磨粒加工和前压误差的关系

使用单结晶金刚石工具的切削加工，在可加工性好的材料如铝合金和无氧铜等的加工中作为最适合的最终加工法来使用，但在其他被切削材料的情况下，一般把磨削和研磨及能源加工作为最终加工法来使用。

超高精度加工时大多采用磨削加工和研磨加工、精抛光等作为前加工，用切削加工作为前加工时虽然前压误差的问题不多，但在磨削和抛光加工作为前加工时有几点必须要注意的问题：加工面上残留的切伤、裂纹的发生、崩刃、卷刃（指工件边角上的缺陷）。微观裂纹和崩刃会使得单晶硅片和铁氧体光元件的加工像加工LiNbO₃一样。在最近出现的各种材料的复合构成体，在加工时会产生段层差的问题。

在前加工中尽量控制宏观裂纹和切伤等的发生的方法各种各样。在磨削加工中当然有必要使用主轴旋转振摆非常小的工作机械，但必须充分注意砂轮的整形。即磨粒尖端的包络面必须完全符合所要求的形状，更重要的是要充分取得动力学平衡（如在0.01～0.02g以下）。

关于使用游离磨粒的抛光加工，虽然使用微小而均一的磨粒是绝对条件，但要进一步控制微观裂纹则必须减小抛光的压力。渡边等人把抛光压力降到过去的1/10，效率降低的因素则通过提高转速进行弥补，这种方式得到了好的结果。用这样的方法可使加工面的表面粗糙度值控制在过去的1/10以下。

珩磨加工较磨削速度慢，因而由于发热较少而使加工变质层较薄，可以得到表面粗糙度好的小面积。而且在某种程度上可以修正在前加工中产生的真圆度和真直度等形状误差。但是，不能修正对于孔端面的垂直度。必须充分注意珩磨加工不能除去这样的前压误差的问题。因此，从这个意义上说在前加工中必须选定形状精度高的加工法。

超精加工法是用粒度细而结合度较低的磨石轻轻加压于工件上，磨石做快速的微小振幅的振动，由于两者之间的相对运动而对工件表面做静加工的方法。珩磨时重点放在形状和尺寸精度，而超精加工时重点放在表面粗糙度上。因此，在前加工中形状和尺寸的加工余量没有完全除去时不能进行超精加工。

超精加工时，首先对在前加工中制成的粗糙凹凸面进行磨削，由于加工机构结合度低，且加工面粗糙凹凸部尖锐因而实际的接触面压力很高，以及磨粒作用力反向经常变化等的相互作用，锋利的切削刃不断出现自锐作用，工件表面的山形凹凸急速地被磨削掉。

山形凹凸被磨削到一定程度时，实际的接触面压力变低，且磨石自锐作用减弱，磨石的切削能力下降，空隙堵塞，转向研磨作用而实现镜面精加工。新的工件加工时在最初的超精加工过程中仍然出现锐利磨粒，同样的周期反复重复进行。(www.xing528.com)

此时，根据工件的初期表面粗糙度而加工量不同，磨削作用自动地停止的加工深度也不一样。有时，前加工的凹凸还残存的状态下，磨削作用已经完全停止。这样一来加工表面粗糙度不十分好的同时，由于不能够达到将凹凸完全除去的深度，结果加工尺寸也出现误差。这意味着前压误差不能完全除尽。

【系2】传导的误差之中，识别出在后加工阶段中能除去的误差和不能除去的误差，在前加工中不得残存不能除去的加工误差。

为解决上述问题，必须把前加工凹凸几乎全部除去的研削作用和其后的研磨机能分别独立开来。为此，两段工程超精加工法被采用了。首先在第一工程，选择经常维持自锁作用的高压力低速度加工条件，不管初期表面粗糙度如何都保证能够磨削至预定目标的加工表面粗糙度。一边检查加工表面粗糙度，直至在这个条件下加工到表面粗糙度值小于0.7μm为止。

接着在第二工程，选择迅速产生堵塞而失去磨削能力的低压力高速度的加工条件。由此，通常从表面粗糙度值小于0.7μm的初期条件出发，进行研磨，以达成作为目标的加工表面粗糙度。即有可能进行前压误差传导影响少的加工。第二工程的加工量在1μm左右。

这样做，应用机能独立性的原理，首先选择不由前加工的初期表面粗糙度决定的加工条件，将研磨作用独立而完全的进行，能够很好除去传导下来的前压误差。希望尽量使前压误差的传导为零。但办不到时也要尽量减少，为此在下面的加工阶段有必要下功夫进行修正。

就是说在进行零件加工时，预先用试验来研究加工阶段和前压误差的关系，以此来决定加工条件，则得到下面的系。

【系3】应用机能独立性的原理，必须找出不残存前压误差的加工条件。