什麼是研磨加工?
研磨加工是一種高精度的減法製造製程。它與 CNC 銑削或車削不同,其主要目的不是快速移除大量材料,而是精加工。
研磨使用一個稱為砂輪的工具,砂輪由無數堅硬的磨料顆粒黏合而成。這些磨料顆粒如同微小的切削刀具,從工件表面移除極其細微的材料。
此技術是實現微米級尺寸公差、超高精度以及鏡面般表面粗糙度的終極手段。
研磨加工的 3 大核心優勢
為何在 CNC 銑削或車削之後,還需要研磨?
1. 加工熱處理後的超硬材料
這是研磨最重要的價值。當鋼材經過熱處理或淬火後,其硬度會變得非常高,傳統的 CNC 刀具可能無法切削或快速磨損。研磨砂輪則能輕易地加工這些 HRC 50 以上的淬火鋼、碳化鎢、陶瓷等超硬材料。
2. 實現極高的尺寸精度
研磨能達到的尺寸公差遠非銑削或車削可比。它可以穩定地將工件尺寸控制在微米 µm 等級,即 0.001mm,這對於精密模具、軸承或航太零件至關重要。
3. 創造優異的表面粗糙度
研磨能產生極度光滑、平整甚至鏡面的表面,其表面粗糙度 Ra 值極低。這對於需要氣密、水密或低摩擦的接觸面,如油壓缸活塞桿,是不可或缺的。
研磨加工的 3 大主要類型
研磨加工依據工件的形狀和加工方式,主要分為以下三類:
1. 平面研磨
這是最常見的研磨形式,專門用於創造高精度的平坦表面。
- 原理: 工件被固定在磁性工作檯上,並在一個高速旋轉的砂輪下方來回移動,砂輪會逐層移除材料,直到整個表面達到所需的平面度與粗糙度。
- 應用: 塑膠模具的模仁與模座、精密墊片、機械滑軌的表面。
2. 外圓研磨
專門用於研磨圓柱形工件的外徑。
- 原理: 工件本身會旋轉,同時一個砂輪會接觸其外表面進行研磨。內孔研磨則是類似原理,用於研磨工件的內徑或孔洞。
- 應用: 馬達軸心、活塞桿、精密軸承的滾子、各種高精度圓棒。
3. 無心研磨
這是最高效率的圓柱研磨技術,專為大批量生產而生。
- 原理: 工件不需要被頂尖或夾頭夾持。工件被放置在一個高速的研磨砂輪和一個低速的導輪之間。導輪會帶動工件旋轉,並同時控制工件前進,使其連續不斷地通過砂輪,完成研磨。
- 應用: 大量生產的標準件,如精密插銷 Pin、針車零件、培林滾柱、醫療用導絲。
研磨與銑削的關鍵區別
許多人會混淆研磨與銑削。
- 銑削: 是一種成形製程。使用銑刀,材料移除率高,目的是快速製造出零件的 3D 外型與輪廓。
- 研磨: 是一種精加工製程。使用砂輪,材料移除率低,目的是在成形與熱處理之後,修正尺寸、提高公差等級並精修表面。
