研磨是在做什麼?
研磨是一種重要的物理過程，被廣泛應用於現代工業中。在本文中，我們將探討研磨的原理、方法、設備和應用等各方面的資訊，為讀者提供全方位的研磨知識和參考資料。
一、研磨的基本原理
這是一種通過磨損達到材料加工和改變表面性質的過程。研磨的物理原理包括摩擦力、磨損、熱等因素對研磨的影響，以及研磨過程中材料的變形和表面特性的改變等。
物理作用：
研磨時，研具的研磨面上均勻地塗有研磨劑，若研具材料的硬度低於工件，當研具和工件在壓力作用下做相對運動時，研磨劑中具有尖銳棱角和高硬度的微粒，有些會被壓嵌入研具表面上產生切削作用（塑性變形），有些則在研具和工件表面間滾動或滑動產生滑擦（彈性變形）。這些微粒如同無數的切削刀刃，對工件表面產生微量的切削作用，並均勻地從工件表面切去一層極薄的金屬。同時，鈍化了的磨粒在研磨壓力的作用下，通過擠壓被加工表面的峰點，使被加工表面產生微擠壓塑性變形，從而使工件逐漸得到高的尺寸精度和低的表面粗糙度。
化學作用：
而當採用氧化鉻、硬脂酸等研磨劑時，在研磨過程中研磨劑和工件的被加工表面上產生化學作用，生成一層極薄的氧化膜，氧化膜很容易被磨掉。研磨的過程就是氧化膜的不斷生成和擦除的過程，如此多次循環反覆，使被加工表面的粗糙度降低。
二、研磨的特點
- 表面粗糙度低：研磨屬於微量進給磨削，切削深度小，有利於降低工件表面粗糙度值。加工表面粗糙度可達Ra0 .01μm。
- 尺寸精度高：研磨採用極細的微粉磨料，機床、研具和工件處於彈性浮動工作狀態，在低速、低壓作用下，逐次磨去被加工表面的凸峰點，加工精度可達0 .1μm～0 .01μm。
- 形狀精度高：研磨時，工件基本處於自由狀態，受力均勻，運動平穩，且運動精度不影響形位精度。加工圓柱體的圓柱度可達0 .1μm。
- 改善工件表面力學性能：研磨的切削熱量小，工件變形小，變質層薄，表面不會出現微裂紋。同時能降低表面磨擦係數，提高耐磨和耐腐蝕性。研磨零件表層存在殘餘壓應力，這種應力有利於提高工件表面的疲勞強度。
- 研具的要求不高：研磨所用研具與設備一般比較簡單，不要求具有極高的精度；但研具材料一般比工件軟，研磨中會受到磨損，應注意及時修整與更換。
三、研磨的方法和技術
它的方法和技術有很多種，包括手磨、機械研磨、化學機械研磨和超精密研磨等。手磨通常使用砂輪和砂紙等磨料，需要較高的技巧和時間，但對於小批量的加工來說是很有效的。機械研磨是一種自動化的研磨方法，適用於批量生產，通常使用砂輪、砂帶等磨料。化學機械研磨是一種將化學反應和機械研磨結合起來的方法，適用於加工微細和脆性材料。超精密研磨是一種高精度、高表面質量的研磨方法，可以達到亞微米級別的表面光滑度。
設備：
研磨需要使用各種設備，包括手動研磨機、平面研磨機、中心研磨機、外圓研磨機和磨床等。手動研磨機通常使用手動控制，適用於小批量加工和較小的材料。平面研磨機和中心研磨機則適用於批量加工和中型材料，能夠實現自動化控制，提高加工效率和品質。外圓研磨機則主要用於加工圓柱面和錐面等外圓形材料，能夠實現高精度加工。而磨床則是一種多功能加工設備，能夠實現平面、外圓和內孔等不同形狀的加工，廣泛應用於各種工業領域。除了以上傳統的研磨設備外，近年來還出現了許多新型研磨設備，例如超精密研磨機、化學機械研磨機等。超精密研磨機是一種專門用於實現高精度研磨的設備，能夠實現亞微米級甚至奈米級的加工精度。化學機械研磨機則是一種結合化學反應和機械研磨的新型設備，能夠實現高效率、高精度的加工。
應用：
研磨廣泛應用於現代工業生產中，主要涉及機械加工、精密制造、電子元器件、醫療器械、航空航天等領域。下面分別介紹其中幾個典型應用案例。
機械加工：
機械加工是研磨最廣泛的應用領域之一，主要包括粗加工、半精加工和精密加工。研磨能夠實現高精度、高表面質量的加工，特別是對於硬質、脆性、難加工的材料，研磨是不可缺少的加工方法。例如，航空發動機的構件、軸承和齒輪等都需要經過研磨加工才能達到精度要求。此外，研磨還可以實現超精密加工，如研磨鏡面，這在光學器件、精密儀器等領域中得到廣泛應用。
精密製造：
研磨是實現精密制造的重要工藝之一，可以生產出高精度、高表面質量的產品。例如，研磨可以用於生產高精度的工模、模具、模塊等，這些產品在汽車、家電、醫療器械等領域都有廣泛應用。此外，研磨還可以用於生產精密儀器、光學元件、精密陀螺儀等高精度產品。
電子元器件：
在電子元器件制造過程中，研磨是不可或缺的工藝之一。例如，研磨可以用於生產集成電路晶片、MEMS傳感器等微細加工產品。此外，研磨還可以用於半導體製造中，如研磨晶圓、平整化晶圓表面等。
四、研磨的未來趨勢
未來的研磨技術將會更加自適應、全自動化和智能化。自適應研磨技術可以根據加工材料的不同特性自主調節加工參數，實現更高效的加工效果。全自動化研磨技術可以實現從加工參數設定、加工過程監控到產品檢驗的全自動化流程，進一步提高生產效率和加工質量。智能化研磨技術則是通過應用人工智能和機器學習等技術，實現更精確、更高效的加工控制和質量監測。
未來這些技術的應用前景非常廣闊。例如，在航空航天、汽車製造、電子元器件等領域，研磨技術是關鍵的加工方法，自適應研磨、全自動化研磨和智能化研磨的應用將會進一步提高產品質量和生產效率。此外，未來研磨技術的應用領域還將拓展到更廣泛的材料和產品類型，例如生物醫學器械、新能源產品等。總之，未來的研磨技術將會繼續發展，為各行各業的製造業提供更高效、更精確的加工解決方案。
參考資料
- https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E7%A0%94%E7%A3%A8
- https://baike.baidu.hk/item/%E7%A0%94%E7%A3%A8/7351539
