模具的抛光知识

2019-01-11阅读来源: 创强精密机械
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在模具制造过程中,模具的成形部位一般需要进行表面抛光处理。较好掌握抛光技术,可提高模具质量以及使用寿命,从而提高产品质量。

一、模具抛光方法及工作原理

模具抛光一般使用油石条、羊毛轮、砂纸等,使材料表面发生塑性变形去掉工件表面凸出部后来得到平滑面,一般以手工操作为主。表面质量要求高的可采用超精研抛方法,超精研抛是采用特制的磨具,在含有磨料的研抛液中,紧压在工件被加工表面上,作高速旋转运动。

二、抛光常用的工具

模具抛光常用的工具主要有:砂纸、绒毡轮、合金锉刀、钻石磨针、竹片、圆转动打磨机

砂纸:150#、180#、320#、400#、600#、800#、1000#、1200#、1500#;

绒毡轮:圆柱形、圆椎形、方形尖嘴;

锉刀:方、圆、扁、三角及其他形状;

钻石磨针:一般为3/32柄或1/8柄,有圆波形、圆柱形、长直柱形、长圆椎形;

竹片:各式形状适合操作者及模具形状而造,作用是压着砂纸,在工件上研磨,达到所要求的表面粗糙度

三、抛光的工艺过程

1、粗抛

精铣、电火花加工、磨削等工艺后的表面可以选择转速在35000~40000 r/min的旋转表面抛光机进行抛光。然后是手工油石研磨,条状油石加煤油作为润滑剂或冷却剂。

2、半精抛

半精抛主要使用砂纸和煤油。一般,#1500砂纸只适于淬硬的模具钢(52HRC以上),而不适用于预硬钢,这样可能会导致预硬钢件表面损伤,无法达到预期抛光效果。

3、精抛

精抛主要使用钻石研磨膏。如果用抛光布轮混合钻石研磨粉或研磨膏进行研磨,研磨顺序9μm(1800#)→6μm(3000#)→3μm(8000#)。9μm的钻石研磨膏和抛光布轮可用来去除1200#以及1500#号砂纸留下的发状磨痕。之后用粘毡和钻石研磨膏进行抛光

四、抛光的工作环境

抛光过程在两个不同的工作地点完成,粗磨加工地点和精抛加工地点,而且要特别注意清洗干净上一道工序残留在工件表面的砂粒。

一般从用油石到1200#砂纸完成后粗抛光后,工件需转到无尘间进行抛光,期间确保空气中无灰尘微粒粘在模具表面。精度要求在1μm以上的抛光工艺在清洁的抛光室内进行。因为灰尘、烟雾头皮屑和口水沫都将可能报废高精密抛光表面。

抛光工艺完成后工件表面要做好防尘保护工作。当抛光过程停止时,应该先仔细去除所有研磨剂和润滑剂,保证工件表面洁净,之后应在工件表面喷淋一层模具防锈涂层即可

五、影响模具表面抛光性的因素

1、工件表面状况

材料在机械加工过程中,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。电火花加工后的表面比机械加工或热处理后的表面更难研磨,因此电火花加工结束前应采用电火花精修整,否则表面会形成硬化薄层。如电火花精修规准选择不当,热影响层的深度最大可达0.4mm。硬化薄层的硬度比基体硬度高,必须去除。因此最好增加一道粗磨加工,为抛光加工提供一个良好基础。

2、钢材的品质

获取良好抛光质量的前提条件是使用优质的钢材,钢材中的各种夹杂物和气孔都会影响抛光效果。要达到良好的抛光效果,工件必须在开始机械加工时注明抛光的表面粗糙度,当一件工件确定需要镜面抛光时,必须要选抛光性能好的钢材并且都经过热处理否则达不到预期的效果。

3、热处理工艺

如果热处理不当,钢材表面硬度不均或特性上有差异,会给抛光造成困难。

4、抛光的技术

因为抛光主要是靠人工完成,所以影响抛光质量的主要原因是人的技能

通常认为抛光技术影响表面粗糙度,其实好的抛光技术还需要配合优质的钢材以及正确的热处理工艺,才能得到满意的抛光效果;相反,抛光技术不好,就算再好的钢材也做不到镜面效果。

