研磨加工原理

➢ (2)可做高精度的加工：磨粒加工因為是以 單一的刀刃，磨除較小的體積，故可以提 高加工精度。
➢ (3)刀刃的再生作用：磨粒在加工中受力而 破碎，產生尖銳的刀刃，並更新刀刃。
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表3.1 主要磨粒的特性
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3.1.2 磨粒的種類 ➢ 1.氧化鋁磨粒：現在使用於工業上的材料，
是以電爐熔化氧化鋁，再徐冷而結晶的熔融 氧化鋁，常使用於鐵系材料的研磨加工。
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3.1 磨粒加工與磨粒
➢ 使用磨粒的硬粒子，進行機械式去除的加 工方法，稱為磨粒加工。
➢ 石器的研磨或寶石的鑽孔，與人類的出現， 同為發展最古老之加工技術。
➢ 現在的半導體之研磨加工，是使用最尖端 的超精密加工技術。
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3.1.1 磨粒加工的特徵
➢ (1)可加工切削無法加工的硬材料：一般要 以切削刀具加工碎火鋼較困難，故使用磨 粒加工 。
研磨加工，要做以下的準備。
➢ (3)刀具磨床:為研磨成形車刀或銼刀的磨 床，為了加工車刀的刀鼻曲面或螺旋狀溝 槽，除了X、Y、Z三軸外，傾斜、旋轉部分 很多，故有多軸控制的CNC刀具磨床。
➢ (4)皮帶式磨床:以帶狀研磨布替代磨輪， 並以高速磨削工作物的磨床。
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3.5 研磨加工原理
➢ 3.5.1 研磨加工的準備：要求精密度的
➢ 2.碳化矽磨粒：碳化矽磨粒比氧化鋁磨粒硬 且脆，以電阻爐的高溫反應，將矽與碳合成。 碳化矽磨粒用於研磨或研光鋼以外的金屬或 玻璃、石材等非金屬。
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3.1.2 磨粒的種類
➢ 3.鑽石磨粒：鑽石是最硬的物質，自古以來用於 寶石的研磨。鑽石的構成元素為碳，故不適合加 工鋼料，用於加工玻璃、矽、硬度高的陶瓷。
➢ 磨粒是做為產生切屑的刀刃，結合劑是支持磨粒 的構造體，磨耗後不能使用的磨粒，對脫落的再 生作用有很大的影響。
➢ 氣孔是收容切屑的空間，具有很重要的任務，是
大大影響研磨效率或研磨能量的因素。
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圖3.1 磨輪a 三要素
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圖3.1 磨輪三要素
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圖3.2 磨輪的a JlS表示方法
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圖3.2 磨輪的JlS表示方法
3.4.5 限制加工目的的磨床
➢ (1)齒輪磨床、螺紋磨床:做為研磨加工高 精度要求的精密級齒輪或螺紋等機械元件 的專用機。
➢ (2)曲軸磨床、凸輪軸磨床:為有效率加工 引擎主要零件之曲軸或凸輪軸的專用機。
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螺紋磨床
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交錯或隔山型研磨螺紋
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多山螺紋研磨分粗、中、細及外圓
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3.4.5 限制加工目的的磨床
第三章 研磨加工原理
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第三章 研磨加工原理
➢3.1 磨粒加工與磨粒
➢3.2 研磨加工的特徵
➢3.3 磨輪
➢3.4 研磨加工用工作母機
➢3.5 研磨加工原理
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第三章 研磨加工原理 ➢3.6 磨輪損耗(脫落、不脫落、填塞)
與壽命 ➢3.7 影響研磨加工面精密度的因素 ➢3.8 各種磨床的精密機械加工原理
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表3.2 磨輪組織
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表3.3 磨輪結合劑
