研磨技術(shù)的國內(nèi)外研究概況和發(fā)展

研磨技術(shù)的國內(nèi)外研究概況和發(fā)展

  研究現(xiàn)狀：

    目前，國內(nèi)外研磨加工主要還是采用游離磨料在慢速研磨機(jī)上研磨。它的主要缺點(diǎn)是:

    (1)磨料散置于磨盤上，為了避免磨料飛濺，磨盤轉(zhuǎn)速不能太高，因此加工效率低;

    (2)磨料與從工件上磨下的碎屑混淆在一起，不能充分發(fā)揮切削作用，而且還要與這些碎屑一起被清洗掉，浪費(fèi)能源、浪費(fèi)磨料，加工成本較高;

    (3)磨料在磨盤上是隨機(jī)分布的，其分布密度不均勻，造成對(duì)工件研磨切削量不均勻，工件形面精度不易控制;特別是磨料與工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)具有隨機(jī)性，這也增加了工件形面精度的不確定因素;

    (4)在研磨加工中要嚴(yán)格控制冷卻液的流量，以避免沖走磨料，這使得冷卻效果變差，容易引起工件溫升，造成加工精度的下降;

    (5)工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，對(duì)工人技術(shù)要求高。

    正是由于散置磨粒研磨存在上面一些不足，所以許多學(xué)者目前正在研究改進(jìn)這種研磨加工技術(shù)。 考慮到上述原因，人們發(fā)明了一些新的研磨方法，以解決散粒磨料研磨存在的缺點(diǎn)。如電解研磨、ELID在線修整研磨、磁力研磨、無磨料的冰盤研磨、固著磨料研磨等，這些方法都在不同程度上提高了研磨加工的精度和加工質(zhì)量。尤其是固著磨料高速研磨，不僅提高了加工精度，而且極大的提高了加工效率，降低了加工成本。產(chǎn)生的各種新研磨技術(shù)如圖1.1所示:

    目前，研磨加工不僅向更高的加工精度發(fā)展，而且其加工質(zhì)量也在不斷提高，并且幾乎可以加工任何固態(tài)材料?，F(xiàn)在用磨粒去除材料的去除單位己經(jīng)達(dá)到納米甚至是亞納米的數(shù)量級(jí)，目前在超精密研磨加工方面有以下幾種納米級(jí)研磨加工方法[12].    (1)彈性發(fā)射加工:它是一種新的“原子級(jí)尺寸加工方法”，它使用軟的聚亞胺脂球  (在微小壓力下很容易發(fā)生變形)作為研磨工具，同時(shí)控制旋轉(zhuǎn)軸與加工工件的接觸線保持在45“角，加工時(shí)在垂直工件方向施加載荷，并保持載荷是一個(gè)常量，研磨用的微粉粒徑為亞微米。微粉與水混合，并強(qiáng)迫其在旋轉(zhuǎn)的聚亞胺脂球面下方加工工件，保持球與工件間的距離稍大于微粉尺寸。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證實(shí)這種加工方法可使工件具有包括幾何形狀和表面形狀完美的表面。   (2)磁流變研磨加工:這是利用磁流變液的特性來改變其在磁場中的粘性，即含有去離子水、鐵質(zhì)微粉、磨粒和經(jīng)處理過的其他物質(zhì)的磁流變液由泵驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定地循環(huán)進(jìn)行加工的技術(shù)。在磁力作用的區(qū)域，其表現(xiàn)為固體形式，進(jìn)行研磨;而在無磁力作用時(shí)，其表現(xiàn)為液體形式，磁流變液的這兩種形態(tài)在循環(huán)中交替出現(xiàn)。采用這種加工方法能夠保持非常穩(wěn)定的去除能力，而且也能加工出光滑、無損傷的表面，同時(shí)這也是一種可控的加工方法。

    今后研磨技術(shù)將朝著高精度、高效率的方向發(fā)展，這一趨勢體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是超精密復(fù)合加工方法的出現(xiàn)，如化學(xué)機(jī)械拋光、電解磁力研磨等，通過多種材料去除機(jī)理的協(xié)調(diào)作用提高加工精度和加工效率;二是半固著磨粒加工技術(shù)的出現(xiàn)〔13]。前者的加工工具是將磁性復(fù)合流體和磨粒粒子、植物纖維素均勻混合后在磁場條件下壓縮后制的，在磁場下呈半固態(tài)。后者的加工工具是采用特殊的結(jié)合劑和制作方法制做的，加工過程中磨具對(duì)磨粒的約束介于固著磨粒加工和游離磨粒加工之間。在此新光速愿同各位同行及朋友共同進(jìn)步。