磨削薄片工件的技术问题及对策

叶春梅

（广西机电职业技术学院，广西 南宁 530007）

在平面磨削加工中，常常会遇到一些刚性差、易变形且平面度和平行度要求很高的薄片工件，如机床中的垫圈、摩擦片、阀片及测量用具样板尺等。此类工件的厚度小、刚性差，通常采用电磁吸盘在平面磨床上加工，原有的变形和凹凸不平容易磨去，但磨削完成后卸下的工件，会存在严重的翘曲变形。特别是在横向进给方向的翘曲，并且进刀量越大，变形越严重，其翘曲方向一般都是凹面在砂轮一边。

变形的主要原因有3个：

（1）工件在磨削前，已经在粗加工阶段或热处理阶段产生了变形，当工件在电磁吸盘上被吸紧后，其变形量有所减少，但磨削完成后，松开又恢复了变形。

（2）工件本身刚性很差，在磨削力的作用下也会产生变形。

（3）工件在磨削过程中受热不均匀，被磨削的一面温升较为明显，另一面则相对不明显，即上热下冷，工件上面受热膨胀，就会拱起变形；在电磁力的吸紧作用下，变形暂不显现，去除吸紧力后，变形就会很严重，以至难于保证工件的平行度公差与平面度公差。

为保证此类工件的加工品质，应针对工件的具体情况和加工精度要求，从如下方面采取相应措施。

1 选择合适的工艺参数

首先，应选择磨料颗粒较大、组织较疏松的砂轮。砂轮的磨料颗粒越大，组织越疏松，与工件接触的面积越小，就越有利于工件散热，进而减少磨削热。

其次，应选择较软的砂轮。因砂轮的硬度低，已磨钝的磨料在磨削力的作用下容易脱落，砂轮在磨削的过程中能经常保持锋利，可有效减少砂轮与工件间的摩擦，从而减少磨削热和磨削力。

也可以采用开槽砂轮或镶片砂轮，减少砂轮与工件的接触面，改善散热条件，充分对其磨削表面施加冷却液，从而减少磨削热。

最后，要严格控制磨削用量。进刀量一定要小，以减少工件的受力变形，一般可选择0.002 ～0.005 mm∕横向行程。横向进给量也要小一些，一般可选择0.1～0.5 mm∕纵向行程。纵向往复进给速度，则要选择大一些，以保证充足的冷却液，能及时浇注到磨削面。

2 选择合适的工件装夹方法

采用以下几种装夹方法，保证薄片工件在自由状态下进行定位与夹紧，可取得良好效果，满足工件平行度公差与平面度公差要求。

2.1 垫弹性垫片法

在平面磨床上磨削上述薄片工件时，在工件与电磁吸盘之间垫一层约0.5 mm 厚的橡皮或海绵等弹性物，当工件受磁性吸引力作用时，橡皮被压缩，弹性变形量小，磨削时两面交替进行加工余量基本相等的磨削，两面反复磨削多次，当工件磨得比较平直以后，再直接放在电磁吸盘上磨削，从而磨削出工件的平直平面，可满足平面度和平行度较高的要求。

2.2 垫纸法

用电工纸垫在工件的弯曲处，将垫平的一面吸在电磁吸盘上，磨出一个基准面，再以该基准面定位，磨另一面，如精度要求较高，也可以两面交替磨削，直到符合图纸要求。

2.3 涂白蜡法

在工件一个凹面涂上白蜡，用一块平板或砂轮端面对研，使得白蜡的填充与工件表面的高点相平，以该面为定位基准，磨另一面，磨出一个基准面后，再把工件翻过来磨另一面。

2.4 低熔点材料粘接法

用环氧树脂结合剂、松香或厚油脂等低熔点材料，将薄片工件在自由状态下粘到一块底面平整、上面开多个凹槽的平板上，把平板连同薄片一起放到电磁力吸盘上，磨平薄片一端平面后，再将薄片工件从平板上取下来，以磨平的一面放到磁力吸盘上，再磨削薄片工件的另一端平面。由于低熔点材料在未硬化之前有流动性，可以填平薄片工件与平板之间的间隙，硬化后，工件与平板粘结在一起，成为一个整体，从而大大增强了工件的刚性。在电磁力吸引下，薄片工件不会产生夹紧变形，为磨削出平直平面创造了条件。

2.5 减少电磁吸盘吸力法

将薄片工件放在平面磨床附件中的精密平口钳上，或事先磨削好的高度适合的导磁铁上，再用电磁吸盘把精密平口钳或导磁铁吸住，由于工件距离电磁吸盘有一定高度，因此受力较小。采用较小的进刀量，逐渐磨平一面后取下，把已磨好的一面放到电磁吸盘上，再磨另一平面，反复磨削几次，平面度即可达到要求。利用电磁吸盘的剩磁力吸紧工件进行磨削加工，也可达到同样的效果。如果工件的尺寸较小，还可采用加密型电磁吸盘进行吸紧。

2.6 真空装夹法

该方法是利用大气的压力来夹紧工件，事先做好一夹具体，面上设有与工件规格相当的橡胶密封圈，把工件放在橡胶密封圈上，使工件与夹具体之间形成密封腔，再用真空泵将腔体内空气抽出，这时工件在大气的作用下被夹紧。由于夹紧力较小，工件不易变形，当磨削好一面后，再磨另一面时，也还是采用上述方式进行。

3 结束语

采取以上方法，基本可以满足工件的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度的要求，提高生产效率，解决实际生产中遇到的磨削薄片工件的难题。只要我们针对具体工况，采用适合的方法、措施，各类问题总能得到解决。

[1]吴国梁.磨工实用技术手册[K].南京：江苏科学技术出版社，2010.

[2]周增宾.磨削加工速查手册[K].北京：机械工业出版社，2010.

[3]李伯民，赵 波.现代磨削技术[M].北京：机械工业出版社，2003.