模具的拋光技術(shù)

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)(jìshù)指標(biāo)，是零件圖中必不可少的一項技術(shù)(jìshù)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。共二十一頁共二十一頁共二十一頁共二十一頁共二十一頁共二十一頁共二十一頁共二十一頁共二十一頁共二十一頁共二十一頁共二十一頁模具的拋光技術(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(SPIAR-106)單位：inch光潔度代號所使用的表面處理材料粗糙度平均Raμ–inA-1第3級鑽石膏0-1A-2第6級鑽石膏1-2A-3第15級鑽石膏2-3B-1600號砂紙2-3B-2400號砂紙4-5B-3320號砂紙9-10C-1600號油石10-12C-2400號油石25-28C-3320號油石38-42D-1噴11號玻璃珠10-12D-2噴240號氧化砂26-32D-3噴24號氧化砂190-2301.2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(JISK7140)單位：mm光潔度代號MR-1MR-2MR-3MR-4MR-5MR-6所使用的表面材料8000號(1至5μ)鑽石粉1200號(8至20μ)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-0.060.241.24.815最大0.030.120.481.76.6192.0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(rónɡzhā)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)?，而且熱處理得?dāng)，鋼材材質(zhì)也較好，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)，共二十一頁即使最佳的材質(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(xíngchéng)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#1000#細(xì)1200#拋光鉆石膏粒度號粗45μm25μm15μm10μm6μm，3μm細(xì)1μm3.1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?；蚧覊m被帶入下一工作階段以影響更細(xì)的紋理。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.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。共二十一頁見到拋光表面出現(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(zhújiàn)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10μm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?！舢?dāng)使用磨料規(guī)則為10μm或小于10μm時就避免使用最軟的拋光工具?！魭伖鈺r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-1#2=A-3#3=B-3#4=C-3#5=D-2#6=D-3共二十一頁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(mócā)、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：共二十一頁共二十一頁標(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，在粗糙度數(shù)值前加對應(yīng)的符號Rz和Ry。2.2標(biāo)注原則1)、在同一圖樣上每一表面只注一次粗糙度代號，且應(yīng)注在可見(kějiàn)輪廓線、尺寸界線、引出線或它們的延長線上，并盡可能靠近有關(guān)尺寸線。2）、當(dāng)零件的大部分表面具有相同的粗糙度要求時，對其中使用最多的一種，代（符）號，可統(tǒng)一注在圖紙的右上角。并加注“其余”二字。3）、在不同方向的表面上標(biāo)注時，代號中的數(shù)字及符號的方向必須下圖的規(guī)共二十一頁共二十一頁