模具的拋光技術(shù)

1、表面粗糙度、鍍涂和熱處理的符號、代號及其標(biāo)注一、表面粗糙度的基本概念9- 4 表面粗糙度的符號、代號及其標(biāo)注零件經(jīng)過機(jī)械加工后的表面會留有許多高低不 平的凸峰和凹谷，零件加工表面上具有的較小間距和峰谷所組成的這種微觀幾何形 狀特征，稱為表面粗糙度。表面粗糙度與加工方法、所用刀具和工件材料等各種因 素都有密切關(guān)系。表面粗糙度是評定零件表面質(zhì)量的一項重要技術(shù)指標(biāo)，是零件圖 中必不可少的一項技術(shù)要求。輪廓算術(shù)平均偏差（Ra）是目前生產(chǎn)中評定表面粗糙 度用的最多的參數(shù)，Ra值越小，表面質(zhì)量就越高。 模具的拋光技術(shù) 1.0 模具的表面光潔度 在制造模具時必須注意到在模具的不同部位，其所要求的表面光潔度也

2、 隨之改變。而注塑時塑膠所接觸到的模具表面，客戶一般都會有較高的要求，尤其是透明的塑膠產(chǎn)品，光澤的表面 對產(chǎn)品的賣相和價值有著正面的影響。 1.1 美國標(biāo)準(zhǔn)： SPI將模具光潔度分為12級不同標(biāo)準(zhǔn)。每種光潔度所使用的 處理材料都不同。SPI標(biāo)準(zhǔn)是使用厚3/8in，直徑1in的H13鋼料，再在圓形平面上以下表所列的表面處理材料加工而 成。 表面光潔度標(biāo)準(zhǔn)及加工所使用的處理材料(SPI AR-106)單位：inch 光潔度代號 所使用的表面處理材料 粗糙度 平均Ra in A-1 第3級鑽石膏 0-1 A-2 第6級鑽石膏 1-2 A-3 第15級鑽石膏 2-3 B-1 600號砂紙 2-3 B-

3、2 400號砂紙 4-5 B-3 320號砂紙 9-10 C-1 600號油石 10-12 C-2 400號油石 25-28 C-3 320號油石 38-42 D-1 噴11號玻璃珠 10-12 D-2 噴 240號氧化砂 26-32 D-3 噴24號氧化砂 190-230 1.2 日本標(biāo)準(zhǔn)： JIS標(biāo)準(zhǔn)是將模具光潔度分為6級。每級所使用的處理 材料有其特定規(guī)格。JIS標(biāo)準(zhǔn)是使用直徑18mm，硬度由HRC56至60之間的鋼材，再在圓形平面上以下表所列的表面 處理材料加工而成。 表面光潔度標(biāo)準(zhǔn)及加工所使用的處理材料(JIS K7140)單位：mm 光潔度代號 MR-1 MR-2 MR-3 MR-

4、4 MR-5 MR-6 所使用的表面 材料 8000號(1至5) 鑽石粉 1200號 (8至20) 鑽石粉 360號鋼紙 。150號油石 120 號噴砂在5kgf/c 氣壓下噴 46號噴在5kgf/c 氣壓下噴 表面粗糙度(uRz) 最小 - 0.06 0.24 1.2 4.8 15 最大 0.03 0.12 0.48 1.7 6.6 19 2.0 影響拋光的因素： 2.1 制模的鋼材材質(zhì)： 若模具表面的局部區(qū)域在硬度或其他性質(zhì)方面發(fā) 生偏離，就會在拋光過程中產(chǎn)生問題，如：各種類型的熔渣及砂孔。 真空去氧可減少大的溶渣及氧脆性，并能制 造出更多的均勻材料。 電熔除渣(ESR)處理能極大的改善材

