可以插入相关图标《表面工程学》课题报告书课题名称：研磨与抛光技术班级：姓名：学号：目录第一部分概述 (1)1.1 研磨的概念 (1)1.1.1 研磨的基本原理 (1)1.1.2 研磨的作用 (2)1.1.3 研磨余量 (3)1.2 抛光的概念 (3)1.2.1 抛光技术 (3)1.2.2 抛光工序 (4)第二部分研磨分析 (4)2.1 研磨技术 (4)2.1.1 研磨的目的 (4)2.1.2 常见研磨产品的分类 (5)2.2 研磨产品细化解析 (6)2.2.1 涂附类研磨产品的结构 (6)2.2.2 涂附研磨产品四大要素(7542) (6)2.2.3 研磨产品的粒度 (7)2.3 砂纸在研磨中的应用 (8)2.3.1 砂纸的选用 (8)2.3.2 砂纸的对比分析 (9)2.4 研磨分类 (11)2.5 研磨方法 (12)2.5.1 研磨外圆 (12)2.5.2 研磨内圆 (12)2.5.3 研磨平面 (12)2.6 工艺特点及应用 (12)2.7 研磨机的介绍 (13)第三部分抛光分析 (14)3.1 “3M”抛光系统 (14)3.2 抛光原料 (14)3.3 尼龙抛光轮的应用 (15)3.4 纳米磁性液体 (16)3.5 研磨抛光机 (16)3.6 抛光的类别 (17)3.6.1 化学抛光 (17)3.6.2 工艺流程 (17)第四部分结束语 (18)4.1 研磨的机理 (18)4.2 抛光的机理 (18)第一部分概述1.1 研磨的概念研磨是使用研具和研磨剂从工件表面上去除一层极薄的金属，使工件达到精确的尺寸、准确的几何形状和很小的表面粗糙度。

这种加工方法称为研磨。

1.1.1 研磨的基本原理研磨是一种微量的金属切削运动，它的基本原理包含着物理和化学的综合作用。

一、物理作用：即磨料对工件的切削作用。

研磨时，要求研具的材料比工件的材料软。

当受到一定压力后，研磨剂中的微小颗粒(磨料)被压嵌在研具的表面，成为无数个刀刃，由于研具和工件的相对运动，使磨料对工件产生微量的切削与挤压，工件表面被均匀地削去一层极薄的金属，借助于研具的精确型面，从而使工件逐渐得到准确的尺寸精度及表面粗糙度。

二、化学作用：当采用氧化铬、硬脂酸或其他化学研磨剂对工件进行研磨时，与空气接触的金属表面很快形成一种氧化膜，而且氧化膜又很容易被研磨掉，这就是研磨的化学作用。

在研磨过程中，氧化膜迅速形成(化学作用)，又不断地被磨掉(物理作用)，经过这样多次反复，工件表面就很快地达到预定要求。

由此可见，研磨加工实际体现了物理和化学的综合作用。

如图1-1与图1-2所示。

图 1-1 图 1-2一、减少表面粗糙度与其他加工方法相比，经过研磨加工后的表面粗糙度较小，一般情况表面粗糙度为及Ra0.8～0.05，最小可达到Ra0.006。

如表1-1所示。

加工方法加工情况表面放大的情况表面粗糙度Ra/μm 车 1.6～80磨0.4～5 压光0.1～2.5 珩磨0.1～1.0 研磨0.05～0.2表 1-1二、能达到精确的尺寸通过研磨后的工件，尺寸精度可以达到0.001mm～0.005mm。

