发布时间：2024-02-07 来源：网络
免费在线.2 精密研磨、抛光的主要工艺因素 7.3 超精密平面研磨和抛光 7.4 超精密研磨抛光的主要新技术 第7章 精密研磨与抛光 一、研磨加工的机理 第1节 研磨抛光机理 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。 第2节 精密研磨、抛光的主要工艺因素 加工条件：对残留有裂纹的硬脆材料和不产生裂纹的金属材料的加工条件不同； 研磨方式：单面研磨和双面研磨； 研磨机：应能均匀地加工工件，研具磨损要小并要求能容易修整精度； 研具和抛光盘：必须避免因工作面磨损和弹性变形引起精度下降； 研具材料：微细的磨粒和使磨粒对工件作用很浅的材料； 加工液：提供磨粒、排屑、冷却和减轻不必要摩擦的效果。 第3节 超精密平面研磨和抛光 一、精密平面的研磨机 二、平面研磨使用的研具 1）特种玻璃，或用在加工成平面的金属板上涂一层四氟乙烯或镀铅和铟； 优点：能得到高精度的平面 缺点：研具层寿命短 2）使用半软质研磨盘或软质研磨盘 优点：研磨出的表面变质层很小，表面粗糙度也很小； 缺点：研磨盘不易保持平面度 三、平面研磨时工件和软质研具的磨损量 工件与研具两者的任意点A处的加工量和研具磨损量，相对于两者的中心各自画圆弧与横轴相交，从交点出发每20min间隔与纵轴平行地上升或下降。 工件形成凸面，研具在半径上形成凹面。 使用ηp小的研具效果好。使用ξ小的研具能有效地控制平面度的恶化，但ξ太小时，压力偏差较大，反而易引起平面度的恶化。而当ξ较大时，只要加工量少，由于压力偏差较小，初始的平面度不会产生多大的恶化。 四、平行度和晶体方位误差的修正 平行度的修正研磨是使被加工面与基准平面的角度误差达到最小值。单面研磨法采用使工件附加偏心压力。晶体方位误差的修正加工是以晶格面作参照物进行研磨的。 五、获得高质量平面研磨抛光的工艺规律 1）研磨运动轨迹应能达到研磨痕迹均匀分布并且不重叠。 2）硬质研磨盘在精研修形后，可获得平面度很高的研磨表面，但要求很严格的工艺条件。 3）软质（半软质）研磨盘易获得表面粗糙度值极小和表面变质层甚小的研磨抛光表面，但不易获得很高的平面度。 4）使用金刚石微粉等超硬磨料可获得很高的研磨抛光效率。 5）研磨平行度要求很高的零件时，采用（1）上研磨盘浮动以消除上下研磨盘不平行误差；（2）小研磨零件实行定期180度方位对换研磨，以消除因研磨零件厚度不等造成上研磨盘倾斜而研磨表面不平行；（3）对各晶向硬质不等的晶片研磨时，加偏心载荷修正不平行度。 6）为提高研磨抛光的效率和研磨表面质量，可在研磨剂中加入一定量的化学活性物质。 7）高质量研磨时必须避免粗的磨粒和空气中的灰尘混入，否则将使研磨表面划伤，达不到高质量研磨要求。 第4节 超精密研磨抛光的主要新技术 液中研磨 将超精密抛光的研具工
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