在打磨领域，除了普通的平面工件，圆柱形的工件占的比重也不少。下面的内容，让我们来讨论一下如何对圆柱形的轴类零件进行打磨抛光。
轴类零件，顾名思义，就是在机械装置里面起着承接，传递动能等功能的零件，一般是圆柱形的。我们对轴类零件，按照其直径的大小，简单分为发动机轴类零件、大型机械轴类零件以及辊筒型轴类零件。
1. 发动机轴类零件
对于发动机而言，最重要的轴类零件就是曲轴和凸轮轴，参见图1。曲轴和凸轮轴的表面质量好坏，直接关系到发动机的质量，比如说发动机的抖动、震动、油耗、寿命等等。
图1：曲轴、凸轮轴
曲轴和凸轮轴的材料大抵来说，就是铸铁，在成型以后，通过多道的金刚砂轮进行粗打磨，定形，然后用精密砂带，进行最后的抛光。
1.1 粗打磨：
在粗打磨阶段，主要使用的是金刚砂轮，而且是多道的金刚砂轮。金刚砂轮具有强大的磨削力，能够把粗加工成的毛胚件加工成相应的尺寸。比如说，某曲轴的连杆部位，要求成品直径是50+/-0.01 mm，那么在粗磨过程，金刚砂轮会把直径做到50.005mm，留下约5-10 um，作为后面细抛光的磨削余量。下图2 是金刚砂轮的粗加工过程。
图2：金刚砂轮粗加工
1.2 细打磨：
粗加工完成以后，工厂需要对轴类零件的如下主要参数进行检测：圆度，平面度，波浪度，圆柱度，粗糙度。简单来说，如果粗打磨后的尺寸达不到要求，后面的细打磨是无法弥补的。
细打磨使用的不是金刚砂轮，因为这个时候，精细的表面效果是追求的目标。所以客户都使用精密抛光砂带。所谓精密抛光砂带，就是使用了聚酯薄膜材料作为背基，保证了砂带表面的平整度，而且，聚酯薄膜材料的机械性能优良，刚性、硬度、韧度都很高，耐摩擦、耐高温、耐低温，在油，水等介质中不收缩，不变形，这些特性都很适合应用在曲轴，凸轮轴的抛光。见图3。
图3：普通背基VS 精密背基
图4：3M精密抛光砂带系列
3M公司提供整套的精密抛光砂带供客户选择，覆盖了大部分的粒度，最细能够达到9 um的精度，是目前市场上重要的精密抛光砂带供应商。见图4。
在精密抛光阶段，通常使用的方式是砂带静止，包裹住工件，然后工件通过正、反方向旋转10-20秒，来实现抛光。所以，在这个抛光过程中，除了要设定好打磨压力，打磨时间之外，压块的选择也是非常重要的。
压块主要分为金刚石压块和聚酯压块，其中金刚石压块最硬，聚酯压块有多种添加物，通过调整添加物的含量和种类，可以生产出多种硬度的聚酯压块。压块表面的软硬程度决定了精密砂带的抛光效率，客户可以根据磨削量的不同，在曲轴、凸轮轴的不同位置配置不一样的压块。见图5。
图5：压块
通过精密砂带的打磨抛光，曲轴、凸轮轴的相关位置的表面粗糙度一般可以达到Ra<0.2um。对于某些要求极高的发动机，其主要位置的表面粗糙度甚至要求Ra<0.05um。
2. 大型机械轴类零件
上面说的发动机轴类零件，包括曲轴、凸轮轴，一般直径在50mm 左右，所以，我们设计了压块包裹轴的打磨抛光方法。但是，如果轴类零件的直径超过50 mm，甚至接近1米，这种办法就变得不是很实用。我们更多的是采用无心研磨的办法。见图6。
无心研磨，简单来说，就是由打磨砂轮、砂带，导轮、托板相互作用，组成的一种磨削方式。被加工的工件经托板托住，由导轮向托板方向圆周运动而带动工件旋转时由无心砂轮磨削，在磨削工件时表面质量较高，精度相对也很高。
虽然磨削方式转为无心研磨，但打磨的先后次序是没有变的，都是遵循先粗磨，后细磨抛光的过程。粗磨一般使用不同粒度的金刚砂轮，当粒度到了600# 左右，就可以选择用精密抛光砂带。精密砂带抛光过程可以选择如图8 的机械原理进行抛光。见图7，图8。
图6：无心研磨
图7：砂轮粗打磨
图8：抛光带细打磨
3. 辊筒型轴类零件
比大型机械的轴类零件更大的，就是那些直径超过1米的辊筒型轴类零件了。比如造纸业的压辊，铜箔生产使用的钛辊等等。参见图9，图10。
图9：造纸业用的压辊
图10：铜箔行业用的钛辊
图11：钛辊在线修理系统
如前面大型机械轴类零件抛光所说的，无心研磨是主流的打磨抛光方法。对于大型辊筒型轴类零件的生产，其实也是遵循这套工艺来设计打磨机器和金刚砂轮。但是，对于如此之大的辊筒，能提供相应尺寸的金刚砂轮的生产厂家是少之又少，而且，生产厂家一般会指定砂轮供应商提供特殊尺寸的砂轮。所以，我们其实更关心此类零件的修理，维护过程。
我们知道，这些辊筒使用一定时间后，会有或多或少的污染物粘附在上面，比如造纸压辊表面有残胶、纸屑、外来污染物。比如钛辊，使用10天左右，表面会有一层因电解而产生的氧化膜，这些污染物必须要通过打磨抛光的方法去除掉，不然会严重影响产品的质量。所以，如何快速、高效地把它们修理好，成为我们要解决的一个课题。
修理这类大型工件，一般不需要用到具有强切削力的金刚砂轮。除了使用精密抛光砂带外，还可以使用精细粒度的不织布磨刷。如图11，这是一个清洁，修理钛辊的机械示意图。在这个修理系统里面，有一个独立的电机带动磨刷转动。在不需要清洁修理的时候，不织布磨刷不转动，而且离开钛辊；需要清洁修理的时候，不织布磨刷在电机的带动下以大概1000 rpm的速度旋转，慢慢靠近钛辊，同时，钛辊也会以大约20 rpm的速度反方向缓慢转动。
4.小结
综上所述，对于轴类零件的打磨抛光，修理过程，除了选择相应的机器外，磨料的选择尤其重要。对于精密抛光砂带，需要选择合适的粒度以达到相应的表面效果。
由于在市场上，能提供高精度的精密抛光砂带的品牌并不多，有很多轴类零件生产商因为找不到精密抛光砂带，或者觉得精密抛光砂带价格高而选择使用普通砂带，这是不正确的做法，因为轴类零件在一个机器系统里面处于很关键的位置，如果尺寸精度，表面粗糙度等达不到要求，影响的是整个机器系统的运作，严重的话，会令机器出现故障。所以，选择好的精密抛光砂带，能令轴类零件表面更精细，档次更高。
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