平面研磨的研具
为确保几何形状精度，研磨端面小的高 精度平面工件时要使用弹性变形小的研 具；除特种玻璃外，可以用在加工成平 面的金属板上涂一层四氟乙烯，或镀铅 和铟；
为获得高的表面质量，在工件材料较软 时，有时使用半软质（如锡）和软质 （如沥青）的研磨盘，主要问题是不易 保持平面度，优点是表面变质层小、表 面粗糙度小。
3) 在加工液中进行化学性溶析。 4) 工件和磨粒之间有直接的化
学反应而有助于上述现象。
研磨抛光加工机器
高速离心研磨抛光机 FD-36LP平面抛光机 直口型振动研磨机
三、超精密研磨和抛光
超精密研磨和抛光是加工误差<0.1 μm，表面粗糙度Ra<0.02 μm的加工方法。
超精密研磨和抛光加工有很多，如平面研磨抛光、浮动研磨 抛光、磁力研磨抛光、电解磁力研磨抛光、液面研磨抛光、 离子束研磨抛光、超声研磨抛光、水合研磨抛光等
工面。
由于工件、磨粒、研具和研磨液等的不同，三者的研磨表面状 态也不同。表面的形成，是在产生切屑、研具的磨损和磨粒破碎等 综合在一起的复杂情况下进行的。 硬脆材料的研磨
微小破碎痕迹构成的无光泽面； 磨粒不是作用于镜面而是作用在有凸凹和裂纹等处的表面上，
并产生磨屑。 金属材料的研磨
表面没有裂纹；
对于铝材等软质材料，研磨时有很多磨粒被压入材料内； 对刀具和块规等淬火工具钢等可确保有块规那样的光泽表面。
抛光加工：在研磨的基础上对物体表面进行 光量化处理的加工过程。
1) 由磨粒进行的机械抛光可塑 性地生成切屑。但是它仅利 用极少磨粒强制压入产生作 用。
2) 借助磨粒和抛光器与工件流 动摩擦使工件表面的凸因变 平。
（3.2）磁力研磨抛光
磁力研磨是利用磁场作用进 行研磨加工的新方法，它能 高效、快速地对各种材料、 尺寸和结构的零件进行超精 密加工，是一种投资少、效 率高、用途广、质量好的研 磨加工方法。
在加工中磁性磨粒（A）的受力状态如图1所示，磨粒受到工 件表面法向力Fn和切向力Fm的作用，作用力Fm使磨粒有向切 线方向飞散的趋势，但由于磁场效应,磨粒同时还受到沿磁力 线方向的一个压向工件的力Fx和沿磁等位线方向的作用力Fy ，Fy可以防止磨粒向加工区域以外流动，从而保证研磨工作 的正常进行
磁性浮动研磨。 它是通过在磁场作用下形成的磁流体（由磁性颗粒、表
面活性剂和液相载体如水、油组成）使悬浮其中的非磁性磨 料在磁流体的活动和浮动作用下压向旋转的工件进行研磨及 抛光，从而进步精整加工的质量和效率。它可以获得 Ra≤0.01μm的无变质层加工表面，并能研抛表面外形复杂 的工件。
磁性磨料的磁力研磨。 磁力研磨时，工件放入由两磁极形成的磁场中，在工件
（3）非传统的超精密研磨抛光加工
传统的研磨抛光方法是完全 靠微细磨粒的机械作用去除 被研磨表面的材质，达到很 高的加工表面。
最近出现新原理的研磨抛光 方法其工作原理有些已不完 全是纯机械的去除，有些不 用传统的研具和磨料。这些 新的研磨抛光方法可以达到 分子级和原子级材料的去除， 并达到相应的极高几何精度 和无缺陷无变质层的加工表 面。
德国burk超声波研磨抛光机
（3.1）浮动研磨抛光
利用流体力学原理使抛光器与工 件浮离，在抛光器的工件表面工 作出了若干楔槽，当抛光器高速 旋转时，由于油楔的动压作用使 工件或抛光器浮起，其间的磨粒 就对工件表面进行抛光。浮动抛 光能够加工出平面度很高的工件 表面，没有端面塌边及变形缺陷 。
采用浮动研磨抛光，不需使 用夹具，端面塌边半径可小 至0.01μm。经过浮动研磨抛 光的表面具有良好的结晶特 性，同时加工表面没有残余 压力。
超精密研磨和抛光加工
机制2班 唐才彬、邱仁俊
一、研磨和抛光的概述
研磨和抛光：利用工件与研具 相对运动，通过研磨剂作用而 获得高质量、高精度的加工方 法。
研磨和抛光都属于超精加工， 能够很好的保证加工零件有很 高的粗糙度、尺寸精度和几何 精度，而且适用于各项高精加 工领域，甚至包括汽车、飞机 制造业。
双平面研磨加工用于加工要求高质量平行 平面的工件。其能避免夹具的粘结误差及 薄片工件两的应力差引起的变形问题。
（2）单平面研磨抛光机
单面研磨方式：用于加工易碎的脆性材料平行薄片工件。因为当 工件的厚度只有几十微米时，工件与研磨盘紧密接触会使加工阻 力增大，从而引起薄片工件的破碎。其中被加工晶片粘贴于工件 盘上，研磨盘由电机带动以一恒定的转速做匀速圆周运动，工件 盘与被加工晶片在受到与研磨盘之间的摩擦力作用，由静止到以 一恒定的角速度作匀速转动。
这是研磨加工的零件图
这是抛光加工的零件图
二、研磨和抛光的原理
研磨加工：通常使用1μm到几十μm的氧化铝和碳化硅等 磨粒对物体表面进行平整，以减少物体表面粗糙度的加 工过程。
磨粒的工作状态 1) 磨粒在工件与研具之间
进行转动; 2) 由研具面支承磨粒研磨
加工面; 3) 由工件支承磨粒研磨加
和磁极的间隙中放入磁性磨料。在磁场力的作用下，磨料 沿磁力线方向整洁排列，形成一只柔软且具有一定刚性的 “磁研磨刷”。当工件在磁场中旋转并作轴向振动时，工 件与磨料发生相对运动，“磨料刷”就对工件表面进行研 磨加工。
磁力研磨具有下面特点： ①通过改变磁场的强度可以轻易地控制研磨压力； ②由于磁极与工件表面之间有加工间隙（1~4mm)，因此通过
用于制造高精度高表面质量的零件，如大规模集成电路的硅 片。不仅要求极高的平面度，极小的表面粗糙度，而且要求 表面无变质层、无划伤。光学平晶、量块、石英振子基片平 面，除要求极高平面度、极小表面粗糙度外，还要求两端面 严格平行。
（1）双平面研磨抛光机
平面双面研磨抛光就是对大量平面零件上 下两个表面同时加工进行高速研磨和抛光。
“磨料刷”进行柔性研磨，不但可用于圆柱和平面研磨，还可以 进行异形表面及自由曲面的研磨；
③在磁极结构一定的情况下，通过磁感应强度，即可调节磨削 力，加工过程很轻易实现自动化；
④磨料沿加工表面不断转动和更换位置，使其具有良好的自铣 性；