1 建立力学模型
本文以单面湿研磨 (敷砂研磨)为例，研究研磨压力对各加工评价指标的影响，简化外围设备，围绕工件、磨料、磨盘等进行分析，研磨加工原理示意图如图1所示。
图1 研磨加工原理示意图
单颗磨粒压入工件的示意图如图2所示（该示意图为两颗磨粒Di和Dk )。
图2 单颗磨粒压入工件、磨盘示意图
P= σs×S
式中：P为单颗磨粒承受的压力 (N)； S为磨粒在y方面的受力面积，S=π×R2／2， R=tanα×h，α为磨粒简化为圆锥后压入工件的半顶角；σs为工件材料的屈服强度。整理后，最终可得公式 (1)。
图3 单颗磨粒压入工件加工示意图
该磨粒压入下磨盘时产生的支持力为：
2 试验验证
分析研磨压力对磨粒压入工件深度及深度差的影响。
取用相同质地的研磨盘、工件、W10棕刚玉磨料，线性增加研磨压力，压力的取值范围为1.6～3N，记录磨料中不同粒群压入工件深度，比较粗粒与混合粒群中细粒间的压入工件深度差。可得图4、5。
各粒群压入工件的深度差关系式为：
由图5可知：当研磨压力增大时，磨料中各粒群压入工件的深度差是不变的，即压力在一定范围内增大的时候，不同粒群间 (前提条件是相比较的两个粒群均参与研磨加工)划痕深度差基本不变。其原因是：压力增大的时候，虽然各粒群的压入深度相应增大，但磨粒中最粗粒、粗粒等不同粒群的磨粒压入深度均等量增加，因而各粒群之间的压入深度差理论上是没有变化的，对研磨加工产生的划痕大小没有影响，但研磨压力增大时可以相应提高加工效率。
同时可得：压痕深度差会随着磨料粒度的增大而增大。这主要是因为随着磨料粒度的增大，不同粒群磨粒之间的粒径差值也增大，即磨粒尺寸均匀性变差，导致压入工件时压痕深度差增大。
下面分析研磨压力对表面粗糙度、研磨加工效率的影响。
划痕只能从一个侧面反映工件的加工质量，并不能完全代表工件的表面粗糙度。表面粗糙度是指零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，它作为一种微观几何形状误差，对工件的耐磨性、耐疲劳性、耐腐蚀性、零件的配合质量等使用性能均有很大影响。工件的表面轮廓算术平均偏差是与工件表面高度特性有关的一个评价指标，可以用如下公式得出：
加工效率关系式：
(1)随着研磨压力的增大，工件的表面粗糙度会随之增加。当压力增大到一定程度后，工件表面粗糙度会稳定下来，即表面粗糙度不再随研磨压力的变化而变化。这为研磨加工过程中压力加载的设定提供了理论依据，研磨的初期阶段，研磨压力可以适当大一些，这样可以提高加工效率，同时表面粗糙度基本稳定不变，加工后期可以适当减小压力，以获得较低的表面粗糙度。
研磨压力变化临界点为：使磨料中最小粒入时的研磨压力。当研磨压力小于这个值的时候，细粒不压入工件，较粗的磨料承担主要的研磨压力。该压力临界值取决于工件、磨盘硬度比，参与研磨加工的磨料的数量等因素。在正常的研磨加工中，为保证加工效率，研磨压力均会大于该f临界值，所以可以通过适当增加研磨压力来提高加工效率，同时对划痕深度、表面粗糙度的影响较小。而在精研磨时，更注重的是工件表面质量，可以通过把研磨压力减小到临界值以下来保证。
(2)工件表面粗糙度值随研磨压力增加而增大，随磨粒粒度号的增加而增大。同时磨料粒度号较小时，增幅较小；反之，增幅较大。如图6所示：对于W7型号的磨料，随着研磨压力的增加其增幅只有W10磨料的0．42倍，W14磨料的0．175倍。其它研磨工艺参数相同的情况下，磨料粒度越大，粒群间粒径的差值也变大，各粒群均匀性变差，工件表面粗糙度会随之增大。
(3)随着研磨压力的增大，研磨效率也线性增加。磨料中各粒群的压入深度随压力增大而加深，相应的研磨效率也会增加。
研磨压力是影响研磨加工的效率的主要因素，同时对加工质量也有影响。其它条件一致的前提下，如果研磨压力在一定范围内增大，工件表面磨粒划痕相对深一些，表面粗糙度也会变大，但当研磨压力增加到一定程度后，表面粗糙度不再随压力增加发生变化而基本保持不变。研磨效率随着研密压力地增大而基本成正比地提高，但是研磨压力也不叮以无限制地增加，过大的压力可能引起试件的破碎以及磨粒的压碎等问题。
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