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本帖最后由 維度五金科技 于 2018-3-12 15:11 編輯
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在模具制造過程中,,模具的成形部位往往需要進(jìn)行表面拋光處理,。掌握好拋光技術(shù),,可提高模具質(zhì)量和使用壽命,進(jìn)而提高產(chǎn)品質(zhì)量,。
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+ y4 J% _+ _' s+ e0 _+ H3 C1. 模具拋光方法及工作原理
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模具拋光通常使用油石條,、羊毛輪、砂紙等,使材料表面發(fā)生塑性變形而去掉工件表面凸出部得到平滑面,,一般以手工操作為主,。表面質(zhì)量要求高的可采用超精研拋的方法,超精研拋是采用特制的磨具,,在含有磨料的研拋液中,,緊壓在工件被加工表面上,作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),。拋光可達(dá)到Ra0.008 μm的表面粗糙度,。
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2. 模具拋光常用的工具及規(guī)格類別. a3 ~" H3 a% G1 u4 \
3 r& m; ]7 z- \9 A1 {1 I# L(1)模具拋光常用的工具有:砂紙,油石,,絨氈輪,,研磨膏,合金銼刀,,鉆石磨針,,竹片,纖維油石,,圓轉(zhuǎn)動(dòng)打磨機(jī),。
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(2)砂紙:150#,180#,,320#,,400#,600#,,800#,,1 000#,1 200#,,1 500#,;
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! \% ~2 ? N/ T( C7 V- ^6 W(3)油石:120#,,220#,,400#,600#,;" ^3 b# d$ u9 i: G( E7 j
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(4)絨氈輪:圓柱形,,圓椎形,方形尖嘴,;
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(5)研磨膏:1#(白色) 3#(黃色) 6#(橙色) 9#(綠色) 15#(藍(lán)色) 25#(褐色) 35#(紅色) 60#(紫色),;
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(6)銼刀:方,圓,,扁,,三角及其他形狀;
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(7)鉆石磨針:一般為3/32柄或1/8柄,有圓波形,,圓柱形,,長(zhǎng)直柱形,長(zhǎng)圓椎形,;
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(8)竹片:各式形狀適合操作者及模具形狀而造,,作用是壓著砂紙,在工件上研磨,,達(dá)到所要求的表面粗糙度,;
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* I! Z1 A0 j. p: w(9)纖維油石:200#(黑色) 400#(藍(lán)色) 600#(白色) 800#(紅色)3 X, t1 c; @' ?/ u) r3 m7 z
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3. 拋光的工藝過程. J+ C. ]! ]/ M; b2 ]
, l: U+ ^' l! K6 p, q(1)粗拋
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1 p& e3 R; Y' H精銑、電火花加工,、磨削等工藝后的表面可以選擇轉(zhuǎn)速在35 000~40 000 r/min的旋轉(zhuǎn)表面拋光機(jī)進(jìn)行拋光,。然后是手工油石研磨,條狀油石加煤油作為潤(rùn)滑劑或冷卻劑,。使用順序?yàn)?80#→240#→320#→400#→600#→800#→1 000#,。
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' A* f: Q4 f4 ?+ Q/ B(2)半精拋
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半精拋主要使用砂紙和煤油。砂紙的號(hào)數(shù)依次為:400#→600#→800#→1000#→1200#→1500#,。實(shí)際上#1500砂紙只用適于淬硬的模具鋼(52HRC以上),,而不適用于預(yù)硬鋼,因?yàn)檫@樣可能會(huì)導(dǎo)致預(yù)硬鋼件表面損傷,,無法達(dá)到預(yù)期拋光效果,。
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(3)精拋* Y+ D# E/ `, r( w3 v5 `
