模具的研磨與拋光

1、第5章模具的研磨與拋光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，屬光整加工，可歸為磨削工藝大類。他們研磨與拋光在工作成形理論上很相似，一般用于產(chǎn)品、零件的最終加工?，F(xiàn)代模具成形表面的精度和表面粗糙度要求越來越高，特別是高精度、高壽命的模具要求到μm級的精度。一般的磨削表面不可避免要留下磨痕、微裂紋等缺陷，這些缺陷對一些模具的精度影響很大，其成形表面一部分可采用超精密磨削加工達(dá)到設(shè)計(jì)

2、要求，但大多數(shù)異型和高精度表面大都要進(jìn)行研磨與拋光加工。對沖壓模具來講，模具經(jīng)研磨與拋光后，改善了模具的表面粗糙度，利于板料的流動，減小流動阻力，極大地提高了成形零件的表面質(zhì)量，特別是對于汽車外覆蓋件尤為明顯。經(jīng)研磨刃口后的沖裁模具，可消除模具刃口的磨削傷痕，使沖裁件毛刺高度減少。塑料模具型腔研磨、拋光后，極大地提高型腔表面質(zhì)量，提高成形性能，滿足塑件成型質(zhì)量的要求、塑件易于脫模。澆注系統(tǒng)經(jīng)研磨、拋光后，可降低注射時(shí)塑料的流動阻力。另外

3、研磨與拋光可提高模具接合面精度，防止樹脂滲漏，防止出現(xiàn)沾粘等。電火花成型的模具表面會有一層薄薄的變質(zhì)層，變質(zhì)層上許多缺陷需要用研磨與拋光去處。另外研磨與拋光還可改善模具表面的力學(xué)性能，減少應(yīng)力集中，增加型面的疲勞強(qiáng)度。5.1模具的研磨模具的研磨5.1.1研磨的基本原理與分類研磨的基本原理與分類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（一種游離的磨料），在工件的被加工表面和研具之間上產(chǎn)生相對運(yùn)動，并施以一定的壓力，從工件上去除

4、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，在模具制造中，特別是產(chǎn)品外觀質(zhì)量要求較高的精密壓鑄模、塑料模、汽車覆蓋件模具應(yīng)用廣泛。1.研磨的基本原理1）物理作用研磨時(shí)，研具的研磨面上均勻地涂有研磨劑，若研具材料的硬度低于工件，當(dāng)研具和工件在壓力作用下做相對運(yùn)動時(shí)，研磨劑中具有尖銳棱角和高硬度的微粒，有些會被壓嵌入研具表面上產(chǎn)生切削作用（塑性變形），有些則在研具和工件表面間滾動或滑動產(chǎn)生滑擦（彈性變形）。這些微

5、粒如同無數(shù)的切削刀刃，對工件表面產(chǎn)生微量的切削作用，并均勻地從工件表面切去一層極薄的金屬，圖5.1.1所示為研磨加工模型。同時(shí)，鈍化了的磨粒在研磨壓力的作用下，通過擠壓被加工表面的峰點(diǎn)，使被加工表面產(chǎn)生微擠壓塑性變形，從而使工件逐漸得到高的尺寸精度和低的表面粗糙度。圖5.1.1研磨加工模型2）化學(xué)作用而當(dāng)采用氧化鉻、硬脂酸等研磨劑時(shí)，在研磨過程中研磨劑和工件的被加工表面上產(chǎn)生化學(xué)作用，生成一層極薄的氧化膜，氧化膜很容易被磨掉。研磨的過程

6、就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。當(dāng)研磨壓力在（0.04～0.2）MPa范圍內(nèi)時(shí)，對降低工件表面粗糙度收效顯著。（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。但研磨速度過高時(shí)，會產(chǎn)生較高的熱量，甚至?xí)齻ぜ砻?，研具磨損加劇，從而影響加工精度。一般粗研磨時(shí)，宜用較高的壓力和較低的速度；精研磨時(shí)則用較低的壓力和

7、較高的速度。這樣可提高生產(chǎn)效率和加工表面質(zhì)量。選擇研磨速度時(shí)，應(yīng)考慮加工精度、工件材料、硬度、研磨面積和加工方式等多方面因素。一般研磨速度應(yīng)在（10～150）mmin范圍內(nèi)選擇，精研速度應(yīng)在30mmin以下。手工粗研磨時(shí)，每分鐘約為（40～60）次的往復(fù)運(yùn)動；精研磨時(shí)約為每分鐘（20～40）次的往復(fù)運(yùn)動。（３）研磨余量的確定零件在研磨前的預(yù)加工質(zhì)量與余量，將直接影響到研磨加工時(shí)的精度與質(zhì)量。由于研磨加工只能研磨掉很薄的表面層。因此，零件

8、在研磨前的預(yù)加工，需有足夠的尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度。對表面積大或形狀復(fù)雜且精度要求高的工件，研磨余量應(yīng)取較大值。預(yù)加工的質(zhì)量高，研磨量取較小值。研磨余量的大小還應(yīng)結(jié)合工件的材質(zhì)、尺寸精度、工藝條件及研磨效率等來確定。研磨余量盡量小，一般手工研磨不大于10μm，機(jī)械研磨也應(yīng)小于15μm。（４）研磨效率研磨效率以每分鐘研磨去除表面層的厚度來表示。工件表面的硬度越高，研磨效率越低。對于一般淬火鋼為１μm／min，合金鋼為0.3μm

9、／min，超硬材料為0.1μm／min。通常在研磨的初期階段，工件幾何形狀誤差的消除和表面粗糙度的改善較快，而后則逐漸減慢，效率下降。這與所用磨料的粒度有關(guān)，磨粒粗，切削能力強(qiáng)，研磨效率高，但所得研磨表面質(zhì)量低；磨粒細(xì)，切削能力弱，研磨效率低，但所得研磨表面質(zhì)量高。因此，為提高研磨效率，選用磨料粒度時(shí)，應(yīng)從粗到細(xì)，分級研磨，循序漸進(jìn)地達(dá)到所要求的表面粗糙度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。磨粒磨鈍時(shí)，

10、由于磨粒自身部分碎裂或結(jié)合劑斷裂，磨粒從研具上局部或完全脫落，而研具工作面上的磨料不斷出現(xiàn)新的切削刃口，或不斷露出新的磨粒，使研具在一定時(shí)間內(nèi)能保持切削性能要求。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）研具的材料1）灰鑄鐵晶粒細(xì)小，具有良好的潤滑性；硬度適中，磨耗低；研磨效果好；價(jià)廉易得，應(yīng)用廣泛。2）球墨鑄鐵比一般鑄鐵容易嵌存磨料，可使磨粒嵌入牢固、均勻，同時(shí)能增加研具的耐用度，可