实验材料：

外径为120㎜、内径为113、厚度为2.58㎜的热轧酸洗钢制齿轮

实验目的：

将齿轮进行双面研磨，研磨后使两面的基体粗糙度值Ra在0.4~0.8μm范围内。

实验设备：

沈阳科晶自动化设备有限公司制造的UNIPOL-1202精密研磨抛光机、 MTI-3040加热平台及由沈阳科晶自动化设备有限公司销售的TR100袖珍式表面粗糙度仪。

在此选用UNIPOL-1202精密研磨抛光机对样品进行研磨的原因是样品尺寸较大，因此选用适合该样品研磨的UNIPOL-1202精密研磨抛光机对样品进行研磨。

UNIPOL-1202自动精密研磨抛光机      MTI系列加热平台      TR100袖珍式表面粗糙度仪  

图1 实验所用设备图

实验耗材：树脂基金刚石磨片、石蜡棒

 树脂金刚石磨片                      石蜡棒  

图2 实验所用耗材图

实验过程：

将UNIPOL-1202精密研磨抛光机配套用的载样块和所要研磨的齿轮一同放置到MTI-3040加热平台上进行预热，待温度达到可以使石蜡熔化后，将石蜡涂抹在载样块的表面将要粘贴齿轮的位置，然后将齿轮放置到载样块上，齿轮应放置在载样块的中心位置，剩余的位置应是对称的。粘贴好的样品如图3所示：

图3 齿轮样品粘贴后的图片

注意：在载样块上粘贴样品时，样品应在载样块上对称的位置或是中心位置进行粘贴，几种在载样块上粘贴样品的位置示意图如图4所示，以此来保证研磨过程中不会因样品不对称而使样品或载样块磨偏。载样块若磨偏，再用载样块研磨其它样品也会使样品磨偏。因此，保证载样块表面的平行度对于样品的研磨来说是十分重要的。

图4 几种不同数目的样品在载样块上粘贴的位置示意图

将粘有样品的载样块放置于UNIPOL-1202精密研磨抛光机的研磨盘上，放置于盘上的载样块如图5所示，首先用400#的树脂基金刚石磨片对A面研磨40min研磨抛光机的转数为50r/min。研磨后对样品表面粗糙度进行测量得到Ra=8.32μm，可见粗糙度远远大于所要求的粗糙度值，因此应换用颗粒度较小的金刚石磨片或砂纸继续对样品表面进行研磨。再用800#的树脂基金刚石磨片对样品表面研磨10min，研磨后测量样品表面的粗糙度Ra=3.62μm，此时可见样品表面的粗糙度仍未达到要求，因此应继续换用颗粒度较小的金刚石磨片对样品表面进行研磨，此时换用1500#的树脂基金刚石磨片对样品表面研磨15min，研磨后测量样品表面的粗糙度Ra=0.13μm。可见，样品表面的粗糙度小于所要求的粗糙度0.4~0.8μm范围值。粗糙度为0.13μm，说明用1500#砂纸研磨的时间过长，若要粗糙度达到要求，1500#砂纸的研磨时间必须要小于15min，或换用颗粒度小于800#金刚石磨片但大于1500#金刚石磨片的砂纸或金刚石磨片对样品表面进行研磨，研磨时间也应控制好，不宜过长。                                                                                  

 图5 样品在UNIPOL-1202研磨抛光机上研磨的图片

对A面的研磨经验可知用800#金刚石磨片研磨后的样品表面的粗糙度远大于所要求的粗糙度范围值，因此对B面研磨时首先使用800#树脂基金刚石磨片对样品表面研磨50min，研磨后测量样品表面的粗糙度值Ra=3.52μm，粗糙度过大但小于A面用800#树脂基金刚石磨片研磨10min后的粗糙度，说明A面若继续用800#金刚石磨片进行研磨粗糙度会继续减小到3.52μm左右。接下来用1500#金刚石磨片对试样表面进行研磨，由于A面用1500#金刚石磨片研磨15min后粗糙度过小，因此，此时B面的研磨时间应小于A面用1500#金刚石磨片研磨的时间。这里我们用1500#金刚石磨片对B面研磨5min，研磨后测试样品表面的粗糙度Ra=0.47μm，测试结果如图6所示，粗糙度值在规定粗糙度范围内，若想粗糙度在规定的范围内尽可能大点可再缩短研磨时间，或换用颗粒度较大的金刚石磨片或砂纸对样品表面进行研磨。在A面和B面进行道砂纸的研磨时，研磨时间都比较长，目的是为了将样品表面镀有的氧化层*去除。氧化层*去除后裸露出基体金属，对基体金属研磨后测量样品表面的粗糙度值更准确。

图6 样品B面研磨后粗糙度测量结果

结论：

1、用400#砂纸对样品研磨50min后样品表面粗糙度为8.32μm。

2、用800#砂纸对样品研磨40min后样品表面粗糙度为3.52μm。

3、用800#砂纸研磨40min后的样品再用1500#砂纸研磨小于5min的时间，样品表面的粗糙度大于0.47μm。

4、对比A、B两面研磨效果得到，延长A面用800#砂纸的研磨时间粗糙度平均值会降低到3.52左右。