第5章模具的研磨與拋光

模具的研磨與拋光是以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，屬于光整加工。5.1模具的研磨研磨的基本原理與分類(lèi)

研磨是一種微量加工的工藝方法，研磨借助于研具與研磨劑，在工件的被加工表面和研具之間上產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并施以一定的壓力，從工件上去除微小的表面凸起層,以獲得很低的表面粗糙度和很高的尺寸精度、幾何形狀精度等。

1.研磨的基本原理物理作用化學(xué)作用3.研磨的分類(lèi)

1）表面粗糙度低2）尺寸精度高3）形狀精度高4）改善工件表面力學(xué)性能5）研具的要求不高2.研磨的應(yīng)用特點(diǎn)

按自動(dòng)化程度手動(dòng)研磨半機(jī)械研磨機(jī)械研磨按研磨劑使用條件干研磨濕研磨半干研磨研磨工藝

1.研磨壓工藝參數(shù)

1）研磨壓力研磨壓力是研磨時(shí)工件表面單位面積所承受的壓力（MPa）壓力過(guò)大研具磨損加快，研磨表面粗糙度增高壓力過(guò)小切削能力下降，研磨效率降低研磨壓力的范圍一般在（0.01～0.5）MPa。手工研磨時(shí)的研磨壓力約為（0.01～0.2）Mpa；精研時(shí)的研磨壓力約為（0.01～0.05）Mpa；機(jī)械研磨時(shí)，壓力一般為（0.01～0.3）MPa。2）研磨速度

研磨速度是影響研磨質(zhì)量和效率的重要因素之一。在一定范圍內(nèi)，研磨速度與研磨效率成正比。但研磨速度過(guò)高時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較高的熱量，甚至?xí)齻ぜ砻妫绊懠庸ぞ取４盅心r(shí)采用較高的壓力和較低的速度精研磨時(shí)采用較低的壓力和較高的速度3）研磨余量

直接影響到研磨加工時(shí)的精度與質(zhì)量。

4）研磨效率

研磨效率以每分鐘研磨去除表面層的厚度來(lái)表示。工件表面的硬度越高，研磨效率越低。

一般淬火鋼為１μm／min，合金鋼為0.3μm／min，超硬材料為0.1μm／min。

2.研具

研具既是研磨劑的載體，使游離的磨粒嵌入研具工作表面發(fā)揮切削作用。同時(shí)研具又是研磨成形的工具，自身具有較高的幾何形狀精度，并將其按一定的方式傳遞到工件上。1.研具材料1）灰鑄鐵晶粒細(xì)小，具有良好的潤(rùn)滑性；研磨效果好；2）球墨鑄鐵比一般鑄鐵容易嵌存磨料；3）軟鋼韌性較好，強(qiáng)度較高；常用于制作小型研具。4）各種有色金屬及合金材質(zhì)較軟，表面容易嵌入磨粒，適宜做軟鋼類(lèi)工件的研具。5）非金屬材料如木、竹、皮革、毛氈、纖維板、塑料、玻璃等。除玻璃以外，其他材料質(zhì)地較軟，磨粒易于嵌入，可獲得良好的研磨效果。（2）研具種類(lèi)研磨平板用于研磨平面

研磨環(huán)主要研磨外圓柱表面

研磨棒主要用于圓柱孔的研磨

一般淬火鋼為１μm／min，合金鋼為0.3μm／min，超硬材料為0.1μm／min。一般淬火鋼為１μm／min，合金鋼為0.3μm／min，超硬材料為0.1μm／min。材質(zhì)硬度高的選用硬度低的磨具材質(zhì)硬度低的選用硬度高的磨具3.常用的研磨劑由磨料、研磨液及輔料按一定比例配制而成的混合物（3）研具硬度

指磨料在外力作用下從磨具表面脫落的難易程度，反映結(jié)合劑把持磨料的強(qiáng)度。

液體研磨劑由研磨粉、硬脂酸、煤油、汽油、工業(yè)用甘油配制而成；固體研磨劑是指研磨膏，由磨料和無(wú)腐蝕性載體，如硬脂酸、肥皂片、凡士林配制而成。（1）磨料（2）研磨液（2）研磨液

研磨液主要起潤(rùn)滑和冷卻作用，他應(yīng)具備有一定的黏度和稀釋能力；表面張力要低；化學(xué)穩(wěn)定性要好，對(duì)被研磨工件沒(méi)有化學(xué)腐蝕作用；能與磨粒很好的混合，易沉淀研磨脫落的粉塵和顆粒物；對(duì)操作者無(wú)害，易于清洗等。常用的研磨液有煤油、機(jī)油、工業(yè)用甘油、動(dòng)物油等。

4.研磨機(jī)

研磨機(jī)是用塗上或嵌入磨料的研具對(duì)工件表面進(jìn)行研磨的機(jī)床。主要用于研磨工件中的高精度平面﹑內(nèi)外圓柱面﹑圓錐面﹑球面﹑螺紋面和其他型面。研磨機(jī)的主要類(lèi)型有：圓盤(pán)式研磨機(jī)﹑轉(zhuǎn)軸式研磨機(jī)和各種專(zhuān)用研磨機(jī)。5.2模具的拋光

