模具表面光整加工

模具表面光整加工5.1模具表面光整加工

光整加工是精加工后，在工件上不切除或只切除極薄的材料層，以降低表面粗糙度，增加表面光澤和強(qiáng)化其表面為主要目的而進(jìn)行的研磨和拋光加工（簡(jiǎn)稱(chēng)研拋）。。5.1.1光整加工概述1．光整加工的特點(diǎn)

①

光整加工的加工余量小，主要用來(lái)改善表面質(zhì)量，少量用于提高加工精度（如尺寸精度、形狀精度）的加工，但不能用于提高位置精度的加工。

②

光整加工是用細(xì)粒度的磨料對(duì)工件表面進(jìn)行微量切削和擠壓的過(guò)程，表面加工均勻，切削力和切削熱很小，可獲得很高的表面質(zhì)量。

③

光整加工屬于微量加工，不能糾正較大的表面缺陷，其加工前要進(jìn)行精加工。

①

手工研拋。

②

擠壓研磨。

③

電化學(xué)研拋。④

磁力研拋。⑤

超聲波研拋。

⑥

玻璃珠噴射研拋。

2．光整加工的方法

研磨時(shí)，在模具工作表面嵌入或涂覆磨料，并添加研磨液與輔助填料，在研具工作表面與工件被加工表面間施加一定壓力，使之接觸并作復(fù)雜的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)磨料顆粒的微切削作用和研磨液的物理化學(xué)作用，從工件被加工表面切除一層極薄的材料，以獲得尺寸精度高，表面粗糙度值低的工件.

5.1.2研磨加工1．研磨的原理

研磨塑性材料時(shí)，研具與工件之間的磨粒起滑動(dòng)、滾動(dòng)切削作用。滑動(dòng)切削時(shí)，磨料顆粒固定在研具上，靠磨粒在工件上的移動(dòng)進(jìn)行切削；滾動(dòng)切削時(shí)，磨料顆?；境首杂蔂顟B(tài)，在研具和磨料之間滾動(dòng)，靠滾動(dòng)進(jìn)行切削。

研磨脆性材料時(shí)，除上述作用外，在壓力p作用下，磨粒顆粒還會(huì)使加工表面產(chǎn)生裂紋，隨著磨料顆粒運(yùn)動(dòng)，裂紋不斷擴(kuò)大、交錯(cuò)，以致形成碎片，最后成為切屑脫離工件。

①尺寸精度高。②形狀精度高。③表面粗糙度值低。④表面耐磨性好。⑤耐疲勞強(qiáng)度提高。⑥研磨存在一些缺點(diǎn)。勞動(dòng)強(qiáng)度大，研磨時(shí)間長(zhǎng)，效率較低；不能提高各表面間的位置精度；研磨劑易飛濺，容易污染環(huán)境，使臨近的機(jī)械設(shè)備受到腐蝕。2．研磨的特點(diǎn)（1）按研磨操作方式劃分①手工研磨。②機(jī)械研磨。（2）按磨料狀態(tài)劃分①濕研。

②干研。③半干研。3．研磨加工方法的分類(lèi)及應(yīng)用

（1）磨料常用的磨料有金剛石、氮化硼、剛玉、碳化硅、碳化硼、氧化鐵、氧化鉻等。（2）研磨液常用的研磨液有煤油、10

#

和20

#

機(jī)油、工業(yè)用甘油、動(dòng)物油等。（3）研磨輔料常用的研磨輔料有硬脂酸、油酸、脂肪酸、蜂蠟、工業(yè)甘油等。4．研磨劑（1）手工研具常用的手工研具有研磨砂紙、研磨平板、外圓研磨環(huán)、內(nèi)圓研磨芯棒等，（2）普通油石普通油石一般用于粗研。。（3）電動(dòng)拋光機(jī)5．研具

（1）研磨運(yùn)動(dòng)軌跡（2）研磨壓力（3）研磨速度（4）研磨余量（5）研磨時(shí)間6．研磨工藝參數(shù)

拋光除了可采用研磨工具和拋光機(jī)外，還有一些專(zhuān)用手工拋光工具，如平面拋光器、球面拋光器、自由曲面拋光器等。此外，還有配合拋光機(jī)使用的各種拋光磨頭、拋光刷、毛氈或尼龍夾持器等。

5.1.3拋光加工1．拋光工具

（1）“橘子皮”問(wèn)題拋光時(shí)壓力過(guò)大、拋光時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)易出現(xiàn)這種情況，在拋光表面出現(xiàn)橘子皮狀紋路，拋光工件材質(zhì)較軟時(shí)易出現(xiàn)。主要原因拋光表面壓力過(guò)大，導(dǎo)致表面產(chǎn)生微小的塑性變形。解決方法是對(duì)工件表面進(jìn)行硬化處理或采用較軟質(zhì)拋光工具。2．影響拋光質(zhì)量因素