三、提高零件几何形状的准确性工件在一般机械加工方法中产生的形状误差，可以通过研磨的方法来校正。

四、延长工件使用寿命由于经过研磨后的工件，表面粗糙度很小，形状准确，所以工件的耐蚀性、抗腐蚀能力和抗疲劳强度也相应得到提高，从而延长了零件的使用寿命。

研磨的切削量很小，一般每研磨一遍所能磨去的金属层不超过0.002mm，所以研磨余量不能太大。

否则会使研磨时间增加并且研磨工具的使用寿命也要缩短。

通常研磨余量在0.005mm～0.03mm范围内比较适宜。

有时研磨余量就留在工件的公差以内。

1.2 抛光的概念抛光是利用柔性抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工。

抛光不能提高工件的尺寸精度或几何形状精度，而是以得到光滑表面或镜面光泽为目的，有时也用以消除光泽（消光）。

1.2.1 抛光技术抛光通常以抛光轮作为抛光工具。

抛光轮一般用多层帆布、毛毡或皮革叠制而成，两侧用金属圆板夹紧，其轮缘涂敷由微粉磨料和油脂等均匀混合而成的抛光剂。

抛光轮采用材质匀细经脱脂处理的木材或特制的细毛毡制成，其运动轨迹为均匀稠密的网状，抛光后的表面粗糙度不大于Ra0.01微米，在放大40倍的显微镜下观察不到任何表面缺陷。

抛光时，高速旋转的抛光轮（圆周速度在20米／秒以上）压向工件，使磨料对工件表面产生滚压和微量切削，从而获得光亮的加工表面，表面粗糙度一般可达Ra0.63～0.01微米，当采用非油脂性的消光抛光剂时，可对光亮表面消光以改善外观。

大批量生产轴承钢球时，常采用滚筒抛光的方法。

粗抛时将大量钢球、石灰和磨料放在倾斜的罐状滚筒中，滚筒转动时，使钢球与磨料等在筒内随机地滚动碰撞以达到去除表面凸锋而减小表面粗糙度的目的，可去除0.01毫米左右的余量。

精抛时在木桶中装入钢球和毛皮碎块，连续转动数小时可得到耀眼光亮的表面。

精密线纹尺的抛光是将加工表面浸在抛光液中进行的，抛光液由粒度为W5～W0.5的氧化铬微粉和乳化液混合而成。

1.2.2 抛光工序抛光工序包括：刮平磨削、粗磨、中磨、细磨、抛光、磨边和倒边角等工序。

所用磨具和磨料：以上各工序除刮平磨削使用金刚石外，其余均采用各种细度的碳化硅粉。

抛光时需要在工作面冲水冷却，以带走工作面产生的大量热量，防止制品爆裂。

抛光后还需进行烘干，表面涂蜡或其他涂料，以增强其抗污能力，提高制品的光泽度。

目前抛光工艺主要用于陶瓷砖的精加工，并已开发出全自动的抛光机。

第二部分研磨分析2.1 研磨技术2.1.1 研磨的目的图 2-1如图2-1所示，是磨粒的切削过程，在切削过程中，我们可以看到将其分为了三个部分，分别是滑擦阶段、耕犁阶段和切削阶段。

而这三个阶段却也是反映出了研磨的一个过程。

从而，我们可以得知，不论以何种产品形式或使用方式，研磨的目的可归纳为这两点：①去除多余的材料；②获得特定要求的表面。

2.1.2 常见研磨产品的分类研磨产品也是分为多种种类的，现分别以固结磨具、涂附磨具、无纺布（尼龙）磨具三类作为例子，具体如表2-1所示。

常见研磨产品的分类固结磨具涂附磨具无纺布（尼龙）磨具固结磨具是用磨料(磨削材料)与结合剂制成的具有一定形状和一定磨削能力的工具。

涂附磨具是指粘结剂把磨料粘附在可挠曲基材上的磨具,又称柔性磨具。

无纺布磨具是指粘接剂把磨料粘附在无纺布基材上的磨具。

刚性较好，容易控制加工尺寸，大剂量去除余量。

比固结磨具轻便，平整、一致性好。

无纺布比较有弹性，可以对工件进行抛光清洁研磨。

比如：砂轮、固结砂碟、油石、切割片比如：砂纸、砂带、百页盘、千叶轮、钢纸砂碟比如：百洁布、尼龙百洁布砂碟表 2-12.2 研磨产品细化解析2.2.1 涂附类研磨产品的结构图 2-2如上图2-2所示，从图中，我们可以清晰的了解到该类别的磨具主要是由三部分组成，分别是由矿砂，背基和粘结剂这三种基本元素构成。

