模具的光整加工課件

模具的光整加工模具的光整加工教學內(nèi)容及要求教學內(nèi)容及要求定義：是指降低零件表面粗糙度，提高表面形狀精度和增加表面光澤為主要目的的研磨和拋光加工。模具表面的精度和粗糙度對模具壽命和制件質(zhì)量有很大的影響，電火花加工留下的變質(zhì)層、磨削加工留下的微裂紋等都會影響模具的壽命。

7.1研磨與拋光7.1.1研磨的機理1.研磨的機理研磨是使用研具、游離磨料對被加工表面進行微量精加工的精密加工方法。它是在工件表面和研具之間放入游離磨料和潤滑劑，使兩者產(chǎn)生相對運動，并使其有一定的壓力，磨料的棱角產(chǎn)生切定義：是指降低零件表面粗糙度，提高表面形狀精度和增削作用去除表面凸起部分，從而提高表面精度，降低表面粗糙度。研磨的過程中，不但有物理作用還有化學作用：（1）微切削作用磨料在壓力的作用下，在研具和工件表面之間滾動，以鋒利的棱角進行微切削加工。（2）擠壓塑性變形的作用鈍化的磨粒對加工表面進行滾壓運動，擠壓表面粗糙的凸峰，使其平坦、光滑，對表面產(chǎn)生擠壓的塑性變形，還有加工硬化使表面強化的作用。（3）化學作用研磨劑與表面產(chǎn)生化學作用，生成氧化膜，又不斷被磨削削作用去除表面凸起部分，從而提高表面精度，降低表面粗從而提高研磨的效率。2.研磨的特點（1）尺寸精度高：加工熱量少，表面精度穩(wěn)定，尺寸精度可達0.025μm。（2）形狀精度高：球體圓度可達0.025μm,圓柱體圓柱度可達0.1μm。（3）表面粗糙度低：粗糙度可達0.1μm。（4）表面耐磨性提高：摩擦系數(shù)減少，接觸面增大和加工硬化都使耐磨性提高。（5）抗疲勞強度提高：研磨使表面產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，提高了表面的抗疲勞強度。從而提高研磨的效率。3.拋光的機理拋光是一種比研磨更微小的切削加工，研磨的研具較硬，微切削和擠壓作用較大，尺寸和粗糙度有明顯的變化，拋光的研具使用軟材料，只能降低粗糙度而不能改變尺寸和形狀的精度。粗糙度可達0.4μm以下。7.1.2研磨拋光的分類1、按操作方式分：手工研磨拋光；機械研磨拋光。2、按磨料的運動軌跡分：游離磨料研磨拋光；固定磨料研磨拋光。3、按研磨拋光的機理分;

機械作用研磨拋光；非機械作用研磨拋光－電能化學能。3.拋光的機理4、按研磨拋光劑使用的條件分：（1）濕研磨－磨料和研磨液組成的研磨拋光劑，用于粗研和半精研（2）干研磨－將磨料均勻壓入研具表面中，一定壓力研磨，一般用于精研加工（3）半干研磨－糊狀研磨膏，用于粗、精研磨都可以。7.1.3研磨拋光的加工要素加工要素如表7－14、按研磨拋光劑使用的條件分：模具的光整加工課件7.1.4研磨拋光劑是由磨料和研磨拋光液均勻混合而成。

1、磨料在機械式研磨拋光中，磨料對工件表面進行微切削和擠壓作用，決定了加工的質(zhì)量。根據(jù)工件表面的軟硬、表面粗糙度要求，選擇合適的磨料是必須做的工作。磨料的種類很多，常用的磨料和適用范圍如表7－2

磨料的粒度選擇要根據(jù)工件研磨拋光前的粗糙度和研磨拋光后的質(zhì)量要求來確定，一般粗加工選較大粒度，精加工選較小粒度。磨料的粒度常用篩分法和顯微鏡分析法來確定。7.1.4研磨拋光劑模具的光整加工課件篩分法－篩網(wǎng)相鄰孔距表示，稱為號數(shù)，適用于4號－240號號數(shù)愈大表示顆粒愈小。顯微鏡分析法－測量顆粒大小，用W×表示，號數(shù)愈大表示顆粒愈大。一般我們把粒度小于100的稱為磨粒，100－240的稱為磨粉，粒度在W40以下的稱為微粉。不同粒度可達到的表面粗糙度如表7－3：篩分法－篩網(wǎng)相鄰孔距表示，稱為號數(shù)，適用于4號－240號2、研磨拋光液在研磨拋光中起著調(diào)和磨料、使其均勻分布和冷卻潤滑的作用。常用的研磨拋光液有礦物油、動物油、植物油三類。其中10號機油最為廣泛，煤油在粗、精加工都可以使用，豬油也是很好的研磨拋光液，由于含有活性油酸物質(zhì)，能起化學反應(yīng)，拋光效果更好。常用的拋光液如表7－4：2、研磨拋光液3、研磨拋光膏是磨料和研磨拋光液的混合物，一般分為硬和軟兩種。在硬的研磨膏中磨料主要是氧化鋁、碳化硅和金剛石等，粒度微200、240、W40等磨粉或微粉，磨粒的硬度大于工件的硬度。軟的研磨膏中主要含有氧化鋁、氧化鐵和氧化鉻等粒度微W20以下的微粉。研磨膏一般可用煤油和汽油稀釋。7.1.5研磨拋光工具

