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1、第七章 刮削和研磨,第一节 刮削的原理及应用,用刮刀在工件表面上刮去一层很薄的金属，以提高工件加工精度和表面质量的工艺方法，称为刮削。,一、刮削原理和应用,刮削是将工件与校准工具或与其相配合的工件之间涂上一层显示剂，经过对研，使工件表面较高的部位显示出来，然后用刮刀进行微量刮削，刮去较高的金属层。同时刮刀对工件还有推挤和压光作用，这样反复地显示和刮削，就能使工件的加工精度达到预定的要求。刮削具有切削量小、切削力小、产生的热量小、装夹变形小等特点。,二、刮削余量,刮削前的余量一般为0.050.4mm。具体数值根据工件刮削面积大小而定。,三、刮削的种类,平面刮削,曲面刮削,第二节 刮削工具,一、校
2、准工具,校准工具是用来推磨研点和检查被刮表面准确性的工具，也叫研具。常用的有标准平板、平尺、角度平尺以及根据被刮面形状而设计制造的专用校准型板等。,1.标准平板,图21 标准平板的结构形状,第二节 刮削工具,2.平尺,3.角度平尺,图22 各种平尺,第二节 刮削工具,二、刮刀,刮刀是刮削工作中的刀具，要求刀头部分具有较高的硬度，并能把刃口刃磨得很锋利。刮刀一般采用碳素工具钢T10A、T12A或弹性较好的滚动轴承钢GCr5锻制而成，并经热处理淬火和回火，使刀头硬度达到60HRC以上。当刮削硬度较高的工件表面时，刀头可焊上硬质合金,根据不同的刮削表面，刮刀可分为,平面刮刀,曲面刮刀,a)平面刮刀
3、b)直角刮刀 c)弯头刮刀图23 平面刮刀,第二节 刮削工具,a）、b)三角刮刀 c)蛇头刮刀图24 曲面刮刀的形状,第二节 刮削工具,三、显示剂,为了显示工件表面的误差情况，工件与校准工具对研时，在其表面上所涂的有颜色的涂料，称为显示剂。,1.显示剂的种类,红丹粉,蓝 油,红丹粉分为铅丹和铁丹两种。铅丹是氧化铅，呈橘红色；铁丹是氧化铁，呈红褐色,用普鲁士蓝粉和蓖麻油及适量机油调合而成。呈深蓝色，研点小而清楚，多用于精密工件和有色金属及其合金的工件。,2.显示剂的用法,显示剂可以涂在工件表面上，也可以涂在校准工具的表面上。前者在工件表面上显示的结果是红底黑点，没有反光，容易看清，适用于精刮。后
4、者只在工件表面的高处着色，研点暗淡，不易看清。但切屑不易粘附在刮刀的刀刃上，刮削方便，适用于粗刮。,第二节 刮削工具,3.显点方法,中小型工件的显点,大型工件的显点,重量不对称的工件显点,图25 重量不对称工件显点,机床导轨的显点,第三节 刮削的工艺方法,一、刮削前的准备工作,1.工作场地,工作场地上的光线太强或太弱，不仅影响视力，也影响刮削质量。在刮削大型精密工件时，工作场地的温度不能变化太大，以免因工件热胀冷缩而影响刮削的精度及稳定性。,2.工件的支承,工件安放必须平稳，刮削时不得有动摇现象。,3.工件的清理,刮削前，应去除工件刮削面的毛刺、锐边倒角，以防划伤手。,二、平面刮削的方法,平面
5、刮削的方法有手刮法和挺刮法两种。,第三节 刮削的工艺方法,1.粗刮,粗刮是用粗刮刀在刮削面上均匀地铲去一层较厚的金属。采用连续推铲的方法，刀迹要连成长片。粗刮的目的：很快的去除上道工序留下的刀痕，锈斑或过多的余量。当粗刮达到每25mm25mm的正方形面积内有34个研点，且分布均匀时，粗刮结束。,2.细刮,细刮是用细刮刀在刮削面上刮去稀疏的大块研点（俗称破点）。目的是进一步改善不平现象，增加研点数。细刮采用短刮法，刀痕宽而短，刀痕长度均为刀刃宽度的1/21/3。,3.精刮,精刮是用精刮刀更仔细地刮削研点（俗称摘点）。目的是进一步增加研点数，改善表面质量，使刮削面符合精度要求。精刮时采用点刮法当研
