研磨加工与抛光加工的机理

研磨加工与抛光加工的机理

一、研磨加工的机理

1.研磨时磨料的工作状态

1）磨粒在工件与研具之间发生滚动，产生滚轧效果；

2）磨粒压入到研具表面，用露出的磨粒尖端对工件表面进行刻划，实现微切削加工；

3）磨粒对工件表面的滚轧与微量刻划同时作用。

2.硬脆材料的研磨

一部分磨粒由于研磨压力的作用，嵌入研磨盘表面，用露出的尖端刻划工件表面进行微切削加工；另一部分磨粒则在工件与研磨盘之间发生滚动，产生滚轧效果。在给磨粒加压时，就在硬脆材料加工表面的拉伸应力最大部位产生微裂纹。当纵横交错的裂纹扩展并产生脆性崩碎形成磨屑，达到表面去除的目的。

3.金属材料的研磨

当金属表面用硬度计压头压入时，只在表面产生塑性变形的压坑，不会发生脆性材料那样的破碎和裂纹。

研磨时，磨粒的研磨作用相当于极微量切削和磨削时的状态,且表面不会产生裂纹。

二、抛光加工的机理

抛光的机理：1）以磨粒的微小塑性切削生成切屑，但是它仅利用极少磨粒强制压入产生作用。2）借助磨粒和抛光器与工件流动摩擦使工件表面的凸凹变平。

三、研磨、抛光的加工变质层

不管采取什么加工方法，或多或少要在被加工表面上产生加工变质层，加工变质层使工件材质的结构、组织和组成遭到破坏或接近于破坏状态，使工件表面的力学性能、物理化学性能与母体材料不同，进而影响制成元件的性能，因此在超精密研磨抛光中要求变质层越薄越好。

硬脆材料研磨后的表面，从表层向里依次为：非晶体层或多晶体层、镶嵌结构层、畸变层和完全结晶结构，从弹塑性力学的角度评价变质层，依次为：极薄的塑性流动层、有异物混入的裂纹层、裂纹层、弹性变形层和母体材料。金属材料研磨后的加工表面变质层与硬脆材料类似。

对于抛光加工后的加工变质层，由表层向里依次为：抛光应力层、经腐蚀出现的二次裂纹应力层、二次裂纹影响层和完全结晶层，整个加工变质层深度约为3μm。并且加工表面越粗，加工变质层深度越大。

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