2 S! B) ]+ r2 r' ]* |* h精拋主要使用鉆石研磨膏。若用拋光布輪混合鉆石研磨粉或研磨膏進(jìn)行研磨,,則通常的研磨順序是9 μm(1 800#)→6 μm(3 000#)→3 μm(8 000#),。9 μm的鉆石研磨膏和拋光布輪可用來去除1 200#和1 50 0#號(hào)砂紙留下的發(fā)狀磨痕。接著用粘氈和鉆石研磨膏進(jìn)行拋光,,順序?yàn)? μm(14 000#)→1/2 μm(60 000#)→1/4 μm(100 000#),。6 P! p# u3 n1 U
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0 Q* X7 } V6 m1 x4.拋光的工作環(huán)境
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拋光過程應(yīng)分開在兩個(gè)工作地點(diǎn)完成,即粗磨加工地點(diǎn)和精拋加工地點(diǎn)分開,,而且要注意清洗干凈上一道工序殘留在工件表面的砂粒,。' _9 A P( e6 z- z1 M$ F
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一般從用油石到1200#砂紙完成后粗拋光后,工件需轉(zhuǎn)到無塵間進(jìn)行拋光,,確�,?諝庵袩o灰塵微粒粘在模具表面。精度要求在1 μm以上(包括1 μm)的拋光工藝在清潔的拋光室內(nèi)即可進(jìn)行,。若進(jìn)行更加精密的拋光則必需在絕對(duì)潔凈的空間,,因?yàn)榛覊m、煙霧,,頭皮屑和口水沫都有可能報(bào)廢高精密拋光表面,。
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拋光工藝完成后工件表面要做好防塵保護(hù)工作,。當(dāng)拋光過程停止時(shí),應(yīng)仔細(xì)去除所有研磨劑和潤(rùn)滑劑,,保證工件表面潔凈,,隨后應(yīng)在工件表面噴淋一層模具防銹涂層。
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5. 影響模具表面拋光性的因素
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' q0 a( M7 o) G' x: `5 e7 l(1)工件表面狀況! y. V2 c9 r2 Q, q3 a
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材料在機(jī)械加工過程中,,表層會(huì)因熱量,、內(nèi)應(yīng)力或其他因素而損壞,切削參數(shù)不當(dāng)會(huì)影響拋光效果,。電火花加工后的表面比機(jī)械加工或熱處理后的表面更難研磨,,因此電火花加工結(jié)束前應(yīng)采用電火花精修整,否則表面會(huì)形成硬化薄層,。如電火花精修規(guī)準(zhǔn)選擇不當(dāng),,熱影響層的深度最大可達(dá)0.4 mm。硬化薄層的硬度比基體硬度高,,必須去除,。因此最好增加一道粗磨加工,為拋光加工提供一個(gè)良好基礎(chǔ),。: E) e; J4 H) H* T) t6 E
2 }( `& p1 y% u5 B/ S$ N(2)鋼材的品質(zhì)
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優(yōu)質(zhì)的鋼材是獲得良好拋光質(zhì)量的前提條件,,鋼材中的各種夾雜物和氣孔都會(huì)影響拋光效果。要達(dá)到良好的拋光效果,,工件必須在開始機(jī)械加工時(shí)要注明拋光的表面粗糙度,,當(dāng)一件工件確定需要鏡面拋光時(shí),必須要選拋光性能好的鋼材并且都經(jīng)過熱處理否則達(dá)不到預(yù)期的效果,。
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9 M2 C0 O5 X! }! |" ^(3)熱處理工藝9 n" f4 e8 k& c& g' `' Y
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如果熱處理不當(dāng),,鋼材表面硬度不均或特性上有差異,會(huì)給拋光造成困難,。
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(4)拋光的技術(shù)# A- J0 F! M5 p7 c" J1 H" I7 y! X
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由于拋光主要是靠人工完成,,所以人的技能目前還是影響拋光質(zhì)量的主要原因。
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一般認(rèn)為拋光技術(shù)影響表面粗糙度,,其實(shí)好的拋光技術(shù)還要配合優(yōu)質(zhì)的鋼材以及正確的熱處理工藝,,才能得到滿意的拋光效果;反之,,拋光技術(shù)不好,,就算鋼材再好也做不到鏡面效果,。+ q* a" p1 F* W
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6. 不同類型拋光應(yīng)注意的事項(xiàng) j1 ]" L6 h$ e( h
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(一)模具砂紙打磨和油石研磨應(yīng)注意的事項(xiàng)5 w6 ]) R: B; U/ e7 c
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(1)對(duì)于硬度較高的模具表面只能用清潔和軟的油石打磨工具,。* t6 f7 Q8 h W: P5 d
