在精密加工領域中，研磨是一項重要的工序，對產品的尺寸精度與表面品質有直接影響。如果發生刮痕、燒傷、振浪及橫送印紋等，這絕對不是我們加工人想看到的。
但…如果真的發生又要如何解決呢?這就是本次的重點~
本文將從問題怎麼發生到逐一分析其背後的機械、操作、工藝及環境因素，提供系統性的解決方案，作為研磨品質管理的重要參考。
目錄
什麼是研磨刮痕?
刮痕的產生主要來自於磨粒與工件表面接觸時所造成的不均勻切削。
當磨料中存在較大或突出的磨粒時，這些磨粒在施加壓力的過程中會優先接觸並深入材料表面，導致切削深度增加。相較於其他較小的磨粒，這些突出磨粒會劃出較深的溝痕，即為刮痕。
什麼是研磨燒傷?
當磨削過程中產生過多熱量時，可能會導致一種稱為磨削熱損傷（又稱磨削燒傷）的現象。這種熱損傷會使材料的硬度下降，並在工件表面產生拉伸殘餘應力，進而降低其疲勞壽命。若發生在承受動態負載的關鍵零件上，甚至可能引發嚴重的結構性故障。
研磨燒傷會導致以下問題:
- 工件熱膨脹與氧化。
- 表面研磨燒焦導致工件性能降低。
- 裂痕與加工缺陷。
- 過大的研磨熱可能在加工過程中或完成後，造成微裂紋甚至細微裂痕，進一步削弱工件的結構完整性。
※延伸閱讀:研磨時為什麼會產生熱？控制熱量對砂輪和工件有多重要？
常見發生研磨刮痕的狀況
- 機械震動
當機台或夾具產生震動時，會影響砂輪與工件間接觸不穩定，使得研磨表面產生不規則的波紋或刮痕，進而影響加工精度與表面品質。 - 工件上有傷痕
若工件在加工前已有傷痕或凹痕，這些瑕疵在研磨過程中不易被完全去除，甚至可能進一步擴大，造成成品表面缺陷。 - 砂輪結合度不適當
結合度過高會使磨粒不易脫落，導致切削力過大、產生過多熱量；而結合度過低則容易使磨粒提前脫落，降低砂輪壽命並影響加工穩定性，進而導致表面不良。 - 砂輪發生填塞或平滑
當砂輪表面被切削下來的材料堵塞（填塞），或磨粒變鈍（平滑），會使研磨作用減弱，產生滑切現象，不但容易造成刮痕，還可能導致過熱或表面損傷。 - 工件精度不良
工件若事先未經良好加工或定位不良，會造成尺寸偏差與表面不均，進而影響後續研磨品質，出現刮痕、燒傷或尺寸超差等問題。 - 砂輪產生研磨燒焦、研磨破裂
當研磨壓力過大或冷卻不足時，會產生高熱，導致工件表面燒焦或硬化層退化，稱為研磨燒傷；若砂輪品質不佳或使用方式錯誤，也可能導致破裂，進而損壞工件甚至造成安全問題。
※本次主要針對機械震動、振浪和工件上有傷痕、燒傷的異常狀況來深入討論，下章會分析異常的原因並提供解決方式。
機械震動、振浪異常原因與解決方式
我們可以根據振浪的樣式與現象來判斷發生的原因
| 異常狀況 | 原因 | 解決方式 | |
| 振浪 | 呈現同一間隔的波形 | 機械的震動 | 1.檢查機台基礎的安裝方式是否穩固，確認是否有鬆動或不平整的情形。2.對皮帶與齒輪進行更換或調整。3.檢查心軸與馬達之間的平衡狀況，防止偏心。4.重新檢查所有運動部件，確認滑軌、軸承等部位的順暢性與穩定性。 |
| 砂輪不平衡 | 1.對砂輪進行精確的動平衡調整。2.在砂輪削整完成後，應再次執行平衡校正。3.在研磨液尚未完全飛散前，切勿讓砂輪停止轉動。 | ||
| 砂輪不圓 | 1.在砂輪進行平衡調整的前後，都必須執行削整作業。 | ||
| 砂輪太硬 | 1.選用結合度較低的砂輪。2.改用顆粒較粗的砂輪。3.適度降低砂輪的轉速。4.減少每次的進刀量。 | ||
| 窄深而有規則的現象 | 砂輪太粗 | 1.改用顆粒較細的砂輪。 | |
| 不規則現象 | 工件裝置不良 | 1.確保工件夾持牢固，消除裝夾過程中的任何鬆動現象。2.檢查並修正中心頂針的位置與精度。3.適當潤滑與工件接觸部位。 | |
| 工件不平衡 | 1.根據工件的特性，選擇並安裝適合的平衡器具。2.使用大型磨床進行加工，提供更穩定的支撐和更高的精度。 | ||
| 削整不良 | 1.使用銳利的鑽石進行削整。2.對於已經鈍化的鑽石顆粒，應重新鑲焊以恢復其尖銳度。3.檢查削整器及其夾持裝置是否存在鬆動情況。4.削整器的伸出長度應適當，避免過長。 | ||
| 有規則的現象和不規則的現象同時出現 | 橫送台架得震動或鬆弛 | 1.檢查橫送軸承的運行狀況。2.定期為橫送軸承加注適量潤滑油。3.檢查輸送裝置的各個部件。 | |
| 長而距離寬廣的現象 | 砂輪心軸彎曲或震動 | 1.砂輪心軸真圓度的檢查。2.砂輪心軸彎曲的檢查。 | |