六、不同类型抛光注意的事项

1、模具砂纸打磨和油石研磨注意的事项

①对于硬度较高的模具表面只能用清洁软的油石打磨工具。

②在打磨中转换砂号级别时,工件和操作者的双手必须保持干净,避免将粗砂粒带到下一级打磨操作中。

③打磨时变换不同的方向可避免工件产生波浪等高低不平。

2、钻石研磨抛光应注意的事项

钻石研磨抛光尽量在较轻的压力下进行,特别是抛光预硬钢件和用细研磨膏抛光时。在用8000#研磨膏抛光时,常用载荷为100~200g/cm2,但要保持此载荷的精准度很难做到。为了方便做到这一点,可以在木条上做一个薄且窄的手柄,或者在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高。当使用钻石研磨抛光时,不仅工作表面需要保持洁净,而且工作者的双手也必须保持清洁。

3、塑料模抛光应注意的事项

塑料模具的抛光与其他行业中所要求的表面抛光有很大的不同,严格说,塑料模具的抛光称为镜面加工。它不仅对抛光本身有很高的要求并且对表面平整度、光滑度以及几何精确度也有高的标准。由于电解抛光、流体抛光等方法很难精确控制零件的几何精确度,而化学抛光、超声波抛光等方法的表面质量又达不到要求,所以精密模具的镜面加工一般以机械抛光为主。

抛光中需主要注意以下事项:

①当新模腔开始加工时,先检查工件表面,用煤油清洗干净表面,使油石面不会粘上污物导致失去切削功能。

②部分工件可能由多件组拼在一起研光,要先分别研单个工件的粗纹或火花纹,后将所有工件拼齐研至平滑。

③大平面或侧平面的工件,用油石研去粗纹后再用平直的钢片做透光检测,检查是否有不平或倒扣的不良情况出现,如有倒扣则会导致制件脱模困难或制件拉伤。

④为防止模具工件研出倒扣或有一些贴合面需保护的情况,可用锯片粘贴或者用砂纸贴在边上,这样可以达到理想的保护效果。

⑤如果工件的平面用铜片或竹片压着砂纸抛光,砂纸不应该大于工具面积,否则会研到不该研的地方。

⑥尽量不要用打磨机修分模面,因砂轮头修整的分模面比较粗糙以及有波浪高低不平,如必须要用时将砂轮头粘修至同心度平衡。

七、抛光中出现的常见问题以及解决方法

1、抛光过度

在日常抛光过程中遇到的最大问题是“抛光过度”,抛光的时间越长,模具表面的质量就越差。发生抛光过度有2种现象:橘皮和点蚀。

2、出现橘皮的原因以及消除橘皮的措施

不规则粗糙的表面被称为橘皮,产生橘皮的原因很多,最常见的原因是由于模具表面过热或渗碳过度而引起,产生橘皮的主要原因抛光压力过大及抛光时间过长。如:抛光轮抛光,抛光轮产生的热量会很容易造成橘皮。较硬的钢材能承受的抛光压力相对会大一些,因此较软的钢材容易发生抛光过度,研究证明产生抛光过度的时间会因钢材的硬度不同而有所不同。

当发现表面质量抛得不好时,可采用以下方法进行补救:

①把有缺陷的表面去除,研磨的粒度比先前使用砂号粗一级,然后进行研磨,抛光的力度要比先前的低。

②低于回火温度25 ℃的温度进行应力消除,在抛光前使用最细的砂号进行研磨,直到达到满意的效果,最后以较轻的力度进行抛光。

3、工件表面点蚀形成的原因

由于在钢材中有些非金属的杂质,通常是硬而脆的氧化物,在抛光过程中从钢材表面被拉出,形成微坑或点蚀,称为“点蚀”产生主要因素有以下几点:

①抛光的压力过大,抛光时间过长。

②模具表面生锈。

③黑皮料未清除干净

④钢材的纯净度不够,硬性杂质的含量高。

消除工件点蚀的措施,具体如下:

仔细地将表面重新研磨,砂粒粒度比先前所使用的粒度粗一级,采用软质及削锐的油石进行最后步骤的研磨才再进行抛光程序。

②当砂粒尺寸小于1 mm时,应避免采用最软的抛光工具。

③尽可能采用最短的抛光时间以及最小的抛光力度。

模具制造过程中型腔的抛光是一道十分重要的工序,它关系到模具的质量以及使用寿命,也决定制品质量的好坏。熟练掌握抛光的工作原理以及工艺过程,选择合理的抛光方法,可以较好的提高模具质量以及使用寿命,从而提高制品的质量。