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(2)在打磨中轉(zhuǎn)換砂號(hào)級(jí)別時(shí),工件和操作者的雙手必須清洗干凈,,避免將粗砂粒帶到下一級(jí)較細(xì)的打磨操作中,。
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: r9 r( R- o$ `(3)在進(jìn)行每一道打磨工序時(shí),,砂紙應(yīng)從不同的45°方向去打磨,直至消除上一級(jí)的砂紋,,當(dāng)上一級(jí)的砂紋清除后,,必須再延長(zhǎng)25%的打磨時(shí)間,然后才可轉(zhuǎn)換下一道更細(xì)的砂號(hào),。* H9 I/ a5 m" T' m y& F
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(4)打磨時(shí)變換不同的方向可避免工件產(chǎn)生波浪等高低不平,。 \& v" ?& { G# R
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(二)鉆石研磨拋光應(yīng)注意的事項(xiàng)
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7 P( `% A) V+ S4 t+ S鉆石研磨拋光必須盡量在較輕的壓力下進(jìn)行,特別是拋光預(yù)硬鋼件和用細(xì)研磨膏拋光時(shí),。在用8 000#研磨膏拋光時(shí),,常用載荷為100~200 g/cm2,但要保持此載荷的精準(zhǔn)度很難做到,。為了方便做到這一點(diǎn),,可以在木條上做一個(gè)薄且窄的手柄,或者在竹條上切去一部分而使其更加柔軟,。這樣可以幫助控制拋光壓力,,以確保模具表面壓力不會(huì)過高。當(dāng)使用鉆石研磨拋光時(shí),,不僅工作表面要求潔凈,,工作者的雙手也必須十分清潔。" t8 d! W( |. v0 E! k# q0 u8 T4 B
& K4 u% N% F+ p! ]9 ](三)塑料模拋光應(yīng)注意的事項(xiàng)9 P9 `. F ~4 |
8 l" N) Y/ Z! V塑料模具的拋光與其他行業(yè)中所要求的表面拋光有很大的不同,,嚴(yán)格說,,塑料模具的拋光應(yīng)該稱為鏡面加工。它不僅對(duì)拋光本身有很高的要求并且對(duì)表面平整度,、光滑度以及幾何精確度也有很高的標(biāo)準(zhǔn),。4 R" C2 f1 [' q w
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鏡面拋光的標(biāo)準(zhǔn)分為4級(jí):# L8 c2 ]4 V9 F7 u$ l \/ W
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A0=Ra0.008 μm
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A3=Ra0.032 μm7 M: r8 H: Q4 L( R
A4=Ra0.063 μm
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由于電解拋光、流體拋光等方法很難精確控制零件的幾何精確度,,而化學(xué)拋光,、超聲波拋光、磁研磨拋光等方法的表面質(zhì)量又達(dá)不到要求,,所以精密模具的鏡面加工還是以機(jī)械拋光為主,。
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拋光中注意事項(xiàng)如下:* _* J: j S/ Q2 w3 Z! B( l
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(1)當(dāng)一新模腔開始加工時(shí),應(yīng)先檢查工件表面,,用煤油清洗干凈表面,,使油石面不會(huì)粘上污物導(dǎo)致失去切削的功能。
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(2) 研粗紋時(shí)要按先難后易的順序進(jìn)行,,特別一些難研的死角,,較深底部要先研,最后是側(cè)面和大平面,。
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(3) 部分工件可能有多件組拼在一起研光,,要先分別研單個(gè)工件的粗紋或火花紋,,后將所有工件拼齊研至平滑。& N% n- W( h' v& K! S
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(4 )大平面或側(cè)平面的工件,,用油石研去粗紋后再用平直的鋼片做透光檢測(cè),,檢查是否有不平或倒扣的不良情況出現(xiàn),如有倒扣則會(huì)導(dǎo)致制件脫模困難或制件拉傷,。. o/ T; ^7 N& C. K0 w( m
3 ]" _) g. w" d$ j v# i1 m1 z(5) 為防止模具工件研出倒扣或有一些貼合面需保護(hù)的情況,,可用鋸片粘貼或用砂紙貼在邊上,這樣可得到理想的保護(hù)效果,。
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(6) 研模具平面用前后拉動(dòng),,拖動(dòng)油石的柄盡量放平,不要超出25°,,因斜度太大,,力由上向下沖,易導(dǎo)致研出很多粗紋在工件上,。- u1 F) x! q- q& Q$ T) Z* a7 ?
