塑料模具拋光方法
隨著塑料制品日溢廣泛的應(yīng)用侦需,如日化用品和飲料包裝容器等瘤缩,外觀的需要往往要求塑料模具型腔的表面達(dá)到鏡面拋光的程度紊服。而生產(chǎn)光學(xué)鏡片、鐳射唱片等模具對表面粗糙度要求極高蒙谓,因而對拋光性的要求也極高斥季。拋光不僅增加工件的美觀,而且能夠改善材料表面的耐腐蝕性累驮、耐磨性酣倾,還可以使模具擁有其它優(yōu)點(diǎn),如使塑料制品易于脫模谤专,減少生產(chǎn)注塑周期等躁锡。因而拋光在塑料模具制作過程中是很重要的一道工序。
1.拋光方法
目前常用的拋光方法有以下幾種:
1.1 機(jī)械拋光
機(jī)械拋光是靠切削置侍、材料表面塑性變形去掉被拋光后的凸部而得到平滑面的拋光方法映之,一般使用油石條、羊毛輪瘫骏、砂紙等颜要,以手工操作為主,特殊零件如回轉(zhuǎn)體表面哭夺,可使用轉(zhuǎn)臺等輔助工具量奸,表面質(zhì)量 要求高的可采用超精研拋的方法。超精研拋是采用特制的磨具框碾,在含有磨料的研拋液中呼雨,緊壓在工件被加工表面上,作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)馋首。利用該技術(shù)可以達(dá)到Ra0.008μm的表面粗糙度凑魔,是各種拋光方法中最高的。光學(xué)鏡片模具常采用這種方法鳞皂。
1.2 化學(xué)拋光
化學(xué)拋光是讓材料在化學(xué)介質(zhì)中表面微觀凸出的部分較凹部分優(yōu)先溶解壶碴,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)備愧增,可以拋光形狀復(fù)雜的工件撼予,可以同時(shí)拋光很多工件,效率高悟民“颖瑁化學(xué)拋光的核心問題是拋光液的配制∩淇鳎化學(xué)拋光得到的表面粗糙度一般為數(shù)10μm近忙。
1.3 電解拋光
電解拋光基本原理與化學(xué)拋光相同,即靠選擇性的溶解材料表面微小凸出部分智润,使表面光滑及舍。與化學(xué)拋光相比未辆,可以消除陰極反應(yīng)的影響,效果較好锯玛。電化學(xué)拋光過程分為兩步:
「拦瘛(1)宏觀整平 溶解產(chǎn)物向電解液中擴(kuò)散,材料表面幾何粗糙下降攘残,Ra>1μm拙友。
(2)微光平整 陽極極化歼郭,表面光亮度提高献宫,Ra<1μm。
1.4 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中缆月,依靠超聲波的振蕩作用拭愁,使磨料在工件表面磨削拋光。超聲波加工宏觀力小践涧,不會引起工件變形侣娄,但工裝制作和安裝較困難。超聲波加工可以與化學(xué)或電化學(xué)方法結(jié)合岩视。在溶液腐蝕苇硫、電解的基礎(chǔ)上,再施加超聲波振動(dòng)攪拌溶液颓蛀,使工件表面溶解產(chǎn)物脫離境薪,表面附近的腐蝕或電解質(zhì)均勻;超聲波在液體中的空化作用還能夠抑制腐蝕過程鹰坐,利于表面光亮化好啸。
1.5 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。常用方法有:磨料噴射加工迷啄、液體噴射加工渊季、流體動(dòng)力研磨等。流體動(dòng)力研磨是由液壓驅(qū)動(dòng)罚渐,使攜帶磨粒的液體介質(zhì)高速往復(fù)流過工件表面却汉。介質(zhì)主要采用在較低壓力下流過性好的特殊化合物(聚合物狀物質(zhì))并摻上磨料制成,磨料可采用碳化硅粉末荷并。
1.6 磁研磨拋光
磁研磨拋光是利用磁性磨料在磁場作用下形成磨料刷合砂,對工件磨削加工。這種方法加工效率高源织,質(zhì)量好翩伪,加工條件容易控制,工作條件好雀鹃。采用合適的磨料幻工,表面粗糙度可以達(dá)到Ra0.1μm。
2.機(jī)械拋光基本方法
