困惑！软材料怎么加工？怎么超精磨才合理

超精磨削是指加工精度为0.1μm、表面粗糙度值Ra为0.008～0.025μm的磨削加工。随着客户对零件精度要求的不断提高，特别是对软材料在高尺寸精度及表面粗糙度的要求，超精磨削的加工方式已被广泛应用。但是由于该材料在磨削后，零件表面易产生划伤、表面粗糙度值高、易变形和加工效率低等原因，一直影响着产品的交付和使用。笔者通过对软材料材质的分析和研究，经过多次试验、跟踪和分析，得到合理的超精磨削的加工参数和方法，从而提高零件的表面粗糙度和加工效率。1.问题分析软材料由于延展性大、硬度低、热膨胀系数大和可塑性强的特性，在超精磨削加工时，常会出现下列现象：①磨屑堵塞砂轮。②砂粒出现“自锐”现象（见图1），致使划伤零件表面，使其表面粗糙度值过高，表面有镀层的材料，镀层脱落。③材料易发生变形。④加工效率低下。图1砂粒“自锐”现象根据磨工专业解决方案，图2表示出影响软材料超精磨削加工的关键因素，这些因素同样也适用于其他材料的超精磨削加工。图2影响超精磨削的关键因素根据图2所示，导致软材料超精磨削加工效率低、材料表面划伤及表面粗糙度值高的问题，有以下几点原因。（1）加工效率低软材料的超精磨削加工效率低，主要是因为以下几点造成的：①由于软材料的特性，所以会出现砂轮堵塞的问题，为解决此问题，在磨削时，就必须不断修整砂轮、不停的对刀。②超精磨削加工机床的稳定性、刚性、纵向进给的分辨率。③加工时所用砂轮的转速、纵向进给速度和磨削量。（2）材料表面划伤，影响表面质量软材料的超精磨削材料表面划伤，主要是因为以下几点造成的：①在加工软材料磨削加工时，砂轮总会出现“自锐”现象，导致砂轮上的砂粒掉落。②磨削液中混有磨屑、砂粒碎屑，或者磨削液的冲刷压力不能达到磨削要求。③金刚石笔不锋利，砂轮未能修整平滑，在磨削时，砂轮上的砂粒会产生掉落现象。（3）材料表面粗糙度值高

软材料的超精磨削材料表面划伤，主要是因为以下几点原因造成的：①砂轮的牌号选择不当，粒度过小，硬度过低。②修整砂轮参数不合理，砂轮表面划道多。③磨削液选择不合适，腐蚀材料表面。2.

解决方案通过对软材料超精磨削加工的问题分析可知，要提高软材料的加工效率和表面质量，可按下列几点进行。（1）磨削设备的选择软材料的超精磨削必须选用刚度好的超精密磨床，要求主轴单元系统具有刚性好、精度高及散热好的特点，同时磨床的进给系统具有高稳定性和分辨率（分辨率一般≤0.002mm/格）。尤其是磨床在低速进刀时，不能出现“爬行”现象，否则不能修整出高质量的砂轮。（2）磨削液的选择软材料的超精磨削对磨削液按下列要求进行选择：①要保证磨削液压力充足，必须采用纸过滤分离或磁性加纸过滤分离。②合理的磨削液喷嘴角度（角度≤20°），使磨削区域达到充分冲刷，切实起到降温、润滑的效果。③磨削液必须使用化学合成液，浓度不可太高，可避免零件表面腐蚀，以达到润滑作用，避免砂轮堵塞。（3）磨削砂轮的选择磨削加工中，砂轮的选择是重点，一般会根据材料的特性，选择传导性能好、脆性大的磨料，粒度较粗，硬度较软并且组织疏松，结合剂具有较高硬度的砂轮。但是对于软材料的超精加工，砂轮除了以上的要求，还需要具有磨料硬度高、结合剂强的特点，在砂轮修整后，使磨粒在具有微刃的状态下进行加工可得到低的表面粗糙度值。经过对多种砂轮的试验验证，找出一个牌号为54A320G8V（见图3）的砂轮，可用于软材料的超精磨削，其优点相对其他砂轮如下所述。图3砂轮牌号1）陶瓷结合剂之所以优于“刚玉结合剂”（见图4），是因其砂粒属于微粒破碎，保型性好，磨削质量稳定。可避免划伤材料表面。图4砂轮磨粒对比2）组织结构选择气孔率为8的大七孔组织号。优点在于提供了排屑间隙，提高了磨削量，气孔能将更多磨削液带到磨削区域，减小摩擦，降低砂粒划伤材料表面。3）320粒度磨粒，已属于超细粒度的磨料，这是因为粒度越细的磨粒越不容易破碎，从结合剂中脱落的机率也随之降低，从而减少了砂轮的“自锐”现象出现，避免了砂粒划伤材料表面。（4）金刚石笔的选择与砂轮的修整在软材料的精密加工中，为了使砂轮得到良好的几何形状及表面质量，需要在修整砂轮时，保证较小的修整进给量（一般控制在0.001～0.003mm），较低的横向进给速度（一般控制在50～100m/min），若表面粗糙度值仍然达不到要求，可继续降低横向进给速度，同时还要选用质量较好、耐磨性较强的点状天然金刚石笔，其具体安装方法如下所述。1）金刚石笔的安装夹紧应尽可能短，其计算公式为：b最大＝2×a（见图5）。图5金刚石笔长度的安装2）金刚石笔与砂轮水平轴线修整角为10°～15°，并且还要经常将金刚石笔旋转90°，这样可避免金刚石颗粒钝化（见图6）。图6金刚石笔角度的安装3）金刚石笔相对砂轮阻力轴线的角度最大应为15°（见图7）。图7金刚石笔修整角度的安装（5）软材料的超精磨削参数

由于材料和表面质量要求，在磨削时，需要分粗磨和精磨。粗磨阶段一般起去除余量的作用，要求较快的去除较多的磨削余量，但是也要保证必要的表面质量和精度要求，这样才能保证精磨阶段的要求，其具体磨削参数见表1。表1粗磨参数精磨阶段一般只对零件进行修整，以达到材料所需精度和表面质量。其具