模具的抛光技术

表面粗糙度、镀涂和热处理的符号、代号及其标注一、表面粗糙度的基本概念§9-4表面粗糙度的符号、代号及其标注零件经过机械加工后的表面会留有许多高低不平的凸峰和凹谷，零件加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的这种微观几何形状特征，称为表面粗糙度。表面粗糙度与加工方法、所用刀具和工件材料等各种因素都有密切关系。表面粗糙度是评定零件表面质量的一项重要技术(jìshù)指标，是零件图中必不可少的一项技术(jìshù)要求。轮廓算术平均偏差（Ra）是目前生产中评定表面粗糙度用的最多的参数，Ra值越小，表面质量就越高。共二十一页共二十一页共二十一页共二十一页共二十一页共二十一页共二十一页共二十一页共二十一页共二十一页共二十一页共二十一页模具的抛光技术1.0模具的表面光洁度在制造模具时必须注意到在模具的不同部位，其所要求的表面光洁度也随之改变。而注塑时塑胶所接触到的模具表面，客户一般都会有较高的要求，尤其是透明的塑胶产品，光泽的表面对产品的卖相和价值有着正面的影响。1.1美国标准：SPI将模具光洁度分为12级不同标准。每种光洁度所使用的处理材料都不同。SPI标准是使用厚3/8in，直径1in的H13钢料，再在圆形平面上以下表所列的表面处理材料加工而成。表面光洁度标准及加工所使用的处理材料(SPIAR-106)单位：inch光洁度代号所使用的表面处理材料粗糙度平均Raμ–inA-1第3级鑽石膏0-1A-2第6级鑽石膏1-2A-3第15级鑽石膏2-3B-1600号砂纸2-3B-2400号砂纸4-5B-3320号砂纸9-10C-1600号油石10-12C-2400号油石25-28C-3320号油石38-42D-1喷11号玻璃珠10-12D-2喷240号氧化砂26-32D-3喷24号氧化砂190-2301.2日本标准：JIS标准是将模具光洁度分为6级。每级所使用的处理材料有其特定规格。JIS标准是使用直径18mm，硬度由HRC56至60之间的钢材，再在圆形平面上以下表所列的表面处理材料加工而成。表面光洁度标准及加工所使用的处理材料(JISK7140)单位：mm光洁度代号MR-1MR-2MR-3MR-4MR-5MR-6所使用的表面材料8000号(1至5μ)鑽石粉1200号(8至20μ)鑽石粉360号钢纸。150号油石120号喷砂在5kgf/c㎡气压下喷46号喷在5kgf/c㎡气压下喷表面粗糙度(uRz)最小-0.060.241.24.815最大0.030.120.481.76.6192.0影响抛光的因素：2.1制模的钢材材质：若模具表面的局部区域在硬度或其他性质方面发生偏离，就会在抛光过程中产生问题，如：各种类型的熔渣(rónɡzhā)及砂孔。真空去氧可减少大的溶渣及氧脆性，并能制造出更多的均匀材料。电熔除渣(ESR)处理能极大的改善材料抛光性能，通过真空除气可取得更好的效果。ESR处理可降低钢材中熔渣的含量。2.2热处理：热处理会多方面影响到抛光处理，一块已经过淬火的钢材似乎有一些不适于进行抛光的特征，主要原因是钢材表层有小的氧化微粒。另硬度越高，打磨工模的难度增加，但经过抛光后，则能获得高的表面光洁度。硬度越高的模具，为使表面光洁度更高，抛光所需时间就要长些，但随着硬度的增加，抛光过度的问题会相应减少。如热处理工艺不当，钢材产生太多残余奥氏体或贝氏体，抛光效果也会不良。2.3抛光工艺技术：一般来说，抛光工艺技术是影响抛光的最主要的因素，如果采用的抛光技术是适当的，而且热处理得当，钢材材质也较好，就能达到令人满意的结果，然而如果采用的抛光技术不当，共二十一页即使最佳的材质也会被毁掉的。2.4抛光前的表面状况：对EDM钢材表面进行打磨要比其他进行传统的机器加工及热处理的表面难些。因EDM(即电火花)加工易在工模表面形成(xíngchéng)薄薄的一层加硬层。这一层的硬度要比母体的硬度高，必须除去表面更硬的一层，要比原母体材质更难于打磨。EDM后再作回火处理也可改善抛光性能。3.0典型的抛光程序：机器加工铣削加工车削加工磨削加工EDM加工粗打磨油石粒度号粗80#120#150#180#220#320#细400#精打磨砂纸粒度号粗320#400#600#800#1000#细1200#抛光钻石膏粒度号粗45μm25μm15μm10μm6μm，3μm细1μm3.1通常情况下，工模在经过不同的机器加工后，应采用如下流程：◆在铣削加工后，粗打磨、精打磨、抛光；◆在磨削加工后，粗打磨、精打磨、抛光；◆在EDM电加工后，精打磨、抛光；3.2打磨：打磨是后面抛光作业成功的基础，通过打磨将机器加工时留下的刮痕去除掉，使表面更平整，打磨时需留意：a．