在塑料模具加工中所說的拋光與其他行業(yè)中所要求的表面拋光有很大的不同黎茎,嚴(yán)格來說囊颅,模具的拋光應(yīng)該稱為鏡面加工。它不僅對拋光本身有很高的要求并且對表面平整度傅瞻、光滑度以及幾何精確度也有很高的標(biāo)準(zhǔn)刺勇。表面拋光一般只要求獲得光亮的表面即可。鏡面加工的標(biāo)準(zhǔn)分為四級:AO=Ra0.008μm迟摹,A1=Ra0.016μm觅氢,A3=Ra0.032μm,A4=Ra0.063μm跋章,由于電解拋光虐恋、流體拋光等方法很難精確控制零件的幾何精確度,而化學(xué)拋光往姆、超聲波拋光馒符、磁研磨拋光等方法的表面質(zhì)量又達(dá)不到要求,所以精密模具的鏡面加工還是以機(jī)械拋光為主宏湾。
2.1 機(jī)械拋光基本程序
要想獲得高質(zhì)量的拋光效果淘砌,最重要的是要具備有高質(zhì)量的油石、砂紙和鉆石研磨膏等拋光工具和輔助品旋稚。而拋光程序的選擇取決于前期加工后的表面狀況厦浦,如機(jī)械加工、電火花加工奕枝,磨加工等等棺榔。機(jī)械拋光的一般過程如下:
(1)粗拋 經(jīng)銑隘道、電火花掷豺、磨等工藝后的表面可以選擇轉(zhuǎn)速在35 000—40 000 rpm的旋轉(zhuǎn)表面拋光機(jī)或超聲波研磨機(jī)進(jìn)行拋光。常用的方法有利用直徑Φ3mm薄声、WA # 400的輪子去除白色電火花層当船。然后是手工油石研磨,條狀油石加煤油作為潤滑劑或冷卻劑默辨。一般的使用順序?yàn)?180 ~ #240 ~ #320 ~ #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000德频。許多模具制造商為了節(jié)約時(shí)間而選擇從#400開始。
∷跣摇(2)半精拋 半精拋主要使用砂紙和煤油壹置。砂紙的號數(shù)依次為:#400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000 ~ #1200 ~ #1500。實(shí)際上#1500砂紙只用適于淬硬的模具鋼(52HRC以上)表谊,而不適用于預(yù)硬鋼钞护,因?yàn)檫@樣可能會導(dǎo)致預(yù)硬鋼件表面燒傷盖喷。
(3)精拋 精拋主要使用鉆石研磨膏揩臊。若用拋光布輪混合鉆石研磨粉或研磨膏進(jìn)行研磨的話嚎脖,則通常的研磨順序是9μm(#1800)~ 6μm(#3000)~3μm(#8000)。9μm的鉆石研磨膏和拋光布輪可用來去除#1200和#1500號砂紙留下的發(fā)狀磨痕落余。接著用粘氈和鉆石研磨膏進(jìn)行拋光勤鼓,順序?yàn)?μm(#14000)~ 1/2μm(#60000)~1/4μm(#100000)。
精度要求在1μm以上(包括1μm)的拋光工藝在模具加工車間中一個(gè)清潔的拋光室內(nèi)即可進(jìn)行幔私。若進(jìn)行更加精密的拋光則必需一個(gè)絕對潔凈的空間涎舔。灰塵菠山、煙霧哮互,頭皮屑和口水沫都有可能報(bào)廢數(shù)個(gè)小時(shí)工作后得到的高精密拋光表面。
2.2 機(jī)械拋光中要注意的問題
用砂紙拋光應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
∫掖怼(1)用砂紙拋光需要利用軟的木棒或竹棒券豺。在拋光圓面或球面時(shí),使用軟木棒可更好的配合圓面和球面的弧度桨座。而較硬的木條像櫻桃木读黑,則更適用于平整表面的拋光。修整木條的末端使其能與鋼件表面形狀保持吻合破讨,這樣可以避免木條(或竹條)的銳角接觸鋼件表面而造成較深的劃痕丛晦。