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3.4 研磨加工用工作母機 ➢ 研磨加工是使用稱為磨床的工作母機，
磨床的種類很多，其代表性磨床。 ➢ 3.4.1 平面磨床 ➢ 3.4.2 圓筒磨床 ➢ 3.4.3 內孔磨床 ➢ 3.4.4 無心磨床 ➢ 3.4.5 限制加工目的的磨床
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➢ 其加工單位比切削小，可做較高精度的加 工。但是每單位時間可去除的體積比切削 小，其加工效率較低，故為了減少加工時 間或成本，使去除部分的體積在最小限度， 是很重要的。
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3.3 磨輪
➢ 研磨加工就是以高速旋轉，利用結合材料將硬粒 子的磨粒，固著在圓板狀的磨輪上，以磨除工作 物的加工方法。
➢ 磨輪是由圖3.1所示的磨粒、結合劑及氣孔所構 成，這些稱為磨輪三要素。
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3.4.4 無心磨床
➢ 無心磨床就是沒有頂心的磨床，大多使用於 量產的汽車或家電產品的軸類零件加工。
➢ 圖3.6所示，以調整輪、承板及磨輪，做三 點支撐。一邊將工作物做磨輪軸向進給，一 邊做圓筒研磨。
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圖3.6 無心磨a床的基本構造
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無心磨床a 之研磨
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無心磨床的調a 整輪的作用 30
➢ 磨粒的破脆性與加工中刀刃的再生作用， 有很大的關連，並且為左右加工性能的重 要特性值。破脆性愈高，只要以很小的力 量，就可以造成微細的破碎。因為產生新 的磨粒刀刃，故能維持銳利的狀態，但是， 磨粒的消耗較快。
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3.2 研磨加工的特徵
➢ 研磨加工：是以使用結合材料，固著磨粒 的磨輪，利用固定磨粒的加工，以高速旋 轉圓板或圓柱狀的磨輪，利用擁有尖銳刀 刃的磨粒之切削作用，來去除材料的加工 方法。
(b)立式平面磨床
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圖3.3 平面磨床
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3.4.2 圓筒磨床
➢ 在切削加工中，相當於車床的工作母機為 磨床。一邊以慢速旋轉工作物，一邊以高 速旋轉磨輪，來研磨工作物，為以精密加 工圓筒面的工作母機。
➢ 依工作物相對於磨輪的進給方向，分為橫 行式與凸輪式兩種(圖3.4所示) 。
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圖3.4 圓筒磨床
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3.4.1 平面磨床
➢ 平面磨床用於加工平面或溝槽，依磨輪軸 的方向，分為2種(圖3.3所示)。
➢ 水平磨輪軸，主要以磨輪的圓筒面為工作 面的臥式平面磨床與垂直磨輪軸以磨輪端 面加工的立式平面磨床。
➢ 將工作物載於工作台上，做往復運動的長 方形工作台與做旋轉運動的圓形工作台。
➢ (a)臥式平面磨床
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3.4.3 內孔磨床
➢ 為精密加工圓筒內孔所需磨床，如圖3.5所示， 有工作物旋轉的工作物自轉式與一邊旋轉磨 輪軸及一邊作行星運動的行星式兩種。
➢ 在深孔的內孔研磨，加長在前端安裝磨輪的 軸，其徑向的剛性很低，故容易產生磨剩或 異響震動，是一種很難做到高精度加工的研 磨技術。
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圖3.5 內a 孔磨床
➢ 4.CBN磨粒：是硬度僅次於鑽石的物質，其構成 元素為氮與硼，故硬且與鐵的親和性差，最適合 加工碎火鋼。
➢ 5.其他磨粒：使用游離磨粒的磨削加工，因為要
求平滑的加工面，故在常溫是使用硬度較低的磨
粒，在高溫是使用硬度不會降低的磨粒。
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3.1.3 磨粒的大小(粒度)與破脆性
➢ 磨粒做為刀具使用時，必須依加工目的， 選擇磨粒的大小。磨粒的大小稱為粒度， 表示磨粒的數字，稱為篩孔尺寸。