游離磨粒加工技術(shù)是歷史久遠(yuǎn)而又不斷發(fā)展的加工方法。在加工中研磨劑、研磨液、拋光劑、拋光液中的各種磨粒、微粉或超微粉呈游離狀態(tài)(自由狀態(tài))，它的切削由游離分散的磨粒自由滑動(dòng)、滾動(dòng)和沖擊來完成。游離磨粒加工也屬于精整和光整加工(Finishing Cut)，是指不切除或切除極薄的材料層，用以降低工件表面粗糙度值或強(qiáng)化加工表面的加工方法，多用于最終工序加工。游離磨粒加工也用來作為修飾加工，主要是為了降低表面粗糙度值，以提高防蝕、防塵性能和改善外觀，而不要求提高精度的加工方法，如砂光、輾光、拋光輪拋光等。拋光一詞并非專指光整加工和修飾加工的拋光方法，也包含用低速旋轉(zhuǎn)的軟質(zhì)材料(塑料、瀝青、軟皮等)研磨盤，或用高速旋轉(zhuǎn)的低彈性材料(棉布、毛氈、皮革等)拋光輪，加研磨劑、拋光劑，具有一定研磨性質(zhì)的精密和超精密拋光。去毛刺有時(shí)也被混稱為拋光，它是影響零件工作質(zhì)量的靈敏性、可靠性的重要技術(shù)?？捎脪伖夥椒ㄈッ蹋ッ踢€有其他方法。
　　現(xiàn)代新發(fā)展起來的超精研磨和拋光技術(shù)主要有兩類：一類是為尋求降低表面粗糙度值及提高尺寸精度而展開的；另一類是為實(shí)現(xiàn)電子元件、光學(xué)元件等特定功能材料及其復(fù)合材料的各種元件機(jī)能而展開的。它要研究、解決與高形狀精度和尺寸精度相匹配的表面粗糙度和極小的表面變質(zhì)層問題，如對(duì)于單晶材料的加工，既要求平面度、板厚和方位的形狀精度，又必須創(chuàng)成出物理或結(jié)晶學(xué)的完全晶面。
　　研磨分為手工研磨、機(jī)械研磨、動(dòng)態(tài)浮起平面研磨、液態(tài)研磨、磨粒膠層帶研磨、振動(dòng)研磨、磁性研磨、電陡動(dòng)研磨。拋光分為機(jī)械拋光、化學(xué)拋光、電化學(xué)拋光、磨液拋光、超聲波拋光、超聲波化學(xué)一機(jī)械拋光、電解復(fù)合拋光等，還有超精密研拋、磨粒噴射加工、磨料流動(dòng)加工及彈性發(fā)射加工?；瘜W(xué)拋光及電化學(xué)拋光是沒有磨料參與的微切削，本書不再述及。
　　1、游離磨粒加工機(jī)理
　　(1)微量切削平面磨床及數(shù)控磨床的制造商南通第二機(jī)床廠(南特爾機(jī)床),生產(chǎn)的數(shù)顯、數(shù)控平面磨床、M71,M74系列立軸圓臺(tái)平面磨床,臥軸矩臺(tái)平面磨床,結(jié)構(gòu)技術(shù)先進(jìn)和質(zhì)量一流,可滿足客戶不同需求,歡迎選購南特爾機(jī)床.
　　游離磨粒加工可以獲得比一般機(jī)械加工更高的加工精度和表面質(zhì)量，是通過選用低的加工壓力，細(xì)或超細(xì)磨粒及彈性支承或黏彈性支承手段，進(jìn)行微量切削，容易得到極小的加工單位，在加工過程中的每個(gè)加工點(diǎn)局部，均是以材料微觀變形或微量去除作用的集成來進(jìn)行。它們的加工機(jī)理是隨著其加工應(yīng)力涉及范圍(加工單位)和工件材料的不均勻程度(材料原有的缺陷或加工產(chǎn)生的缺陷)不同而不同?？墒褂帽炔牧先毕荩貏e是比工件材料微裂紋缺陷還小的超細(xì)磨粒，因磨粒的作用力比引起材料破壞的應(yīng)力還小，所以可獲得高質(zhì)量的加工表面。圖1所示為不同加工單位的變形破壞。目前超大規(guī)模集成電路半導(dǎo)體、磁頭用的鐵素體等磁性體、藍(lán)寶石等壓電體及誘電體和光學(xué)晶體等的表面加工均采用切除層很微細(xì)的游離磨粒超精密研磨與拋光加工方法完成。為了對(duì)此有定量理解，可將微細(xì)或超微細(xì)磨粒形狀簡(jiǎn)化為圓錐體，如圖2所示。
　　圖1不同加工單位的變形破壞磨粒的磨削深度a。為
　　
　　圖2磨粒與工件接觸模型
　　(2)按刨成原理形成表面
　　精整和光整加工大多是用非強(qiáng)制性的壓力進(jìn)給切削加工，其加工量的多少?zèng)Q定于工具與工件間的壓力大小，并且首先切除工件與工具表面上的凸點(diǎn)。為了獲得理想的按刨成原理形成的加工表面，要求如下。
　　①工具與工件能相互修整。
　?、诟鼽c(diǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡接近一致。
　?、鄄捎迷趶椥曰蝠椥詨毫ο录虞d，質(zhì)量。