(2)當(dāng)換用不同型號的砂紙時(shí)提陶,拋光方向應(yīng)變換45°~ 90°烫沙,這樣前一種型號砂紙拋光后留下的條紋陰影即可分辨出來。在換不同型號砂紙之前隙笆,必須用100%純棉花沾取酒精之類的清潔液對拋光表面進(jìn)行仔細(xì)的擦拭锌蓄,因?yàn)橐活w很小的沙礫留在表面都會毀壞接下去的整個(gè)拋光工作。從砂紙拋光換成鉆石研磨膏拋光時(shí)撑柔,這個(gè)清潔過程同樣重要瘸爽。在拋光繼續(xù)進(jìn)行之前,所有顆粒和煤油都必須被完全清潔干凈铅忿。
〖艟觥(3)為了避免擦傷和燒傷工件表面,在用#1200和#1500砂紙進(jìn)行拋光時(shí)必須特別小心檀训。因而有必要加載一個(gè)輕載荷以及采用兩步拋光法對表面進(jìn)行拋光柑潦。用每一種型號的砂紙進(jìn)行拋光時(shí)都應(yīng)沿兩個(gè)不同方向進(jìn)行兩次拋光,兩個(gè)方向之間每次轉(zhuǎn)動(dòng)45°~ 90°阅窝。
鉆石研磨拋光應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
√莘(1)這種拋光必須盡量在較輕的壓力下進(jìn)行特別是拋光預(yù)硬鋼件和用細(xì)研磨膏拋光時(shí)豆凛。在用#8000研磨膏拋光時(shí),常用載荷為100~200g/cm2霎挚,但要保持此載荷的精準(zhǔn)度很難做到缸舱。為了更容易做到這一點(diǎn),可以在木條上做一個(gè)薄且窄的手柄橱柒,比如加一銅片;或者在竹條上切去一部分而使其更加柔軟鹉某。這樣可以幫助控制拋光壓力主靡,以確保模具表面壓力不會過高。
〖淘辍(2)當(dāng)使用鉆石研磨拋光時(shí)否艺,不僅是工作表面要求潔凈,工作者的雙手也必須仔細(xì)清潔虎炸。
『锌痢(3)每次拋光時(shí)間不應(yīng)過長,時(shí)間越短身堡,效果越好邓尤。如果拋光過程進(jìn)行得過長將會造成“橘皮”和“點(diǎn)蝕”。
√选(4)為獲得高質(zhì)量的拋光效果汞扎,容易發(fā)熱的拋光方法和工具都應(yīng)避免。比如:拋光輪拋光擅这,拋光輪產(chǎn)生的熱量會很容易造成“橘皮”澈魄。
(5)當(dāng)拋光過程停止時(shí)仲翎,保證工件表面潔凈和仔細(xì)去除所有研磨劑和潤滑劑非常重要痹扇,隨后應(yīng)在表面噴淋一層模具防銹涂層。
3.影響模具拋光質(zhì)量的因素
由于機(jī)械拋光主要還是靠人工完成溯香,所以拋光技術(shù)目前還是影響拋光質(zhì)量的主要原因鲫构。除此之外,還與模具材料玫坛、拋光前的表面狀況芬迄、熱處理工藝等有關(guān)。優(yōu)質(zhì)的鋼材是獲得良好拋光質(zhì)量的前提條件蒙玩,如果鋼材表面硬度不均或特性上有差異瘤贷,往往會產(chǎn)生拋光困難。鋼材中的各種夾雜物和氣孔都不利于拋光绅刨。
3.1 不同硬度對拋光工藝的影響
硬度增高使研磨的困難增大招惜,但拋光后的粗糙度減小峰适。由于硬度的增高,要達(dá)到較低的粗糙度所需的拋光時(shí)間相應(yīng)增長棚泛。同時(shí)硬度增高靶姻,拋光過度的可能性相應(yīng)減少。
3.2 工件表面狀況對拋光工藝的影響
鋼材在切削機(jī)械加工的破碎過程中牢米,表層會因熱量怀拨、內(nèi)應(yīng)力或其他因素而損壞,切削參數(shù)不當(dāng)會影響拋光效果郊舅。電火花加工后的表面比普通機(jī)械加工或熱處理后的表面更難研磨妒槐,因此電火花加工結(jié)束前應(yīng)采用精規(guī)準(zhǔn)電火花修整,否則表面會形成硬化薄層席赂。如果電火花精修規(guī)準(zhǔn)選擇不當(dāng)吮铭,熱影響層的深度最大可達(dá)0.4mm。硬化薄層的硬度比基體硬度高颅停,必須去除谓晌。因此最好增加一道粗磨加工,徹底清除損壞表面層癞揉,構(gòu)成一片平均粗糙的金屬面纸肉,為拋光加工提供一個(gè)良好基礎(chǔ)。
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