（2）“針孔狀”問(wèn)題由于工件材料內(nèi)含有雜質(zhì)，拋光時(shí)這些雜質(zhì)從金屬組織中脫離出來(lái)，形成針狀小坑。解決方法是避免用含氧化物拋光膏進(jìn)行機(jī)械拋光，控制好拋光時(shí)間，換用優(yōu)質(zhì)鋼材。①拋光過(guò)程中更換磨料粒度時(shí)，應(yīng)清洗干凈，不能把上一道拋光工序的磨料帶到下一道拋光工序。②每個(gè)拋光工具只能用同一粒度的研磨膏。③根據(jù)拋光工具硬度和研磨膏粒度選擇適當(dāng)?shù)膾伖鈮毫Γチ狭６仍郊?xì)，則拋光壓力應(yīng)越低。④先拋光工件的角部、凸臺(tái)、邊緣及較難拋光部位，最終拋光方向應(yīng)與模具開(kāi)啟方向一致。對(duì)于尖銳的邊緣和角，宜采用較硬的拋光工具。3．拋光工藝

又稱(chēng)“電解拋光”，是利用金屬在電解液中的電化學(xué)陽(yáng)極溶解現(xiàn)象，使工件表面溶解形成光滑表面的一種拋光方法，其原理如圖5-5所示。電化學(xué)拋光后表面粗糙度一般可達(dá)Ra

=

0.1

m，還可改善工件表面的物理性能，但不適用于形狀和尺寸加工。5.1.4其他光整加工1．電化學(xué)拋光其特點(diǎn)如下。①

電解拋光不受工件材質(zhì)和性能的限制，硬質(zhì)合金、粉末冶金、淬火鋼、不銹鋼、耐熱鋼等都可進(jìn)行拋光。②

電解拋光后，在工件表面常常生成致密、牢固的氧化膜，可提高工件表面的耐蝕性能，不產(chǎn)生新的變質(zhì)層及表面殘余應(yīng)力。

③

拋光效率高，如拋光余量為0.10～0.15mm時(shí)，電解拋光時(shí)間為10～15min，是手工拋光效率的幾倍。

④

工藝簡(jiǎn)單，操作容易，設(shè)備簡(jiǎn)單，投資小。

電解磨削拋光是將金屬的電化學(xué)陽(yáng)極溶解作用和機(jī)械磨削作用相結(jié)合的一種磨削工藝。它是靠金屬的溶解（占95%～98%）和機(jī)械磨削（占2%～5%）的綜合作用來(lái)實(shí)現(xiàn)加工的，其加工原理如圖5-6所示。

2．電解磨削拋光電解磨削拋光特點(diǎn)如下。①

加工范圍廣，生產(chǎn)效率高。②

加工精度高，表面質(zhì)量好。③砂輪磨損量小。④電解磨削拋光裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，工作電壓低，電解液無(wú)毒，適于拋光尺寸要求不太嚴(yán)格的塑料模、壓鑄模、橡膠模等。

⑤

電解磨削拋光的局限性。拋光后質(zhì)量不高，且殘留氧化膜，所以?huà)伖夂笕孕枋止伖馓幚恚浑娊饽ハ鲯伖饽＞呷锌跁r(shí)，不易磨得非常鋒利。

超聲波拋光是利用超聲波能傳遞高能量的特性，通過(guò)產(chǎn)生超聲振動(dòng)的裝置，帶動(dòng)工具端面作超聲頻振動(dòng)，迫使工具和工件間的磨料懸浮液撞擊被加工部位而實(shí)現(xiàn)加工的一種方法。超聲波拋光適合于脆硬材料的拋光，其基本原理如圖5-7所示。3．超聲波拋光超聲波拋光有如下特點(diǎn)。①

超聲波拋光適用于加工各種硬脆材料，特別是不導(dǎo)電的非金屬材料，如玻璃、陶瓷、石英、金剛石等。②

超聲波拋光設(shè)備簡(jiǎn)單，使用和維修方便，可用比工件軟的材料做成形狀復(fù)雜的拋光工具，且加工時(shí)工具和工件間不需作復(fù)雜的相對(duì)運(yùn)動(dòng)即可對(duì)復(fù)雜型面、型腔進(jìn)行拋光。

③

對(duì)材料的作用力和熱影響力小，不會(huì)產(chǎn)生變形、燒傷和變質(zhì)層，可以?huà)伖獗”?、薄片、窄縫及低剛度零件，加工精度可達(dá)0.01～0.02mm，表面粗糙度Ra值可達(dá)0.63～0.08

m。

又稱(chēng)磨料流動(dòng)加工，是利用一種將磨料和黏度大的有機(jī)高分子介質(zhì)混合組成的油泥狀研磨拋光劑，在壓力作用下通過(guò)被加工表面，由磨料的刮削作用去除被加工表面的微觀(guān)不平材料的工藝方法。擠壓研磨拋光原理如圖5-8所示。4．?dāng)D壓研磨拋光

擠壓研磨拋光具有如下特點(diǎn)。①

使用范圍廣。由于研磨拋光劑是一種半流體狀的黏性物質(zhì)，可以通過(guò)任何復(fù)雜的被加工表面。同時(shí)加工材料范圍廣，金屬材料、陶瓷及硬塑料等都可加工。

②

加工質(zhì)量好。這是由于刮削均勻性好，可去除前工序中形成的表面變質(zhì)層和微觀(guān)不平等