　　能根據(jù)接觸狀態(tài)自動(dòng)調(diào)整磨削深度，以保證加工圖3示出這一切削過程的機(jī)理。首先加工工件上P1、P2、 P3、P4等幾個(gè)頂點(diǎn)，當(dāng)頂點(diǎn)加工平坦后，由于比壓減小，切除工件較為困難，反過來形成以工件來修整工具上的凸點(diǎn)。如此形成工件與工具間的相互修整，且由于所設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)軌跡使同一接觸點(diǎn)再次重現(xiàn)的概率很小，提高了修整效果，從而獲得高的平整表面?？梢?，加工精度與構(gòu)成相對(duì)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床運(yùn)動(dòng)精度幾乎無關(guān)，主要是由工件與工具間的接觸性質(zhì)和壓力特性，以及相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡的形態(tài)等因素決定的，故稱此加工原理為創(chuàng)成原理。應(yīng)用此原理在合適條件下，加工精度就能超過機(jī)床本身的精度。
　　
　　圖3游離磨粒加工表面形成機(jī)理
　　(a)加工切削狀態(tài)
　　游離磨粒加工的機(jī)械作用可用圖9—4所示的磨粒切刃加工模型來表示。通過切削的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生溝槽G1、G2、…、Gi，其體積總和為切削量。在這種情況下，磨粒與工件的接觸壓力大致等于工件材料的屈服點(diǎn)，其值可根據(jù)維氏顯微硬度值HV。
磨粒切刃的形狀可以用近似圓錐、球等幾何體來表示。若其分布按等高、正態(tài)分布或均勻分布時(shí)，可近似推算出在某種工藝條件下切削加工的單位體積。
　　(1)恒溫
　　超精密加工必須在嚴(yán)密多層恒溫條件下進(jìn)行，除對(duì)放置機(jī)床的房間保持恒溫外，還要對(duì)機(jī)床采取特殊恒溫措施。如機(jī)床外部罩有透明罩，罩內(nèi)設(shè)有油管，對(duì)整臺(tái)機(jī)床噴射恒溫油流，加工區(qū)內(nèi)溫度可保持在(20±0.06)℃范圍內(nèi)。
　　(2)防振
　　除對(duì)機(jī)床設(shè)計(jì)制造采取提高動(dòng)態(tài)特性措施外，還需采用隔振系統(tǒng)。如美國一實(shí)驗(yàn)室的一臺(tái)超精密研磨機(jī)安裝在工字鋼和混凝土防振床上，再用4個(gè)氣墊支承約75kN的機(jī)床和防振墊，氣墊由氣泵供給恒壓的氮?dú)?，能有效地隔離頻率為6～9Hz、振幅為0.1～0.2tLm的外來振動(dòng)。
　　(3)超凈
　　未經(jīng)凈化的環(huán)境絕大部分塵埃小于lum，也有1～10um的。如落到加工表面上將拉傷用預(yù)凈室和凈化室二次凈化，可在1ms空間表面，落到量具測(cè)量表面上將造成錯(cuò)誤判斷。使大于0.5Fm的塵埃不超過3500個(gè)。
　　2、游離磨粒加工特點(diǎn)
　?、儆欣趯?shí)現(xiàn)創(chuàng)成性加工 可獲得很高的精度和很低的表面粗糙度值。
　?、诳赏瓿蓮?fù)雜凹部表面加工 用自由運(yùn)動(dòng)的磨粒能實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜形狀表面加工或處理(一般不要求形狀和尺寸精度)，諸如滾筒加工、噴射加工等。
　?、劭筛咝谐砻娌牧显诓灰缶鹊膱?chǎng)合，采用噴射加工等方法可簡(jiǎn)便而高效地加工表面。
　?、芨咚偌庸ざ噙x用橡膠、塑料、布、麻等作為支承體，從安全角度考慮有利于采用高速來提高效率。
　?、莼瘜W(xué)的輔助切除作用 半固結(jié)磨粒加工由于磨具變形使接觸面積增大，局部溫度升高，使加工材料的切除不僅有機(jī)械作用，還有化學(xué)的輔助作用。
　　⑥可采用彈性磨具和半固結(jié)磨具半固結(jié)磨具與工件平面接觸狀態(tài)如圖5所示。彈性圓盤外圓上用各種方法固結(jié)磨粒。在力作用下，形成接觸弧內(nèi)的垂直壓力分布f(z)。接觸弧內(nèi)z點(diǎn)的磨粒可以近似地考慮為按F—f(z)的壓力進(jìn)給加工，實(shí)際上，由于支承體是彈性的，當(dāng)然會(huì)引起磨粒切刃的后退，使磨粒切刃與支承體共同分擔(dān)，加工支承體通過摩擦升溫來促進(jìn)切削作用，其分擔(dān)比例的大小，隨磨粒粒度、支承體的彈性性質(zhì)和施加壓力F的不同而變化。
　　
　　圖5 彈性圓盤與平面的接觸
　　 彈性圓盤壓在剛性平面上的接觸寬度2B可近似按下式計(jì)算，即
　　式中E——橡膠的彈性模量；
　　D——彈性圓盤直徑；
　　6——彈性圓盤寬度。