實驗材料：

外徑為120㎜、內徑為113、厚度為2.58㎜的熱軋酸洗鋼制齒輪

實驗目的：

將齒輪進行雙面研磨，研磨后使兩面的基體粗糙度值Ra在0.4~0.8μm范圍內。

實驗設備：

沈陽科晶自動化設備有限公司制造的UNIPOL-1202精密研磨拋光機、 MTI-3040加熱平臺及由沈陽科晶自動化設備有限公司銷售的TR100袖珍式表面粗糙度儀。

在此選用UNIPOL-1202精密研磨拋光機對樣品進行研磨的原因是樣品尺寸較大，因此選用適合該樣品研磨的UNIPOL-1202精密研磨拋光機對樣品進行研磨。

UNIPOL-1202自動精密研磨拋光機      MTI系列加熱平臺      TR100袖珍式表面粗糙度儀  

圖1 實驗所用設備圖

實驗耗材：樹脂基金剛石磨片、石蠟棒

 樹脂金剛石磨片                      石蠟棒  

圖2 實驗所用耗材圖

實驗過程：

將UNIPOL-1202精密研磨拋光機配套用的載樣塊和所要研磨的齒輪一同放置到MTI-3040加熱平臺上進行預熱，待溫度達到可以使石蠟熔化后，將石蠟涂抹在載樣塊的表面將要粘貼齒輪的位置，然后將齒輪放置到載樣塊上，齒輪應放置在載樣塊的中心位置，剩余的位置應是對稱的。粘貼好的樣品如圖3所示：

圖3 齒輪樣品粘貼后的圖片

注意：在載樣塊上粘貼樣品時，樣品應在載樣塊上對稱的位置或是中心位置進行粘貼，幾種在載樣塊上粘貼樣品的位置示意圖如圖4所示，以此來保證研磨過程中不會因樣品不對稱而使樣品或載樣塊磨偏。載樣塊若磨偏，再用載樣塊研磨其它樣品也會使樣品磨偏。因此，保證載樣塊表面的平行度對于樣品的研磨來說是十分重要的。

圖4 幾種不同數目的樣品在載樣塊上粘貼的位置示意圖

將粘有樣品的載樣塊放置于UNIPOL-1202精密研磨拋光機的研磨盤上，放置于盤上的載樣塊如圖5所示，首先用400#的樹脂基金剛石磨片對A面研磨40min研磨拋光機的轉數為50r/min。研磨后對樣品表面粗糙度進行測量得到Ra=8.32μm，可見粗糙度遠遠大于所要求的粗糙度值，因此應換用顆粒度較小的金剛石磨片或砂紙繼續對樣品表面進行研磨。再用800#的樹脂基金剛石磨片對樣品表面研磨10min，研磨后測量樣品表面的粗糙度Ra=3.62μm，此時可見樣品表面的粗糙度仍未達到要求，因此應繼續換用顆粒度較小的金剛石磨片對樣品表面進行研磨，此時換用1500#的樹脂基金剛石磨片對樣品表面研磨15min，研磨后測量樣品表面的粗糙度Ra=0.13μm。可見，樣品表面的粗糙度小于所要求的粗糙度0.4~0.8μm范圍值。粗糙度為0.13μm，說明用1500#砂紙研磨的時間過長，若要粗糙度達到要求，1500#砂紙的研磨時間必須要小于15min，或換用顆粒度小于800#金剛石磨片但大于1500#金剛石磨片的砂紙或金剛石磨片對樣品表面進行研磨，研磨時間也應控制好，不宜過長。                                                                                  

 圖5 樣品在UNIPOL-1202研磨拋光機上研磨的圖片

對A面的研磨經驗可知用800#金剛石磨片研磨后的樣品表面的粗糙度遠大于所要求的粗糙度范圍值，因此對B面研磨時首先使用800#樹脂基金剛石磨片對樣品表面研磨50min，研磨后測量樣品表面的粗糙度值Ra=3.52μm，粗糙度過大但小于A面用800#樹脂基金剛石磨片研磨10min后的粗糙度，說明A面若繼續用800#金剛石磨片進行研磨粗糙度會繼續減小到3.52μm左右。接下來用1500#金剛石磨片對試樣表面進行研磨，由于A面用1500#金剛石磨片研磨15min后粗糙度過小，因此，此時B面的研磨時間應小于A面用1500#金剛石磨片研磨的時間。這里我們用1500#金剛石磨片對B面研磨5min，研磨后測試樣品表面的粗糙度Ra=0.47μm，測試結果如圖6所示，粗糙度值在規定粗糙度范圍內，若想粗糙度在規定的范圍內盡可能大點可再縮短研磨時間，或換用顆粒度較大的金剛石磨片或砂紙對樣品表面進行研磨。在A面和B面進行道砂紙的研磨時，研磨時間都比較長，目的是為了將樣品表面鍍有的氧化層*去除。氧化層*去除后裸露出基體金屬，對基體金屬研磨后測量樣品表面的粗糙度值更準確。

圖6 樣品B面研磨后粗糙度測量結果

結論：

1、用400#砂紙對樣品研磨50min后樣品表面粗糙度為8.32μm。

2、用800#砂紙對樣品研磨40min后樣品表面粗糙度為3.52μm。

3、用800#砂紙研磨40min后的樣品再用1500#砂紙研磨小于5min的時間，樣品表面的粗糙度大于0.47μm。

4、對比A、B兩面研磨效果得到，延長A面用800#砂紙的研磨時間粗糙度平均值會降低到3.52左右。