1、研具材料定義：研磨拋光中直接于工件表面接觸的研磨拋光工具稱為研具。一般情況下，研具的硬度稍為比工件要軟一些。研具材料很多，有低碳鋼、灰口鑄鐵、黃銅、紫銅、硬木、塑料、皮革3、研磨拋光膏和毛氈等?；铱阼T鐵中含有石墨，耐磨性和潤滑性很好，研磨的效果很好常用于淬火鋼、硬質(zhì)合金和鑄鐵材料的研磨，特別是精研磨；低碳鋼一般用于小孔的研磨；銅用于研磨余量較大的情況，效率高但光澤差，這能適合粗研磨的加工。其它軟性材料的研具主要用于拋光為主的精研磨。2、研具①油石－常用于粗研磨，是磨料壓制燒結(jié)而成，分粗、中、細。根據(jù)根據(jù)表面粗糙度要求選擇。②研磨平板－灰口鑄鐵做成。③研磨環(huán)－用于車床上對外園的研磨，分固定式和可調(diào)式④研磨芯棒－固定式外園有螺旋槽容納研磨劑（膏），可調(diào)式外徑根據(jù)孔徑大小調(diào)節(jié)。如圖7-1研磨環(huán)，7-2研磨芯棒和毛氈等?；铱阼T鐵中含有石墨，耐磨性和潤滑性很好，研模具的光整加工課件⑤研磨拋光的輔助工具主要有電動機械式手持拋光機；超聲波－電火花研磨拋光工具等。⑤研磨拋光的輔助工具模具的光整加工課件模具的光整加工課件模具的光整加工課件7.1.6研磨拋光的工藝過程

1、研磨拋光的余量取決于零件的尺寸、原始表面粗糙度和最終精度要求，一般拋光的余量只要能去除加工痕跡和變質(zhì)層就可以。零件公差較大時就去公差范圍內(nèi)的余量。

2、研磨拋光階段和軌跡研磨拋光工藝一般分為粗研磨－細研磨－精研磨－拋光4個階段，磨料有粗到細，每次更換都必須清洗研具和工件。研磨軌跡可以往復、交叉但不能重復。7.1.6研磨拋光的工藝過程7.2電化學拋光7.2.1電化學拋光的基本原理和特點1、基本原理如圖7-6：零件接直流電源的陽極，耐腐蝕材料（不銹鋼或鋁材）作為工具接負極，將零件、工具放入電解液槽中，形成電路產(chǎn)生電流，陽極失去電子產(chǎn)生溶解現(xiàn)象，表面被不斷蝕除，隨著溶解的進行，在陽極表面會生成黏度高、電阻大的氧化物薄膜，凸出處較薄，7.2電化學拋光電阻較小，電流密度比凹處大，這樣突出處先被溶解，從而降表面低粗糙度，達到拋光的目的。2、特點①電化學拋光量很小，拋光后的尺寸精度和形狀精度可控制在0.01mm以內(nèi)。②電化學拋光效率高，拋光速度不受材料的軟硬而影響。③工藝簡單，操作容易，設(shè)備簡單，投資小。④電化學拋光不能消除原表面的“粗波紋”，對工件表面的基體粗糙度有要求，一般應(yīng)為Ra1.6以下才好。7.2.2影響電化學拋光質(zhì)量的因素1、電解液電解液的配方和比例要根據(jù)加工零件和選用的陰極材料來電阻較小，電流密度比凹處大，這樣突出處先被溶解，從而決定，（電鍍手冊）2、電流密度電化學拋光都是在較高的電流密度下進行的，過高時，陽極析出的氧氣過多，使電解液近似沸騰，又會影響拋光質(zhì)量。3、電解液的溫度一般情況下，溫度低，溶解速度低，生產(chǎn)效率就低，此外對電解液應(yīng)進行攪拌，促使流動，及時排除電解產(chǎn)物，減少溫度梯度。4、拋光時間拋光的時間不能太長，一般都有一個最佳拋光時間。5、工件的金相組織狀態(tài)愈均勻、致密拋光效果就愈好。非金屬成分多拋光效果差。象鑄鐵就不宜進行電化學拋光。決定，（電鍍手冊）6、拋光表面的原始粗糙度一般情況下，原始粗糙度要求在2.5-0.8時，采用電化學拋光才能有較好的效果。7.2.3拋光的方式1、整體電化學拋光法（圖7－7）直流電源0－50V，電流密度為80－100A/dm2，上下伺服控制，左右前后拖板調(diào)節(jié)，間隙5－10mm，液面高出15－20陰極采用不銹鋼、鉛或石墨，不斷攪拌電解液，保持工作溫度。6、拋光表面的原始粗糙度2、逐步電化學拋光法（圖7-8為DMP-10型電化學修研拋光機）脈沖直流電源0－24V無級調(diào)節(jié)，最大輸出電流10A，脈沖波為矩形，160W的電動拋光器，拋光輪的轉(zhuǎn)速為8000－20000r/min無級調(diào)速，快速擦除電化學生產(chǎn)的氧化膜。2、逐步電化學拋光法

逐步拋光法也稱為電解磨削加工，是陽極溶解和機械磨削相結(jié)合的一種拋光方法，以電化學陽極