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模具镜面抛光教你模具抛光怎样抛才有镜面



1.1 机械抛光 机械抛光靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛光后凸部而得到平滑面抛光方法,一般使用油石条、羊毛轮、砂纸等,以手工操作为主,特殊零件如回转体表面,可使用转台等辅助工具,表面质量 要求高可采用超精研抛方法。超精研抛采用特制磨具,含有磨料研抛液,紧压工件被加工表面上,作高速旋转运动。利用该技术可以达到Ra0.008μm表面粗糙度,各种抛光方法最高。光学镜片模具常采用这种方法。
  1.2 化学抛光 化学抛光让材料化学介质表面微观凸出部分较凹部分优先溶解,从而得到平滑面。这种方法主要优点不需复杂设备,可以抛光形状复杂工件,可以同时抛光很多工件,效率高。化学抛光核心问题抛光液配制。化学抛光得到表面粗糙度一般为数10μm。
  1.3 电解抛光 电解抛光基本原理与化学抛光相同,即靠选择性溶解材料表面微小凸出部分,使表面光滑。与化学抛光相比,可以消除阴极反应影响,效果较好。
  电化学抛光过程分为两步: (1)宏观整平 溶解产物向电解液扩散,材料表面几何粗糙下降,Ra>1μm。 (2)微光平整 阳极极化,表面光亮度提高,Ra<1μm。
  1.4 超声波抛光 将工件放入磨料悬浮液并一起置于超声波场,依靠超声波振荡作用,使磨料工件表面磨削抛光。超声波加工宏观力小,不会引起工件变形,但工装制作安装较困难。超声波加工可以与化学或电化学方法结合。溶液腐蚀、电解基础上,再施加超声波振动搅拌溶液,使工件表面溶解产物脱离,表面附近腐蚀或电解质均匀;超声波液体空化作用还能够抑制腐蚀过程,利于表面光亮化。
  1.5 流体抛光 流体抛光依靠高速流动液体及其携带磨粒冲刷工件表面达到抛光目。常用方法有:磨料喷射加工、液体喷射加工、流体动力研磨等。流体动力研磨由液压驱动,使携带磨粒液体介质高速往复流过工件表面。介质主要采用较低压力下流过性好特殊化合物(聚合物状物质)并掺上磨料制成,磨料可采用碳化硅粉末。
  1.6 磁研磨抛光 磁研磨抛光利用磁性磨料磁场作用下形成磨料刷,对工件磨削加工。这种方法加工效率高,质量好,加工条件容易控制,工作条件好。采用合适磨料,表面粗糙度可以达到Ra0.1μm。
  2 机械抛光基本方法 塑料模具加工所说抛光与其他行业所要求表面抛光有很大不同,严格来说,模具抛光应该称为镜面加工。它不仅对抛光本身有很高要求并且对表面平整度、光滑度以及几何精确度也有很高标准。表面抛光一般只要求获得光亮表面即可。
  镜面加工标准分为四级:AO=Ra0.008μm,A1=Ra0.016μm,A3=Ra0.032μm,A4=Ra0.063μm,由于电解抛光、流体抛光等方法很难精确控制零件几何精确度,而化学抛光、超声波抛光、磁研磨抛光等方法表面质量又达不到要求,所以精密模具镜面加工还以机械抛光为主。
  2.1 机械抛光基本程序 要想获得高质量抛光效果,最重要要具备有高质量油石、砂纸钻石研磨膏等抛光工具辅助品。而抛光程序选择取决于前期加工后表面状况,如机械加工、电火花加工,磨加工等等。
  机械抛光一般过程如下: (1)粗抛 经铣、电火花、磨等工艺后表面可以选择转速35 000-40 000 rpm旋转表面抛光机或超声波研磨机进行抛光。常用方法有利用直径Φ3mm、WA # 400轮子去除白色电火花层。然后手工油石研磨,条状油石加煤油作为润滑剂或冷却剂。一般使用顺序为#180 ~ #240 ~ #320 ~ #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000。许多模具制造商为了节约时间而选择从#400开始。 (2)半精抛 半精抛主要使用砂纸煤油。砂纸号数依次为:#400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000 ~ #1200 ~ #1500。