5、料拋光性能，通過真空除氣可取得更好的效果。ESR處理 可降低鋼材中熔渣的含量。 2.2 熱處理： 熱處理會多方面影響到拋光處理，一塊已經(jīng)過淬火的鋼材似乎有一些不 適于進(jìn)行拋光的特征，主要原因是鋼材表層有小的氧化微粒。 另硬度越高，打磨工模的難度增加，但經(jīng)過拋光后， 則能獲得高的表面光潔度。硬度越高的模具，為使表面光潔度更高，拋光所需時間就要長些，但隨著硬度的增加， 拋光過度的問題會相應(yīng)減少。如熱處理工藝不當(dāng)，鋼材產(chǎn)生太多殘余奧氏體或貝氏體，拋光效果也會不良。 2.3 拋 光工藝技術(shù)： 一般來說，拋光工藝技術(shù)是影響拋光的最主要的因素，如果采用的拋光技術(shù)是適當(dāng)?shù)?，而且熱處?得當(dāng)，鋼材材質(zhì)也較好，

6、就能達(dá)到令人滿意的結(jié)果，然而如果采用的拋光技術(shù)不當(dāng)， 即使最佳的材質(zhì)也會被毀掉的。 2.4 拋光前的表面狀況： 對EDM鋼材表面進(jìn)行打磨要比其他進(jìn)行傳統(tǒng)的機(jī)器加工 及熱處理的表面難些。因EDM(即電火花)加工易在工模表面形成薄薄的一層加硬層。這一層的硬度要比母體的硬度 高，必須除去表面更硬的一層，要比原母體材質(zhì)更難于打磨。EDM后再作回火處理也可改善拋光性能。 3.0 典型 的拋光程序： 機(jī)器加工 銑削加工 車削加工 磨削加工 EDM加工 粗打磨 油石粒度號 粗 80# 120# 150# 180# 220# 320# 細(xì) 400# 精打磨 砂紙粒度號 粗 320# 400# 600# 800

7、# 1000# 細(xì) 1200# 拋光 鉆石膏粒度號 粗 45m 25m 15m 10m 6m，3m 細(xì) 1m 3.1 通常情況下，工模在經(jīng)過不同的機(jī)器加工后，應(yīng)采用如下流程： 在銑削加 工后，粗打磨、精打磨、拋光； 在磨削加工后，粗打磨、精打磨、拋光； 在EDM電加工后，精打磨、拋光； 3.2 打磨： 打磨是后面拋光作業(yè)成功的基礎(chǔ)，通過打磨將機(jī)器加工時留下的刮痕去除掉，使表面更平整，打磨時需 留意： a打磨過程中不應(yīng)產(chǎn)生大量的熱與壓力，這些會影響到材料的結(jié)構(gòu)及硬度，應(yīng)有充足的冷卻劑。 b.在每次 紋理大小變更期間，應(yīng)對手及工件進(jìn)行清洗，以防止粗的磨粒或灰塵被帶入下一工作階段以影響更細(xì)的紋理。

8、c. 在每次紋理大小變更時，應(yīng)變換打磨方向。從向著與先前打磨方向成45或90角打磨，直至比上一次打磨的紋 理更細(xì)致、均勻。 3.3 拋光： 鉆石膏是常用的拋光劑，如使用得當(dāng)可獲得最佳的效果。 拋光用的工具，從不同類 型的纖維到粘墊品，不同硬度的材質(zhì)都很適當(dāng)。如尼龍、紙、天鵝絨、棉花等。 拋光時需留意： a拋光應(yīng)在一 個無塵、通風(fēng)處進(jìn)行，因堅硬的塵粒易沾附于鉆石膏上會損毀快要磨好的表面； b.每一個拋光工具都應(yīng)僅用于一 種鉆石膏，并注意防塵： c.在每次更換鉆石膏時應(yīng)清洗手與工件； d調(diào)節(jié)拋光壓力使之與拋光工具的硬度及鉆石 膏粒度相適應(yīng)，對于最細(xì)的鉆石膏，該壓力只有拋光工具的重量那么大即可。 e

9、.拋光應(yīng)從工模的角、邊、片或其 他部位開始。 4.0 拋光中出現(xiàn)問題的解決： 拋光所出現(xiàn)的主要問題是拋光過度。所謂拋光過度就是指拋光時間 越長表面狀況反而越差。表面拋光過度通常是指以下兩種現(xiàn)象：“桔皮狀剝層”與“針孔” 。應(yīng)當(dāng)指出的是通常 使用機(jī)器拋光時出現(xiàn)的機(jī)會較大。 4.1 桔皮狀剝層： 拋光后，工件表面出現(xiàn)桔皮狀不規(guī)則剝層，主要原因是材 質(zhì)較軟、拋光施壓過大所致，堅硬的材質(zhì)可以承受較高的拋光壓力，不易出現(xiàn)拋光過度。 見到拋光表面出現(xiàn)變質(zhì)就增加拋光壓力繼續(xù)進(jìn)行拋光，這樣做就不可避免地會增加對表面的打磨。 變質(zhì) 后要重新修復(fù)材料表面可采用如下方法： 方法1：在拋光前採用細(xì)打磨的方法除去表面變