6、点逐渐增加到2525 mm2面积内有20点以上时，可将研点分为三类，分别对待。,第三节 刮削的工艺方法,4.刮花,刮花是在刮削面或机器外观表面上用刮刀刮出装饰性花纹。刮花的目的有三：其一，单纯为了刮削表面美观；其二，为了使滑动表面之间造成良好的润滑条件；第三是根据花纹的消失情况来判断滑动表面的磨损程度。,a)斜花纹 b)鱼鳞花 c)半月花 图31 刮花的花纹,三、曲面刮削方法,曲面刮削中最典型的实例是滑动轴承的刮削，刮研时常用标准轴（又称工艺轴）或与其相配的轴，作内曲面研点显示的校准工具，曲面刮削时，是用曲面刮刀在内曲面上作螺旋运动。,图32 滑动轴承的刮削,第四节 研磨的原理与应用,用研磨工
7、具（研具）和研磨剂从工件表面磨掉一层极薄的金属，使工件获得精确的尺寸、形状和极小的表面粗糙度值的加工方法，称为研磨。,一、研磨的特点,1.研磨可以获得其它方法难以达到的精确尺寸和形位精度。,2.能获得极小的表面粗糙度值。,3.能提高零件表面的力学性能。,二、研磨原理,研磨是以物理和化学综合作用去除零件表层金属的一种加工方法。,1.物理作用,研磨时要求研具材料比被研磨工件的材料稍软。涂在研具表面上的研磨剂中的磨料，在受到压力后，有一部分会嵌入研具表面上形成无数切削刃。由于研具和工件的相对运动，半固定或浮动的磨粒则在,工件和研具之间做运动轨迹不重复地滑动和滚动，因而对工件产生 微量的切削作用，均匀
8、地从工件表面切去一层极薄的金属。借助于研具精确的型面，而使工件逐渐地得到准确的尺寸精度和形位精度及极细的表面粗糙度。,第四节 研磨的原理与应用,2.化学作用,研磨剂中有的研磨液，如氧化铬、硬脂酸等化学材料，在研磨时起化学作用。在研磨过程中，加了这些研磨剂后，工件表面与空气接触，很快形成一层极薄的氧化膜，而氧化膜又很容易被磨粒磨掉，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）。经过这样的多次反复，工件表面很快地达到预定要求。由此可见，研磨加工体现了物理和化学的综合作用。,三、研磨余量,一般研磨余量在0.0050.03mm之间比较适宜。,第五节 研具和
9、研磨剂,一、研具,在研磨加工中，研磨工具（即研具）是保证研磨的工件达到准确几何形状的主要因素。,1.研具材料,（1）对研具材料的要求,（2）常用的研具材料,灰铸铁,低碳钢,球墨铸铁,铜,2.研具类型,（1）研磨平板,图51 研磨平板a)光滑平板 b)有槽平板,（2）研磨环,1-研磨环 2-外圈 3-调节螺钉图52 研磨环,（3）研磨棒,第五节 研具和研磨剂,二、研磨剂,研磨剂是由磨料和研磨液调和而成的混合剂。,1.磨料,常用磨料有三类：,刚玉类磨料,碳化物磨料,金刚石磨料,磨料在研磨中起切削作用，研磨工作的效率、精度和表面粗糙度，都与磨料有密切的关系。,常用磨料的名称、代号、特性及其应用范围在