| 短密而距離平均的現象 | 砂輪心軸軸承鬆弛 | 1.在裝配過程中，應確保軸承已經牢固上緊。2.當發現軸承損壞或異常時，應立即進行修理或更換。3.減低砂輪的周轉速。 | |
| 寬而深度不同的不規則痕跡 | 砂輪太軟 | 1.使用結合度較硬的砂輪。 | |
| 分布寬廣的斑點 | 砂輪平滑 | 1.對砂輪進行精確平衡調整，並在削整後再次校正。2.定期清除砂輪表面及其底部的油污和積屑。 | |
燒傷、橫送印紋異常原因與解決方式
我們根據工件上的紋路來判斷造成異常的原因
| 異常狀況 | 原因 | 解決方法 | |
| 燒傷、橫送印紋 | 細小的螺旋狀條紋 | 削整不良 | 1.當砂輪修整器破裂時，應立即更換。2.削整過程中，橫向進給速度應保持緩慢。3.削整時，鑽石修整器應保持下傾15度、橫傾30度的角度。4.確保夾持器夾緊牢固。5.每次削整的切入深度應控制在較淺的範圍內。6.切勿讓夾持器碰觸到砂輪。7.削整應從砂輪的邊緣開始，而非中間，這有助於保持砂輪的均勻性和穩定性。8.在最後一次削整時，橫送方向應與研磨的橫送方向相反。9.削整時，鑽石的橫向移動速度應保持均勻。10.砂輪的邊緣應進行修圓（倒角)。 |
| 操作不良 | 1.確保砂輪工作面與工件表面保持平行對齊，以防止因角度偏差導致砂輪邊緣不正常切入工件。2.適當降低砂輪對工件的壓力。3.增加工件支撐結構或穩定架。4.減慢砂輪橫向進給速度。 | ||
| 螺旋狀的橫送印紋 | 砂輪緣端的接觸 | 1.砂輪的邊緣應進行修圓（倒角)。 | |
| 粗磨用砂輪和細磨用砂輪的磨粒大小差太多 | 1.在粗磨階段建議使用顆粒較細的砂輪。2.在細磨階段則可採用較粗的砂輪進行，並逐漸減少進刀量與橫向進給速度，直至加工無火花。 | ||
| 削整太粗 | 1.應減少削整的深度，同時降低橫向進給速度。 | ||
| 細磨方式不適當 | 1.在開始研磨時，應採用較快的橫向進給速度，以迅速去除前一道粗磨所留下的深痕與加工紋路。 2.接近研磨完成時，應降低橫送速度，以滑磨的方式進行細磨處理。 | ||
| 中心線不準 | 1.將砂輪與工件的中心線精確對齊。 | ||
| 削整不良 | 1.將削整器設置為下傾5度的角度。2.對砂輪的緣端進行修圓（倒角）處理。 | ||
| 孤立而較深的傷痕 | 削整不適當 | 1.使用鋒利的砂輪削整器進行修整。2.削整完成後，應使用堅韌的鬃刷徹底清潔砂輪表面。 | |
| 粗磨料或外來雜物留在砂輪面上 | 1.對砂輪進行徹底削整與修復。2.若砂輪損傷或磨耗過於嚴重，則應立即更換砂輪。 | ||
| 有機質砂輪的劣化 | 1.避免使用化學溶液型（Chemical Solution Type）冷卻劑，建議改用可溶性型（Soluble Type）冷卻劑，以減少對砂輪與工件表面的化學損傷。2.冷卻劑中的鹼性濃度應控制在 pH9 以下。3.夏季加工時，應採取措施防止冷卻劑溫度升高。 | ||
| 磨粒脫落嚴重 | 1.選用結合度較高的砂輪。建議詢問我們的業務進行推薦 | ||
| 砂輪緣盤鬆弛 | 1.安裝砂輪時應放置墊紙於砂輪與法蘭之間。2.固定螺絲時須對稱均勻鎖緊。 | ||
| 長寬各不相同的不規則燒傷痕跡 | 冷卻劑不清潔 | 1.定期清潔冷卻箱。2.檢查過濾器的功能狀況。3.在砂輪削整或更換後，應徹底沖洗保護罩內側。 | |
| 汙穢 | 1.維持工廠環境與空氣的清潔。2.安裝集塵設備。 | ||
| 成魚尾形 | 操作不良 | 1.避免將砂輪過度壓靠在工件上。2.操作時應使砂輪發揮較柔和且鋒利的切削效果。3.冷卻液應持續、均勻且大量供應至研磨區域，。 | |
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結論
研磨刮痕與燒傷等表面異常現象，大多源自於機械設備不穩定、工件裝夾不當、砂輪選用或削整方式不良，以及冷卻系統管理不當等因素。這些問題若未及時發現並改善，不僅會降低加工品質與精度，還可能導致設備損壞與生產品質不穩定。因此，應從設備保養、工藝條件設定、操作技巧及現場環境管理等多方面著手，建立完整的預防與改善對策，才能有效提升研磨作業的穩定性與產品的可靠性。
行動
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- 覆盤
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