实际上#1500砂纸只用适于淬硬模具钢(52HRC以上),而不适用于预硬钢,因为这样可能会导致预硬钢件表面烧伤。 (3)精抛 精抛主要使用钻石研磨膏。若用抛光布轮混合钻石研磨粉或研磨膏进行研磨话,则通常研磨顺序9μm(#1800)~ 6μm(#3000)~3μm(#8000)。9μm钻石研磨膏抛光布轮可用来去除#1200#1500号砂纸留下发状磨痕。接着用粘毡钻石研磨膏进行抛光,顺序为1μm(#14000)~ 1/2μm(#60000)~1/4μm(#100000)。 精度要求1μm以上(包括1μm)抛光工艺模具加工车间一个清洁抛光室内即可进行。若进行更加精密抛光则必需一个绝对洁净空间。灰尘、烟雾,头皮屑口水沫都有可能报废数个小时工作后得到高精密抛光表面。
  2.2 机械抛光要注意问题 用砂纸抛光应注意以下几点: (1)用砂纸抛光需要利用软木棒或竹棒。抛光圆面或球面时,使用软木棒可更好配合圆面球面弧度。而较硬木条像樱桃木,则更适用于平整表面抛光。修整木条末端使其能与钢件表面形状保持吻合,这样可以避免木条(或竹条)锐角接触钢件表面而造成较深划痕。 (2)当换用不同型号砂纸时,抛光方向应变换45°~ 90°,这样前一种型号砂纸抛光后留下条纹阴影即可分辨出来。换不同型号砂纸之前,必须用100%纯棉花沾取酒精之类清洁液对抛光表面进行仔细擦拭,因为一颗很小沙砾留表面都会毁坏接下去整个抛光工作。从砂纸抛光换成钻石研磨膏抛光时,这个清洁过程同样重要。抛光继续进行之前,所有颗粒煤油都必须被完全清洁干净。 (3)为了避免擦伤烧伤工件表面,用#1200#1500砂纸进行抛光时必须特别小心。因而有必要加载一个轻载荷以及采用两步抛光法对表面进行抛光。用每一种型号砂纸进行抛光时都应沿两个不同方向进行两次抛光,两个方向之间每次转动45°~ 90°。
  钻石研磨抛光应注意以下几点: (1)这种抛光必须尽量较轻压力下进行特别抛光预硬钢件用细研磨膏抛光时。用#8000研磨膏抛光时,常用载荷为100~200g/cm2,但要保持此载荷精准度很难做到。为了更容易做到这一点,可以木条上做一个薄且窄手柄,比如加一铜片;或者竹条上切去一部分而使其更加柔软。这样可以帮助控制抛光压力,以确保模具表面压力不会过高。(2)当使用钻石研磨抛光时,不仅工作表面要求洁净,工作者双手也必须仔细清洁。 (3)每次抛光时间不应过长,时间越短,效果越好。如果抛光过程进行得过长将会造成"橘皮""点蚀"。 (4)为获得高质量抛光效果,容易发热抛光方法工具都应避免。比如:抛光轮抛光,抛光轮产生热量会很容易造成"橘皮"。 (5)当抛光过程停止时,保证工件表面洁净仔细去除所有研磨剂润滑剂非常重要,随后应表面喷淋一层模具防锈涂层。
  3 影响模具抛光质量因素 由于机械抛光主要还靠人工完成,所以抛光技术目前还影响抛光质量主要原因。除此之外,还与模具材料、抛光前表面状况、热处理工艺等有关。优质钢材获得良好抛光质量前提条件,如果钢材表面硬度不均或特性上有差异,往往会产生抛光困难。钢材各种夹杂物气孔都不利于抛光。
  3.1 不同硬度对抛光工艺影响 硬度增高使研磨困难增大,但抛光后粗糙度减小。由于硬度增高,要达到较低粗糙度所需抛光时间相应增长。同时硬度增高,抛光过度可能性相应减少。
  3.2 工件表面状况对抛光工艺影响 钢材切削机械加工破碎过程,表层会因热量、内应力或其他因素而损坏,切削参数不当会影响抛光效果。电火花加工后表面比普通机械加工或热处理后表面更难研磨,因此电火花加工结束前应采用精规准电火花修整,否则表面会形成硬化薄层。如果电火花精修规准选择不当,热影响层深度最大可达0.4mm。硬化薄层硬度比基体硬度高,必须去除。因此最好增加一道粗磨加工,彻底清除损坏表面层,构成一片平均粗糙金属面,为抛光加工提供一个良好基础。
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