减少表面粗糙度的有效加工方法

减小表面粗糙度的加工方法有很多，主要有精密加工和光整加工。

1．精密加工

精密加工需要机床有高的运动精度、良好的刚度和精确的微量进给装置，机床低速稳定性好、能有效消除各种振动对工艺系统的干扰，同时还要求稳定的环境温度等。

1）精密车削。精密车削一般采用细颗粒硬质合金刀具材料，若加工非铁合金则采用金刚石车刀，若为黑色金属则可采用CBN 刀具或陶瓷刀具。切削速度v 在160m·min-1 以上，背吃刀量 ap=0.02～ 0.2mm ，进给量f =0.03～ 0.05mm·r-1。由于切削速度高，切削层截面小，因此切削力和热变形很小。加工精度可达IT5～IT6 级，表面粗糙度为 Ra0.8～ 0.2μ m。

2）高速精镗。高速精镗一般采用硬质合金刀具，主偏角较大（45°～90°），刀尖圆弧半径较小，径向切削力小，对于有色金属则采用金刚石刀具。切削速度v=150～ 500m·min-1，为保证质量，一般分粗镗和精镗两步进行：粗镗ap=0.12～0.3mm、f=0.04～0.12mm·r-1；精镗ap<0.075mm，f=0.02～0.08mm·r-1。由于切削力小，切削温度低，加工质量好，加工精度可达到IT6～IT7，表面粗糙度为Ra0.8～0.1µm。高速精镗广泛用于不适宜用内圆磨削加工的各种结构零件的精密孔。

3）宽刃精刨。宽刃精刨的刃宽为60～200mm，刀具材料常用YG8、YG5 或W18Cr4V，加工铸铁时前角 γ0=-10°～-15°，加工钢件时 γ0= 25°～3 0°，一般采用斜角切削，刀具切入平稳。切削速度v=5～10m·min-1，背吃刀量ap=0.005～0.1mm。宽刃精刨适用于在龙门刨床上加工铸铁和钢件。加工直线度可达 1 000∶0.005，平面度不大于 1 000∶0.02，表面粗糙度在Ra0.8µm 以下。

4）高精度磨削。高精度磨削可使加工表面获得很高的尺寸精度、位置精度和几何形状精度及较小的表面粗糙度。通常，表面粗糙度为Ra0.1～0.5µm 称为精密磨削，Ra0.025～0.012µm称为超精密磨削，小于Ra0.008µm 为镜面磨削。

2．光整加工

光整加工是用粒度很细的磨粒（自由磨粒或烧结成的磨条）对工件表面进行微量切削、挤压和刮擦的一种加工方法。其目的主要是减小表面粗糙度值并切除表面变质层，加工余量极小，不能修正表面的位置误差，其位置精度只能靠前道工序来保证。(www.xing528.com)

1）研磨。研磨是在研具与工件加工表面之间加入研磨剂，在一定压力下两表面作复杂的相对运动，通过研磨剂的微切削及化学作用，从工件表面上去除极薄的金属层。

研具是涂覆或嵌入磨粒的载体。研具材料硬度一般比工件材料低，硬度一致性好，组织均匀致密。研具可用铸铁、低碳钢、纯铜、黄铜等软金属或硬木、塑料等非金属材料制成，研具表面具有较高的几何精度。

研磨剂由磨粒、研磨液和辅助填料等混合而成。磨粒主要起机械切削作用。研磨液主要起冷却和润滑作用并使磨粒均布在研具表面。辅助填料是由硬脂酸、石蜡、工业用猪油、蜂蜡按一定比例混合成的混合脂，在研磨过程中起吸附磨粒、防止磨粒沉淀和润滑作用，还通过化学作用在工件表面形成一层极薄的氧化膜，这层氧化膜很容易被磨掉而不损伤基体。

研磨按研磨方式分为手工研磨和机械研磨，根据磨粒是否嵌入研具又分为嵌砂研磨和无嵌砂研磨。

研磨因在低速低压下进行，故工件表面的形状精度和尺寸精度高，可以达到IT6 以上，表面粗糙度可以达到Ra0.01～0.04µm。金属材料和非金属材料都可加工，如半导体、陶瓷、光学玻璃等。

2）珩磨。珩磨是利用带有磨条的珩磨头，以一定压力压在被加工表面上，机床主轴带动珩磨头旋转并作直线往复运动，工件固定不动，在珩磨头的运动过程中，磨条从工件上切除薄层金属，如图6-6 所示。磨条在工件表面上的运动轨迹是均匀而不重复的交叉网纹，有利于获得小表面粗糙度值的加工表面和存储润滑油。尺寸精度可达IT6～IT7，表面粗糙度可达Ra 0.025～0.20µm，表面层的变质层极薄。珩磨头与机床主轴浮动连接，故不能纠正位置误差，适于大批量生产精密孔的终加工，不适宜加工较大韧性的有色合金及断续表面，如带槽的孔等。

图6-6　珩磨示意图

3）抛光。抛光加工是用涂敷有抛光膏的布轮、皮轮等软性器具，利用机械、化学或电化学的作用，去除工件表面微观凸凹不平处的峰顶，以获得光亮、平整表面的加工方法。抛光加工去除的余量通常小到可以忽略不计，因此，抛光加工一般不能提高工件的形状精度和尺寸精度，多用于要求很低的表面粗糙度值，而对尺寸精度没有严格要求的场合。