浅析软磁铁氧体的磨削加工*

刘永宁

(陕西金山电器有限公司 陕西 咸阳 712000)

前言

软磁铁氧体是铁氧体材料中应用最广、生产量最大的一种。它具有高电阻率、高磁导率、低矫顽力、易磁化等优良的特性，是广泛应用于电子产品的各个领域的一类磁性材料。现代科学的发展对软磁铁氧体的形状及尺寸精度的要求越来越高，因此软磁铁氧体磁心的加工也越来越重要。软磁铁氧体磁心的力学性能与一般陶瓷相似，烧结后硬度高，脆性大，不能切削只能磨削加工。软磁铁氧体磁心一般采用金刚石砂轮磨削加工工艺，因金刚石砂轮价格高，磁心在加工过程中容易出现打边、掉块、裂纹、表面拉伤等缺陷，且磁心制备要经过制粉、成形、烧结等工序，生产周期较长，故而对磁心加工过程及加工质量要求很高。

1 合理选择金刚石砂轮

金刚石砂轮可对软磁铁氧体、硬质合金、玻璃、陶瓷等难以加工材料进行高速磨削，金刚石具有很高的抗磨性，砂轮磨损较小，使用寿命较长。在磨削加工中，金刚石砂轮的尺寸、形状变化小，适合于高精密度的加工。金刚石砂轮的导热性非常好，有利于热量的疏散，避免磁心烧伤、裂纹及掉块等现象，提高了磁心表面加工的质量，同时生产效率高。

根据所磨软磁铁氧体磁件的硬度、尺寸精度，合理选择金刚石砂轮的结合剂、粒度、浓度等。通常软磁铁氧体磨削使用树脂结合剂金刚石砂轮和金属结合剂金刚石砂轮，其中树脂结合剂金刚石砂轮使用最多。粒度的大小对加工件的表面质量、磨削效率、磨具损耗有着直接的影响，磁件材料软容易堵塞砂轮气孔，选择粒度小的砂轮，磁件材料硬度高时选择粒度大的砂轮。粒度大，磨削的表面粗糙度高，磨削效率高，适合于粗磨；粒度小，磨削的表面粗糙度低，表面质量好；但粒度过小，会降低磨削效率，铁氧体的切屑容易堵塞砂轮颗粒间的缝隙，在切削过程中会拉伤铁氧体的表面，影响表面粗糙度，因此选择粒度原则上是在满足加工工件要求的条件下选用尽可能粗的粒度，这样可以提高磨削效率和降低磨具的损耗。金刚石粒度一般按磨削工序选用粒度，粗磨30#～120#，中磨120#～240#，精磨240#～W40。结合剂浓度是金刚石在工作层中所占的百分比，树脂结合剂砂轮一般选用75%～100%浓度，金属结合剂砂轮一般选用75%～150%浓度。

软磁铁氧体磁件在磨削过程中，如金刚石砂轮存在不平衡，在高速运转中，会产生较大的离心力，使工件产生径向振动，影响到工件表面粗糙度；磁件质硬而脆，会使磁件产生裂纹或破损。因此在磨削前，必须对砂轮进行平衡处理，保证一定的平衡精度是确保软磁铁氧体表面质量的前提条件。

金刚石砂轮在加工中因偏磨等造成砂轮外形轮廓失真，砂轮表面气孔阻塞，砂轮磨粒的磨损和破碎，都会严重影响砂轮的磨削能力，降低其使用寿命。金刚石砂轮价格较高，要采用合理的修整技术延长其使用寿命。砂轮的圆度越好，其磨削的工件表面粗糙度越低。用金刚石砂轮安装在外圆磨床上，用白刚玉砂轮进行低速对磨，将其圆度控制在0.012 mm 内。

2 合理选择磨削参数

磨削参数的选择直接影响软磁铁氧体工件的表面质量，其中进给量是最大的影响因素。在初磨阶段，砂轮开始接触工件时，由于弹性变形，实际吃刀量比磨床刻度盘显示的要小，可以采取较大的径向进给量来提高工作效率，此时加工时振动，工件的精度低，表面粗糙度大，表面残余应力较大，容易造成其表面变形、烧伤，软磁铁氧体工件的打边、掉块、裂纹，因此在初磨阶段要合理选择磨削进给量，一般进给量为0.01～0.02 mm/次可以持续进给，进给量先多后少，防止产生后面加工难以消除较深的拉痕或打边、掉块。在磨削稳定阶段，实际吃刀量和磨床刻度盘显示的一样，此时采取减少径向进给量来提高工件的表面质量，工件的精度较高，表面粗糙度较小，表面残余应力较小，进给量为0.005 mm/次。在光磨阶段，为了提高磨削精度和表面粗糙度，无径向进给量或很小的进给量，实际吃刀量比磨床刻度盘显示的要大。

3 冷却液

磨削速度高，被磨削的软磁铁氧体工件变形速度很快，在磨削区域瞬间大量发热，使工件表面温度升高，造成工件表面烧伤，高温也会使表层组织膨胀，使工件表面产生残余应力。因此在磨削过程中必须对磨削部位进行充分的冷却。软磁铁氧体磨削可采用水作冷却液，但必须定期全部更换，清洗冷却水箱、循环泵及管路，因为磨削的软磁铁氧体碎屑会随着冷却液循环，碎屑也会参与到磨削过程，影响磨削的表面质量。

4 装夹

由于软磁铁氧体材料具有易脆性，不能承受冲击载荷和振动，在磨加工中，因工件及其工装夹具的刚度不足，容易打边、掉块、断裂。为了提高加工质量和加工效率，减少磁件的破损，根据磁件的形状，在保证加工时的强度和刚度，定做出相应的工装夹具。

软磁铁氧体具有导磁性，平面磨削时只需挡铁，基本不需要夹具。回转形磁件对轴线与端面的垂直度有精度要求时，在内外圆磨加工后可先将三爪固定在工作台面上，用三爪固定住工件的内外圆来磨削端面来保证垂直度。内外圆磨削时必须做工装夹具，尤其是批量加工，可以大大提高工件的合格率及工作效率。夹具必须做到装夹方便，便于加工和测量，具有足够的强度和刚度。加工內圆时，可采用套筒式装夹，将工件放入套筒，两端压紧端面的方法磨削內圆，磨削外圆时可采用将內圆固定在芯轴上的办法。

5 特殊加工方法

软磁铁氧体加工相比其它材料还有其独特的方法，拼接加工技术是对其特殊结构采用的加工方法，拼接的磁体不影响其整体性能。采用此方法可以加工回转形产品，其原理就是将铁氧体磁心分解为不同部分，按要求加工完成后，采用粘接方法组合成需要的形状，再进行加工满足磁心的精度要求。我们有一款回转形产品，因其内孔加工的特殊性，无法在成形后磨加工和测量。我们将其圆周等分成若干份扇形，按扇形的尺寸定做方磁条，在方磁条上将内孔所需尺寸磨削加工出来，再将方磁条在平磨上磨成楔形后用胶拼接在一起，形成近似的圆，然后用工装夹具将内外圆磨床磨出需要的尺寸，因內圆特殊部位尺寸已经基本到位，只需将拼接的高点磨去，加工好的工件在充磁后完全满足磁性能。