" [+ ~+ y7 A1 V- \* x! A5 }1 b(7) 如果工件的平面用銅片或竹片壓著砂紙拋光,,砂紙不應(yīng)大過工具面積,否則會(huì)研到不應(yīng)研的地方,。
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- Q" f5 D2 E0 f+ v/ G(8) 盡量不要用打磨機(jī)修分模面,,因砂輪頭修整的分模面比較粗糙以及有波浪高低不平,如必要用時(shí),,必須將砂輪頭粘修至同心度平衡,。
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(9) 研磨的工具形狀應(yīng)跟模具的表面形狀接近一致,這樣才能確保工件不被研變形,。8 e5 ]5 v* ]( r0 r4 {1 u2 }
4 g$ b; b, ]2 C! P4 u7. 如何解決拋光中出現(xiàn)的常見問題
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- Z+ s; E. q: D% g( Y* H(一)拋光過度5 B1 @! C: J- i) Y4 L( d, L
8 v6 U& c+ d; E3 M' T在日常拋光過程中遇到的最大問題就是“拋光過度”,,就是指拋光的時(shí)間越長(zhǎng),模具表面的質(zhì)量就越差,。發(fā)生拋光過度有二種現(xiàn)象:即是“橘皮”和“點(diǎn)蝕”,。拋光過度多發(fā)生于機(jī)械拋光。
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(二)工件出現(xiàn)“橘皮”的原因' ~; ?% [7 o _% d! v2 R
1 j N# B3 l) M7 b# p' p* W) t不規(guī)則粗糙的表面被稱為“橘皮”,,產(chǎn)生“橘皮”有許多的原因,,最常見的原因是由于模具表面過熱或滲碳過度而引起,拋光壓力過大及拋光時(shí)間過長(zhǎng)是產(chǎn)生“橘皮”的主要原因,。比如:拋光輪拋光,,拋光輪產(chǎn)生的熱量會(huì)很容易造成“橘皮”。較硬的鋼材能承受的拋光壓力會(huì)大一些,,相對(duì)較軟的鋼材容易發(fā)生拋光過度,,研究證明產(chǎn)生拋光過度的時(shí)間會(huì)因鋼材的硬度不同而有所不同。
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(三)消除工件“橘皮”的措施
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當(dāng)發(fā)現(xiàn)表面質(zhì)量拋得不好時(shí),,許多人就會(huì)增加拋光的壓力和延長(zhǎng)拋光的時(shí)間,,這種作法往往會(huì)使表面的質(zhì)量變得更差。
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可采用以下的方法去補(bǔ)救:
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(1) 把有缺陷的表面去除,,研磨的粒度比先前使用砂號(hào)略粗一級(jí),,然后進(jìn)行研磨,拋光的力度要比先前的低一些,。
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(2) 以低于回火溫度25 ℃的溫度進(jìn)行應(yīng)力消除,,在拋光前使用最細(xì)的砂號(hào)進(jìn)行研磨,直到達(dá)到滿意的效果,,最后以較輕的力度進(jìn)行拋光,。
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(四)工件表面“點(diǎn)蝕”形成的原因8 }" q" J" E# L
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由于在鋼材中有些非金屬的雜質(zhì),通常是硬而脆的氧化物,,在拋光過程中從鋼材表面被拉出,,形成微坑或點(diǎn)蝕,產(chǎn)生“點(diǎn)蝕”的主要因素有以下幾點(diǎn):( `! B, \# Y6 D
3 Z7 F" U& m- p1 z' V& U1 ~(1) 拋光的壓力過大,,拋光時(shí)間過長(zhǎng),。
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(2) 鋼材的純凈度不夠,硬性雜質(zhì)的含量高,。
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* X) w2 ?6 X9 O' ~ y(3) 模具表面生銹,。2 H! R0 q z! `7 W
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(4) 黑皮料未清除。+ y3 u% {- m' [7 s( X& o( a
$ E& c, t% E/ V: i- g(五)消除工件點(diǎn)蝕的措施
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(1) 小心地將表面重新研磨,,砂粒粒度比先前所使用的粒度略粗一級(jí),,采用軟質(zhì)及削銳的油石進(jìn)行最后步驟的研磨才再進(jìn)行拋光程序。: I4 z4 r& T2 I
H2 y! ^: l: i5 z( o6 U(2) 當(dāng)砂粒尺寸小于1 mm應(yīng)避免采用最軟的拋光工具,。# { Y( }7 c# Y r
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(3) 盡可能采用最短的拋光時(shí)間和最小的拋光力度,。7 T2 N% T% D# i/ q' v. I+ y" u
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模具制造過程中型腔的拋光是非常重要的一道工序,它關(guān)系到模具的質(zhì)量和壽命,,也決定制品質(zhì)量的好壞,。掌握拋光的工作原理和工藝過程,選擇合理的拋光方法,,可以提高模具質(zhì)量和壽命,,進(jìn)而提高制品的質(zhì)量。
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