打磨过程中不应产生大量的热与压力，这些会影响到材料的结构及硬度，应有充足的冷却剂。b.在每次纹理大小变更期间，应对手及工件进行清洗，以防止粗的磨粒或灰尘被带入下一工作阶段以影响更细的纹理。c.在每次纹理大小变更时，应变换打磨方向。从向着与先前打磨方向成45°或90°角打磨，直至比上一次打磨的纹理更细致、均匀。3.3抛光：钻石膏是常用的抛光剂，如使用得当可获得最佳的效果。抛光用的工具，从不同类型的纤维到粘垫品，不同硬度的材质都很适当。如尼龙、纸、天鹅绒、棉花等。抛光时需留意：a．抛光应在一个无尘、通风处进行，因坚硬的尘粒易沾附于钻石膏上会损毁快要磨好的表面；b.每一个抛光工具都应仅用于一种钻石膏，并注意防尘：c.在每次更换钻石膏时应清洗手与工件；d．调节抛光压力使之与抛光工具的硬度及钻石膏粒度相适应，对于最细的钻石膏，该压力只有抛光工具的重量那么大即可。e.抛光应从工模的角、边、片或其他部位开始。4.0抛光中出现问题的解决：抛光所出现的主要问题是抛光过度。所谓抛光过度就是指抛光时间越长表面状况反而越差。表面抛光过度通常是指以下两种现象：“桔皮状剥层”与“针孔”。应当指出的是通常使用机器抛光时出现的机会较大。4.1桔皮状剥层：抛光后，工件表面出现桔皮状不规则剥层，主要原因是材质较软、抛光施压过大所致，坚硬的材质可以承受较高的抛光压力，不易出现抛光过度。共二十一页见到抛光表面出现变质就增加抛光压力继续进行抛光，这样做就不可避免地会增加对表面的打磨。变质后要重新修复材料表面可采用如下方法：方法1：在抛光前採用细打磨的方法除去表面变质的一层，在最后打磨完成后再开始抛光。在抛光时应当使用一个低于先前的抛光压力。方法2：在温度低于最后一次回火温度25℃(45F)时释放应力，抛光前重复进行打磨直到表面状态达到令人満意为止。再开始进行抛光，但抛光压力应低于先前的拋光压力。若结果仍不理想，就应增加材质的硬度，增加硬度有以下方法：◆可採用渗氮或渗碳的热处理方法增加钢材的表面硬度。4.2针孔：一般在抛光过程中会产生的非常细小的针孔，这是由于一层已在抛光时磨掉熔渣物造成的，该溶渣物以坚硬的氧化物形态存在。在这一过程中常见的重要因素有：◆抛光时间及压力；◆钢材的纯度，尤其是有关的熔渣物；◆抛光使用工具；◆磨料为何会出现针孔原因之一是母体材质及熔渣硬度不同。在抛光过程中，磨去母体的速度高于磨去熔渣的速度，抛光可逐渐(zhújiàn)将下层地溶渣粒磨出来直到通过进一步的抛光将其它材料表面除去为止，这样就剩下针孔，这个问题在磨料规则低于10μm及抛光工具太软时较易出现。最大限度的减少针孔的出现的一个方法是选择高纯度的工模钢材，这主要取决于生产过程中的真空排气及电子熔渣的提炼(ESR)。另外可以採用如下方法：◆在抛光前，使用一个软的切割自如的磨石进行打磨，接着进行抛光。◆当使用磨料规则为10μm或小于10μm时就避免使用最软的抛光工具。◆抛光时间应尽可能短些，使用压力应尽量小些。SPE標準與SPI標準對應表#1=A-1#2=A-3#3=B-3#4=C-3#5=D-2#6=D-3共二十一页表面粗糙度符号及其标注说明粗糙度是衡量零件表面粗糙程度的参数，它反映的是零件表面微观的几何形状误差，必须借助放大镜等进行测量。它是由于零件加工过程中刀具与加工表面之间的摩擦(mócā)、挤压以及加工时的高频振动等方面的原因造成的。表面粗糙度对零件的工作精度、耐磨性、密封性、耐蚀性以及零件之间的配合都有着直接的影响。粗糙度的评定常用轮廓算术平均偏差Ra、轮廓最大高度Ry、微观不平度十点高度Rz三个参数表示。数值越小，零件的表面越光滑，数值越大零件的表面越粗糙。1、轮廓算术平均偏差Ra取样长度：取样长度是指具有粗糙度几何特征的一段长度，在取样长度内应该具有几个波峰和波谷。测量时可选5倍的取样长度作为测量长度进行测量。Ra是指在取样长度内，轮廓偏距绝对值的算术平均值，可以表示为：共二十一页共二十一页标注2.1代号及意义粗糙度代号可以分为：符号，粗糙度项目及数值。常用标注参数是Ra,标注Ra时Ra可以省略，标注Rz和Ry时，在粗糙度数值前加对应的符号Rz和Ry。2.2标注原则1)、在同一图样上每一表面只注一次粗糙度代号，且应注在可见(kějiàn)轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上，并尽可能靠近有关尺寸线。2）、当零件的大部分表面具有相同的粗糙度要求时，对其中使用最多的一种，代（符）号，可统一注在图纸的右上角。并加注“其余”二字。3）、在不同方向的表面上标注时，代号中的数字及符号的方向必须下图的规共二十一页共二十一页