磨光的过程及作用

    磨光是借助粘有磨料的磨光轮（或磨光带），在高速旋转下磨削零件表面的过程。由于加在磨光轮（或磨光带）与零件之间的压力，迫使具有锋利棱边和高硬度的磨料颗粒切削零件的表面，通过逐步减少磨料颗粒直径的粗磨、中磨和精磨等多次的磨光，使零件表面上的缺陷被逐步磨去，表面的粗糙度得以降低。

    在材料磨光过程中，摩擦起着极为重要的作用。分析摩擦时，不仅要考虑摩擦因数的常规物理特征，而且要注意摩擦因数受下列因素的影响：砂轮与工件接触表面的性质、接触表面的冶金及化学等方面的性能、接触温度、载荷类型、应变速度和磨削液等。材料的磨削过程分为以下三个阶段。

    第一阶段为滑擦阶段，该阶段内切削刃与工件表面开始接触，工件系统仅仅发生弹性变形。该阶段内，磨粒微刃不起切削作用，只是在工件表面滑擦。

    第二阶段为耕犁阶段，在滑擦阶段，摩擦逐渐加剧，越来越多的能量转变为热。当金属被加热到临界点，逐步增加的法向应力超过了随温度上升而下降的材料屈服应力时，切削刃就被压入塑性基体中。经塑性变形的金属被推向磨粒的侧面及前方，最终导致表面的隆起。这就是磨削中的耕犁作用，这种耕犁作用构成了磨削过程的第二阶段。

    磨削过程的第三阶段即切屑形成阶段。在滑擦和耕犁阶段中，磨粒并不产生磨屑。由此可见，要产生磨屑及切下金属，存在着一个临界磨削深度。磨粒切削刃推动金属材料的流动，使前方隆起，两侧面形成沟壁，随后将有磨屑沿切削刃前面滑出。

    磨削过程的三个阶段与磨削时的磨削厚度有关，即磨粒的磨削厚度在临界磨削厚度a_min以下时，磨粒只在工件表面滑擦，不产生切屑。临界磨削厚度是指能够产生切削作用的最小切入量，它与磨削速度、工件材料、磨刃状态等有关，而与磨粒种类无关。临界磨削厚度a_min可参见表2-4。

    磨光用的工具是粘有磨料的磨光轮或磨光带。粘在磨光轮或磨光带上的磨料颗粒具有很高的硬度和锋利的棱面。每一个磨粒相当于一个刀齿，每一个棱角相当于一个刀刃，无数个细小的磨粒相当于无数个刀齿和刀刃，不规则地分布在磨光轮或磨光带表面。当磨划出一条刻痕，无数个刃口重复着相同的刮刻过程，经过一定时间净，使工件平整、光滑。

    磨光过程中还有可能产生下述结果。

（1）摩擦热产生 在基体被磨粒磨光的过程中，基体表面会产生弹性变形及塑性变形，并且产生很大的摩擦热，可能令基体表面产生蓝黑色的氧化膜，使工件变形甚至烧伤。

（2）磨粒再生，由于磨粒与基体表面强烈摩擦，除使基体表面被磨掉一层外，磨粒的棱角也被磨平而变钝，降低了磨粒对基体表面的刮削能力，摩擦力也随之增大，磨粒受力亦增大，导致磨粒破碎。从而产生许多新刀刃，令磨粒“再生”。

本文转载自《电镀前处理与后处理》编著    李异
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