最全的模具抛光知识

来源:51模材网 

  前言


  抛光在模具制作过程中是很重要的一道工序,随着塑料制品的日益广泛应用,对塑料制品的外观品质要求也越来越高,所以塑料模具型腔的表面抛光质量也要相应提高,特别是镜面和高光高亮表面的模具对模具表面粗糙度要求更高,因而对抛光的要求也更高。抛光不仅增加工件的美观,而且能够改善材料表面的耐腐蚀性、耐磨性,还可以方便于后续的注塑加工,如使塑料制品易于脱模,减少生产注塑周期等。


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  一、模具抛光方法及工作原理


  模具抛光通常使用油石条、羊毛轮、砂纸等,使材料表面发生塑性变形而去掉工件表面凸出部得到平滑面,一般以手工操作为主。表面质量要求高的可采用超精研抛的方法,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。抛光可达到Ra0.008 μm的表面粗糙度。


  二、模具抛光常用的工具及规格类别


  1、模具抛光常用的工具有:砂纸,油石,绒毡轮,研磨膏,合金锉刀,钻石磨针,竹片,纤维油石,圆转动打磨机。2)砂纸:150#,180#,320#,400#,600#,800#,1 000#,1 200#,1 500#;3)油石:120#,220#,400#,600#;4)绒毡轮:圆柱形,圆椎形,方形尖嘴;5)研磨膏:1#(白色) 3#(黄色) 6#(橙色) 9#(绿色) 15#(蓝色) 25#(褐色) 35#(红色) 60#(紫色);6)锉刀:方,圆,扁,三角及其他形状;7)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;8)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;9)纤维油石:200#(黑色) 400#(蓝色) 600#(白色) 800#(红色)


  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。使用顺序为


  180#→240#→320#→400#→600#→800#→1000#。


  2、半精抛半精抛主要使用砂纸和煤油。


  砂纸的号数依次为:400#→600#→800#→1000#→1200#→1500#。实际上#1500砂纸只用适于淬硬的模具钢(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。若用抛光布轮混合钻石研磨粉或研磨膏进行研磨,则通常的研磨顺序是9 μm(1 800#)→6 μm(3 000#)→3 μm(8 000#)。9 μm的钻石研磨膏和抛光布轮可用来去除1 200#和1 50 0#号砂纸留下的发状磨痕。接着用粘毡和钻石研磨膏进行抛光,顺序为1 μm(14 000#)→1/2 μm(60 000#)→1/4 μm(100 000#)。


  四、抛光的工作环境


  抛光过程应分开在两个工作地点完成,即粗磨加工地点和精抛加工地点分开,而且要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,确保空气中无灰尘微粒粘在模具表面。精度要求在1 μm以上(包括1 μm)的抛光工艺在清洁的抛光室内即可进行。若进行更加精密的抛光则必需在绝对洁净的空间,因为灰尘、烟雾,头皮屑和口水沫都有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,应仔细去除所有研磨剂和润滑剂,保证工件表面洁净,随后应在工件表面喷淋一层模具防锈涂层。


  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0.4 mm。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、钢材的品质优质的钢材是获得良好抛光质量的前提条件,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要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、抛光的技术由于抛光主要是靠人工完成,所以人的技能目前还是影响抛光质量的主要原因。一般认为抛光技术影响表面粗糙度,其实好的抛光技术还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;反之,抛光技术不好,就算钢材再好也做不到镜面效果。


  六、不同类型抛光应注意的事项


  1、模具砂纸打磨和油石研磨应注意的事项:


  (1) 对于硬度较高的模具表面只能用清洁和软的油石打磨工具。


  (2) 在打磨中转换砂号级别时,工件和操作者的双手必须清洗干净,避免将粗砂粒带到下一级较细的打磨操作中。


  (3) 在进行每一道打磨工序时,砂纸应从不同的45°方向去打磨,直至消除上一级的砂纹,当上一级的砂纹清除后,必须再延长25%的打磨时间,然后才可转换下一道更细的砂号。


  (4) 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必须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8 000#研磨膏抛光时,常用载荷为100~200 g/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过高。当使用钻石研磨抛光时,不仅工作表面要求洁净,工作者的双手也必须十分清洁。


  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,塑料模具的抛光应该称为镜面加工。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很高的标准。镜面抛光的标准分为4级:A0=Ra0.008 μm,A1=Ra0.016 μm,A3=Ra0.032 μm,A4=Ra0.063 μm,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、磁研磨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还是以机械抛光为主。抛光中注意事项如下:


  (1) 当一新模腔开始加工时,应先检查工件表面,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的功能。


  (2) 研粗纹时要按先难后易的顺序进行,特别一些难研的死角,较深底部要先研,最后是侧面和大平面。


  (3) 部分工件可能有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。


  (4) 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。

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