨平板等。 ② 研磨剂 研磨剂是很细（小于W28）的磨料，研磨液（或称润滑剂）和辅助材料的混合剂。 磨料的选择 (2) 研磨工艺参数① 研磨压力 研磨压力与研磨效率相关，研磨效率是随着研磨压力的增加而增加 ② 研磨速度 研磨作用随着研磨速度的增加而增加 ③ 研磨时间 对粗研磨来说，为了获得较高的研磨效率，其研磨时间主要应根据磨粒的切削快慢来确定。对精研磨来说，研磨时间在1～3分钟范围内，研磨效果已经变缓，超过3分钟，对研磨效果的提高没有显著变化。 ④ 研磨运动轨迹 平行运动，工件上各点的研磨行程一致； 研磨运动平稳，避免曲率过大的转角； 工件运动遍及整个研具表面，以利研具均匀磨损 各点运动轨迹不出现周期性的重复。 第四章 光整加工技术 4.3 抛光加工 Polishing 4.3.1 抛光加工的特点1. 抛光加工的定义 抛光是用高速旋转的抛光盘，加抛光剂，具有一定研磨性质的获得光滑加工表面的加工方法。 微细磨粒：1μm以下的， 抛光盘： 低弹性材料（棉布、毛毡、人造革等） 粘弹性材料（塑料、沥青、石蜡等） 2. 抛光加工的机理 微细磨粒的微切削 工件表面微塑性流动； 化学洗涤作用，使工件表面平坦光滑； 尘埃、异物的机械