10、質(zhì)的一層，在最 后打磨完成后再開始拋光。在拋光時應(yīng)當(dāng)使用一個低于先前的拋光壓力。 方法2：在溫度低于最后一次回 火溫度25(45F)時釋放應(yīng)力，拋光前重復(fù)進(jìn)行打磨直到表面狀態(tài)達(dá)到令人満意為止。再開始進(jìn)行拋光，但 拋光壓力應(yīng)低于先前的拋光壓力。 若結(jié)果仍不理想，就應(yīng)增加材質(zhì)的硬度，增加硬度有以下方法： 可採用滲氮或滲碳的熱處理方法增加鋼材的表面硬度。 4.2 針孔： 一般在拋光過程中會產(chǎn)生的非常細(xì)小 的針孔，這是由于一層已在拋光時磨掉熔渣物造成的，該溶渣物以堅硬的氧化物形態(tài)存在。在這一過程中 常見的重要因素有： 拋光時間及壓力； 鋼材的純度，尤其是有關(guān)的熔渣物； 拋光使用工具； 磨 料 為何會出

11、現(xiàn)針孔原因之一是母體材質(zhì)及熔渣硬度不同。在拋光過程中，磨去母體的速度高于磨去熔渣 的速度，拋光可逐漸將下層地溶渣粒磨出來直到通過進(jìn)一步的拋光將其它材料表面除去為止，這樣就剩下 針孔，這個問題在磨料規(guī)則低于10m及拋光工具太軟時較易出現(xiàn)。 最大限度的減少針孔的出現(xiàn)的一個方 法是選擇高純度的工模鋼材，這主要取決于生產(chǎn)過程中的真空排氣及電子熔渣的提煉(ESR)。另外可以採用 如下方法： 在拋光前，使用一個軟的切割自如的磨石進(jìn)行打磨，接著進(jìn)行拋光。 當(dāng)使用磨料規(guī)則 為10m或小于10m時就避免使用最軟的拋光工具。 拋光時間應(yīng)盡可能短些，使用壓力應(yīng)盡量小些。 SPE標(biāo)準(zhǔn)與SPI標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)表 #1 = A-

12、1 #2 = A-3 #3 = B-3 #4 = C-3 #5 = D-2 #6 = D-3 表面粗糙度符號及其標(biāo)注說明 粗糙度是衡量零件表面粗糙程度的參數(shù)，它反映的是零件表面微觀的幾何形狀誤差，必 須借助放大鏡等進(jìn)行測量。它是由于零件加工過程中刀具與加工表面之間的摩擦、擠壓以及加工時的高頻振動等方面的 原因造成的。表面粗糙度對零件的工作精度、耐磨性、密封性、耐蝕性以及零件之間的配合都有著直接的影響。 粗糙 度的評定常用輪廓算術(shù)平均偏差Ra、輪廓最大高度Ry、微觀不平度十點高度Rz三個參數(shù)表示。數(shù)值越小，零件的表面越 光滑，數(shù)值越大零件的表面越粗糙。 1、輪廓算術(shù)平均偏差Ra 取樣長度：取樣長度是指具有粗糙度幾何特征的一段長 度，在取樣長度內(nèi)應(yīng)該具有幾個波峰和波谷。測量時可選5倍的取樣長度作為測量長度進(jìn)行測量。 Ra是指在取樣長度內(nèi)， 輪廓偏距絕對值的算術(shù)平均值，可以表示為： 標(biāo)注 2.1代號及意義 粗糙度代號可以分為：符號，粗糙度項目及數(shù)值。 常用標(biāo)注 參數(shù)是Ra, 標(biāo)注Ra時Ra可以省略，標(biāo)注Rz和Ry時