磨光用的工具是粘有磨料的磨光轮或磨光带。粘在磨光轮或磨光带上的磨料颗粒,具有很高的硬度和锋利的棱面。每一个磨粒相当于一个刀齿,每一个棱角相当于一个刀刃,无数个细小的磨料,好像无数个刀齿和刀刃,不规则地分布在磨光轮或磨光带表面。当磨光轮或磨光带高速旋转时,每一个磨粒都将基体表面刮掉一小片或划出一条刻痕,无数个刃口重复着相同的刮刻过程,最终将基体表面的宏观缺陷、腐蚀痕迹、划痕、焊接药皮及飞溅、砂眼和氧化皮等刮削干净,使基体表面平整。
磨粒对基体表面的刮削过程,不但使基体产生弹性及塑性变形,而且会产生很高的摩擦热,可能使基体表面产生黑蓝色的氧化膜,使零件变形甚至烧伤。
磨粒和基体表面的强烈摩擦,除使基体表面被磨掉一层外,磨粒的棱角也被磨平而变钝,将降低磨粒对基体表面的刮削能力,摩擦力也随之增加,磨粒受的力会不断增大,将导致磨粒破碎,从而产生很多新的刀刃,使磨粒的磨削能力“再生”。
磨光操作除个别圆形或规则零件可用自动机外,一般情况都以手工操作为主,操作者应根据零件的形状,随时调整工件的位置,使零件表面达到工艺要求。
1磨料的选择
磨料是切削或整平基体表面时使用的材料,凡是天然矿物或人工制造的金刚砂、刚玉等,只要具有较高的硬度、切削能力和一定的韧性的材料都能做磨料。
应根据基体的材质,表面原始状态和磨光后的质量要求,选择磨料的种类和粒度。磨光常用的磨料的特性及用途如表所示。
磨料的粒度及颗粒尺寸如下表所示。
磨料和磨粉的粒度用筛分法测定,号数越大,颗粒越小。微粉和超精微粉的粒度用显微镜分析法测定,用基本颗粒的最大宽度(um)确定粒度号,号数越小,颗粒越小。
电镀预处理磨光时,一般先用 120#~280#人造金刚砂或刚玉等较硬的材料粗磨。再用细粒的金刚砂,浮石等进行细磨,依次加大磨粒号数,由粗到细分几道工序进行磨光。若基体表面原始状态很粗糙,则应先用比 120#更粗的磨料进行粗磨。
2磨光速度的选择
磨光轮(或带)旋转的圆周速度与磨光效果关系密切,应根据基体的材料种类和对表面的质量要求选择磨光速度。基体金属材料越硬,对表面粗糙度要求越高,磨光速度应该越大。但过大的圆周速度会使磨光轮的使用寿命降低;而磨光速度太小时,生产效率低,表面质量差,因此应选择适当的圆周速度。
磨光轮的圆周速度可按下式计算:
式中:v 为圆周速度(m/s);d 为磨光轮直径(m);n为磨光轮转速(r/min);π为圆周率,π=3.141 6。
由上式可知增大磨光轮直径和提高转速都可以提高圆周速度。下表给出了推荐的磨光速度。
不同直径磨光轮的圆周速度与转速的关系可以从下表中查得。
3磨光轮
磨光轮是用棉布、特种纸、毛毡、呢绒线、皮革或其他纤维制的圆片外包上皮革心用压制法、胶合法或缝合法制成。这些材料使磨光轮具有一定的弹性。根据所有材料的不同,磨光轮分为软轮和硬轮两种。基体材料硬,形状简单时,选用硬轮磨光;基体软,形状复杂时,选用弹性大的软轮磨光。磨光轮的规格及型号如下表所列。
4磨光带
磨光带由安装在电机轴上的接触轮带动,另一从动轮使其具有一定的张力,以便对基体进行磨光。
磨光带由衬底、黏结剂和磨料三部分组成。衬底用 1~3层不同类型的纸或布制成;黏结剂一般用合成树脂、骨胶或皮胶;磨料则按需要选用。
4.1磨光带磨光的优点
①磨削面积大,因此磨光带的使用寿命比磨光轮长。操作时磨光带的工作面不断变化,冷却快,便于手持零件,工件的温度也较低,因此变形较小。
②用接触轮来调节磨光带的松紧,可对不同零件进行磨光。
③ 使用很软的半充气的接触轮,可磨光形状复杂的零件。
④采用合成树脂黏结磨料的磨光带可进行湿磨。
4.2接触轮
根据不同的用途,采用不同的材料制造出具有不同种类不同特性的接触轮。接触轮越硬,基体表面的磨削量越大;基体表面越粗糙,磨光带上的磨料的损耗越快。常用的接触轮的种类与特性如下表所列。
注:①除序号1外,都是橡胶硬度;②也可用硬橡胶做轮毂,软橡胶做轮壳;③根据帆布的不同密度,可制成软、中、硬的轮子。
4.3用磨光带磨光时工艺参数的选择
应根据基体的材料、形状及表面状态选择磨光带、接触轮及其他工艺参数。表2-7给出了常用材料采用磨光带磨光时的工艺条件。
采用磨光带磨光时,除遵守下表的要求外,应注意调整磨光带的张力。用硬接触轮时,磨光带要张紧些;用软接触轮时,应松一些,否则会失去软接触轮的柔软作用,容易划伤基体。
注:①为测量橡胶的钢轨硬度计的测量值;②ZrOz.Al2Os是人造磨料。
5磨光润滑剂
在磨光轮或带上涂润滑剂可延长使用寿命,防止软金属粘在磨粒上,降低被磨表面的光滑度。应根据被抛光材料的类型和对表面粗糙度的要求选择润滑剂。磨光轮常用的润滑剂一般用动物油、脂肪酸和蜡制成,其熔点较高,有时也可采用抛光膏代替。
磨光带可采用稀油或稠油润滑。稀油黏度低,主要用于防止被磨光的软金属粘在磨粒上,并防止磨屑滞留在磨光带上。稠油黏度高,可降低磨光表面的粗糙度,防止磨屑堵塞磨光带并起散热作用。使用润滑剂时应注意事项如下:①勤加、少加,一次不可加得太多,以免浪费;②不能使用闪点太低的润滑剂,防止磨光时着火。