拋光是利用柔性?huà)伖夤ぞ吆臀⒓?xì)磨料顆粒或其他拋光介質(zhì)對(duì)工件表面進(jìn)行的修飾加工，去除前工序留下的加工痕跡。人們習(xí)慣把使用硬質(zhì)研具的加工稱(chēng)為研磨，而使用軟質(zhì)研具的加工稱(chēng)為拋光拋光不能提高工件的尺寸精度或幾何形狀精度，而是以得到光滑表面或鏡面光澤為目的。有時(shí)也用以消除光澤(消光處理)。拋光可分為普通拋光和精密拋光。

拋光工具

（1）電動(dòng)直桿旋轉(zhuǎn)式研磨拋光工具

（2）電動(dòng)彎頭旋轉(zhuǎn)式研磨拋光工具

拋光除可采用研磨工具外，還有適合快速降低表面粗糙度的專(zhuān)用拋光工具。1.輔助研磨拋光工具

用磨料和結(jié)合劑等壓制而成的條狀固結(jié)磨具2.油石

油石一般用于手工修磨零件，也可裝夾在機(jī)床上進(jìn)行珩磨和超精加工。油石有人造的和天然的兩類(lèi)。由氧化鋁或碳化硅等磨料與紙黏結(jié)而成3.砂紙

主要用于粗拋光，按顆粒大小常用的有400#、600#、800#、1000#等磨料粒度。4.拋光膏：由磨料和研磨液組成，分硬磨料和軟磨料兩種5.拋光液：用于超精加工，由W0.5~W5粒度的氧化鉻和乳化液混合而成拋光工藝1．工藝順序

首先了解被拋光零件的材料和熱處理硬度，以及前道工序的加工方法和表面粗糙度情況，檢查被拋光表面有無(wú)劃傷和壓痕，明確工件最終的粗糙度要求。以此為依據(jù)，確定具體的拋光工序和準(zhǔn)備拋光用具及拋光劑等。（1）粗拋

經(jīng)銑削、電火花成形、磨削等工藝后的表面清洗后，選擇轉(zhuǎn)速在35000～40000（rpm）的旋轉(zhuǎn)表面拋光機(jī)或超聲波研磨機(jī)進(jìn)行拋光。

（2）半精拋半精拋主要使用砂紙和煤油。

（3）精拋精拋主要使用研磨膏。

2．工藝措施（1）工具材質(zhì)的選擇用砂紙拋光需要選用軟的木棒或竹棒。

（2）拋光方向選擇和拋光面的清理當(dāng)換用不同型號(hào)的砂紙時(shí)，拋光方向應(yīng)與上一次拋光方向變換30°~45°進(jìn)行拋光，使前一種型號(hào)砂紙拋光后留下的條紋陰影即可分辨出來(lái)。（3）拋光中可能產(chǎn)生的缺陷及解決辦法3.影響模具拋光質(zhì)量的因素

由于一般拋光主要還是靠人工完成，所以?huà)伖饧夹g(shù)目前還是影響拋光質(zhì)量的主要原因。除此之外，還與模具材料、拋光前的表面狀況、熱處理工藝等有關(guān)。其它研磨拋光方法1.電化學(xué)拋光化學(xué)拋光是讓材料在化學(xué)介質(zhì)中，使表面微觀(guān)凸出的部分較微觀(guān)凹坑部分優(yōu)先溶解，從而得到平滑面。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是不需復(fù)雜設(shè)備，可以?huà)伖庑螤顝?fù)雜的工件。2.超聲波拋光將工件放入磨料懸浮液中并一起置于超聲波場(chǎng)中，依靠超聲波的振蕩作用，使磨料在工件表面磨削拋光。

4.磁研磨拋光磁研磨拋光是利用磁性磨料在磁場(chǎng)作用下形成磨料刷，對(duì)工件磨削加工。采用合適的磨料，表面粗糙度可達(dá)Ra0.1μm。

5.流體拋光流體拋光是依靠高速流動(dòng)的液體及其攜帶的磨粒沖刷工件表面達(dá)到拋光的目的。內(nèi)容總結(jié)第5章模具的研磨與拋光。手工研磨時(shí)的研磨壓力約為（0.01～0.2）Mpa。研磨速度是影響研磨質(zhì)量和效率的重要因素之一。在一定范圍內(nèi)，研磨速度與研磨效率成正比。研磨效率以每分鐘研磨去除表面層的厚度來(lái)表示。化學(xué)穩(wěn)定性要好，對(duì)被研磨工件沒(méi)有化學(xué)腐蝕作用。能與磨粒很好的混合，易沉淀研磨脫落的粉塵和顆粒物。研磨機(jī)是用塗上或嵌入磨料的研具對(duì)工件表面進(jìn)行研磨的機(jī)床。主要用于研磨工件中的高精度平面﹑內(nèi)外圓柱面﹑圓錐面﹑球面﹑螺紋面和其他型面。圓盤(pán)式研磨機(jī)﹑轉(zhuǎn)軸式研磨機(jī)和各種專(zhuān)