10、表51中，表达较为详细。,第五节 研具和研磨剂,表51 常用磨料的特性和应用,2.研磨液,研磨液一般要求具备以下条件：,（1）有一定粘度和稀释能力,（2）有良好的冷却和润滑作用,（3）对人体健康无害，对工件 无腐蚀作用，且易于清洗。,第六节 研磨的工艺方法,一、平面研磨,一般平面研磨分手工研磨和机械研磨两种。,1.平面研磨运动轨迹的形式,研磨运动轨迹,往复直线运动轨迹,摆动式直线运动轨迹,螺旋形运动轨迹,8字形或仿8字形运动轨迹,a)螺旋形运动轨迹 b)8字形或仿8字形运动轨迹图61 研磨运动轨迹,第六节 研磨的工艺方法,2.研磨时的压力与运动速度,粗研磨时宜用（12）105Pa压力，精研磨时
11、宜用（15）104Pa压力。研磨的速度不应太快，在粗研磨时，每分钟推研4060次左右；而精研磨时，每分钟推研2040次，,3.狭窄平面研磨,在研磨狭窄平面时，为了防止研磨平面产生倾斜和圆角,可采用金属方块作“导靠”，金属方块和工件紧密地靠在一起，并跟工件一起研磨，如图822所示。以保持研磨面与侧面的垂直。,a)研磨90角尺测量基面 b)研磨90角尺的圆弧图62 狭窄平面的研磨,第六节 研磨的工艺方法,二、圆柱面研磨,圆柱面研磨一般以手工与机器配合的方法进行研磨。,图63 研磨外圆柱面,一般工件的转速，在直径小于80mm时为100r/min；直径大于100mm时为50r/min。研磨环的往复运动
12、速度，可根据工件在研磨时表面上出现的网纹来控制。当出现450交叉网纹时，说明往复运动速度适宜，,第六节 研磨的工艺方法,三、圆锥面研磨,研磨用的研磨棒（套）工作部分的长度应是工件研磨长度的1.5倍左右，锥度必须与工件锥度相同。其结构有固定式和可调式两种,研磨时，一般在车床或钻床上进行，转动方向应和研磨棒的螺旋槽方向相适应。在研磨棒或研套上均匀地涂上一层研磨剂，插入工件锥孔中或套进工件的外表面旋转45圈后，将研具稍微拔出一些，然后再推入研磨。,固定式研棒,左向螺旋槽,右向螺旋槽,图64 圆锥面研棒a)左向螺旋槽 b)右向螺旋槽,第六节 研磨的工艺方法,四、阀门研磨,研磨阀门密封线的方法，多数是用
13、阀盘与阀座直接互相研磨的。由于阀盘和阀座配合类型的不同，可采用不同的研磨方法来达到良好的密封效果。,为了使各种阀门的结合部位不渗漏气体或液体，因此要求具有良好的密封性。故在其接合部位，一般是制成既能达到密封接合，又能便于研磨加工的线接触或很窄的环面，锥面接触。这些很窄的接触部位，称为阀门密封线。,图65 阀门密封线的型式a)球形 b)锥面形,第七节 研磨时应注意的问题,(2)研磨中的清洁工作。在研磨中，必须重视清洁工作，才能研磨出高质量的工件表面。若忽视了清洁工作，轻则工作表面拉毛，严重的则会拉出深痕而造成废品。另外，研磨后应及时将工件清洗干净并采取防锈措施。,(1)研磨的压力和速度。在研磨过程中，压力大，速度快则研磨效率高。若压力、速度太大，工件表面粗糙；工件容易发热而变形，甚至会发生因磨料压碎而使表面划伤。因而必须合理加以控制。对较小的硬工件或粗研磨时，可用较大的压力、较低的速度进行研磨。另外，在研磨中，应防止工件发热，若引起发热，应暂停，待冷却后再进行研磨。,刮削和研磨是对工件进行微量切削的两种精细加工方法。其最大特点就是精度高，本章主要讲述了刮刀、校准工具的类型及应用；刮研原理和各种刮削技能。并对研磨的作用和原理，磨料的种类、性能及应用，研具的种类、形状和用途以及各种表面的研磨工艺作了叙述。,