2.2.2 涂附研磨产品四大要素(7542)涂附研磨产品的四大要素，如表2-2、表2-3、表2-4、表2-5所示。

超涂层面胶底胶7 矿砂 金刚砂石榴石(Garnet) 氧化铝(A/O) 碳化硅(SiC) 锆刚玉(Zirconia) 陶瓷刚玉(Ceramic A/O) 钻石(Diamond)5 背基纸 paper 布 cloth 薄膜 film 钢纸 fiber 混合4 胶粘方式面胶 + 底胶 动物胶+动物胶 树脂胶+动物胶 树脂胶+树脂胶 防水胶2 植砂方式密植砂 close 疏植砂 open表 2-2表 2-3表 2-4表 2-52.2.3 研磨产品的粒度图 2-3如图2-3所示，我们可以通过筛网的数目得到矿砂的粗细，例如：通过#80筛得到的矿砂为#80砂，通过#100筛得到的矿砂为#100砂。

所以，根据筛网的大小，我们可以得到以下结论：目数是根据筛选矿砂的筛网上每平方英寸的筛孔数量来标定。

在单位面积里，筛孔越多，孔就越小，筛出的矿砂就越细。

再举例#400的矿砂，如下图2-4所示。

粗细图2-4根据图2-4，我们可以得到以下结论：① 矿砂粒径分布范围越 广，表明该粒度的矿 砂粒径对平均尺寸的 偏离就越大，即当中 粗砂和细矿砂的所占 比例就多；② 矿砂粒径分布范围越 窄，表明该粒度的矿 砂粒径对平均尺寸的 偏离小，即当中粗和细的矿砂所占比例就少。

2.3 砂纸在研磨中的应用就算最终表面处理方式采用的不是研磨，比如喷砂、电镀，在最终处理之前也需要将表面打磨到一定的精细程度。

其中，砂纸打磨是金属素材打磨最常见的应用之一。

2.3.1 砂纸的选用根据表2-6与表2-7，以及图2-5所示，我们对下面两款A 与B 砂纸作一个对比。

如图2-6所示。

因 素基本结构 矿砂分布 背基强度 粘结剂性能 打磨性能 表面粗糙度 磨削性能 磨削力 磨削保持力影 响使用方式打磨质量 打磨效率 使用寿命表 2-7表 2-6 图 2-5AB图 2-62.3.2 砂纸的对比分析品牌 A B矿砂氧化铝氧化铝胶动物胶加树脂胶树脂胶背基纸纸背基重量级别 C C 防堵涂层有有粘接方式搭扣搭扣砂纸类型干磨干磨砂纸粒度P800 P800表 2-8如表2-8所示，根据表所示的内容，我们可以发现，各种类别的对比，A与B砂纸只有胶是不同的，其余材质都是相同的对比试验。

A B图 2-7 图 2-8如图2-7与图2-8所示，是在100倍的显微镜下的砂纸基本结构的比较，根据这两个图，我们可以得到以下结论：①A的植砂均匀，砂粒一致。

②B的砂粒大小不一，尺寸变动范围大。

③ B的白色条纹上没有砂。

抗撕裂强度图 2-9搭扣的粘合力图 2-10图2-9与图2-10是背基抗撕裂强度的比较，从图中的对比可以得以下结论：①A的抗撕裂强度比B高② A的搭扣粘合力比B高（约3倍）从以上的实验我们可以得知，不同种类的胶，可以决定不同砂纸之间的粗细之分，况且在我们的生活中，砂纸也是用的比较普遍的一种打磨方法，在机械行业也是用的比较普遍的，比如在普车中，砂纸也被应用在很多轴类零件的加工。

2.4 研磨分类研磨方法一般可分为湿研、干研和半干研3类。

①湿研:又称敷砂研磨，把液态研磨剂连续加注或涂敷在研磨表面，磨料在工件与研具间不断滑动和滚动，形成切削运动。

湿研一般用于粗研磨，所用微粉磨料粒度粗于W7。

②干研:又称嵌砂研磨，把磨料均匀在压嵌在研具表面层中，研磨时只须在研具表面涂以少量的硬脂酸混合脂等辅助材料。

干研常用于精研磨，所用微粉磨料粒度细于W7.③半干研:类似湿研，所用研磨剂是糊状研磨膏。

研磨既可用手工操作，也可在研磨机上进行。

工件在研磨前须先用其他加工方法获得较高的预加工精度，所留研磨余量一般为5～30微米。

研具是使工件研磨成形的工具，同时又是研磨剂的载体，硬度应低于工件的硬度，又有一定的耐磨性，常用灰铸铁制成。