磨削薄片工件的技術問題及對策

葉春梅

（廣西機電職業技術學院，廣西 南寧 530007）

在平面磨削加工中，常常會遇到一些剛性差、易變形且平面度和平行度要求很高的薄片工件，如機床中的墊圈、摩擦片、閥片及測量用具樣板尺等。此類工件的厚度小、剛性差，通常采用電磁吸盤在平面磨床上加工，原有的變形和凹凸不平容易磨去，但磨削完成后卸下的工件，會存在嚴重的翹曲變形。特別是在橫向進給方向的翹曲，并且進刀量越大，變形越嚴重，其翹曲方向一般都是凹面在砂輪一邊。

變形的主要原因有3個：

（1）工件在磨削前，已經在粗加工階段或熱處理階段產生了變形，當工件在電磁吸盤上被吸緊后，其變形量有所減少，但磨削完成后，松開又恢復了變形。

（2）工件本身剛性很差，在磨削力的作用下也會產生變形。

（3）工件在磨削過程中受熱不均勻，被磨削的一面溫升較為明顯，另一面則相對不明顯，即上熱下冷，工件上面受熱膨脹，就會拱起變形；在電磁力的吸緊作用下，變形暫不顯現，去除吸緊力后，變形就會很嚴重，以至難于保證工件的平行度公差與平面度公差。

為保證此類工件的加工品質，應針對工件的具體情況和加工精度要求，從如下方面采取相應措施。

1 選擇合適的工藝參數

首先，應選擇磨料顆粒較大、組織較疏松的砂輪。砂輪的磨料顆粒越大，組織越疏松，與工件接觸的面積越小，就越有利于工件散熱，進而減少磨削熱。

其次，應選擇較軟的砂輪。因砂輪的硬度低，已磨鈍的磨料在磨削力的作用下容易脫落，砂輪在磨削的過程中能經常保持鋒利，可有效減少砂輪與工件間的摩擦，從而減少磨削熱和磨削力。

也可以采用開槽砂輪或鑲片砂輪，減少砂輪與工件的接觸面，改善散熱條件，充分對其磨削表面施加冷卻液，從而減少磨削熱。

最后，要嚴格控制磨削用量。進刀量一定要小，以減少工件的受力變形，一般可選擇0.002 ～0.005 mm∕橫向行程。橫向進給量也要小一些，一般可選擇0.1～0.5 mm∕縱向行程。縱向往復進給速度，則要選擇大一些，以保證充足的冷卻液，能及時澆注到磨削面。

2 選擇合適的工件裝夾方法

采用以下幾種裝夾方法，保證薄片工件在自由狀態下進行定位與夾緊，可取得良好效果，滿足工件平行度公差與平面度公差要求。

2.1 墊彈性墊片法

在平面磨床上磨削上述薄片工件時，在工件與電磁吸盤之間墊一層約0.5 mm 厚的橡皮或海綿等彈性物，當工件受磁性吸引力作用時，橡皮被壓縮，彈性變形量小，磨削時兩面交替進行加工余量基本相等的磨削，兩面反復磨削多次，當工件磨得比較平直以后，再直接放在電磁吸盤上磨削，從而磨削出工件的平直平面，可滿足平面度和平行度較高的要求。

2.2 墊紙法

用電工紙墊在工件的彎曲處，將墊平的一面吸在電磁吸盤上，磨出一個基準面，再以該基準面定位，磨另一面，如精度要求較高，也可以兩面交替磨削，直到符合圖紙要求。

2.3 涂白蠟法

在工件一個凹面涂上白蠟，用一塊平板或砂輪端面對研，使得白蠟的填充與工件表面的高點相平，以該面為定位基準，磨另一面，磨出一個基準面后，再把工件翻過來磨另一面。

2.4 低熔點材料粘接法

用環氧樹脂結合劑、松香或厚油脂等低熔點材料，將薄片工件在自由狀態下粘到一塊底面平整、上面開多個凹槽的平板上，把平板連同薄片一起放到電磁力吸盤上，磨平薄片一端平面后，再將薄片工件從平板上取下來，以磨平的一面放到磁力吸盤上，再磨削薄片工件的另一端平面。由于低熔點材料在未硬化之前有流動性，可以填平薄片工件與平板之間的間隙，硬化后，工件與平板粘結在一起，成為一個整體，從而大大增強了工件的剛性。在電磁力吸引下，薄片工件不會產生夾緊變形，為磨削出平直平面創造了條件。

2.5 減少電磁吸盤吸力法

將薄片工件放在平面磨床附件中的精密平口鉗上，或事先磨削好的高度適合的導磁鐵上，再用電磁吸盤把精密平口鉗或導磁鐵吸住，由于工件距離電磁吸盤有一定高度，因此受力較小。采用較小的進刀量，逐漸磨平一面后取下，把已磨好的一面放到電磁吸盤上，再磨另一平面，反復磨削幾次，平面度即可達到要求。利用電磁吸盤的剩磁力吸緊工件進行磨削加工，也可達到同樣的效果。如果工件的尺寸較小，還可采用加密型電磁吸盤進行吸緊。

2.6 真空裝夾法

該方法是利用大氣的壓力來夾緊工件，事先做好一夾具體，面上設有與工件規格相當的橡膠密封圈，把工件放在橡膠密封圈上，使工件與夾具體之間形成密封腔，再用真空泵將腔體內空氣抽出，這時工件在大氣的作用下被夾緊。由于夾緊力較小，工件不易變形，當磨削好一面后，再磨另一面時，也還是采用上述方式進行。

3 結束語

采取以上方法，基本可以滿足工件的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度的要求，提高生產效率，解決實際生產中遇到的磨削薄片工件的難題。只要我們針對具體工況，采用適合的方法、措施，各類問題總能得到解決。

[1]吳國梁.磨工實用技術手冊[K].南京：江蘇科學技術出版社，2010.

[2]周增賓.磨削加工速查手冊[K].北京：機械工業出版社，2010.

[3]李伯民，趙 波.現代磨削技術[M].北京：機械工業出版社，2003.