模具抛光知识介绍(三)

发表时间:2022-04-15 15:44作者:石世铫


13、超声波抛光有何特点?怎样进行超声波抛光?

1)超声波抛光有如下的特点

①加工变形小。超声抛光时磨粒对工件进行非接触加工,故对工件的作用力非常小,因此无机械变形、对薄壁件、低刚度件均能有效抛光。

②抛光质量高。由于超声波抛光时对工件的作用力和热影响很小,不致引起变形和烧伤,确保了加工质量。

③可加工复杂型腔。由于工具头部都可以用较易加工的材料加工成各种复杂形状,因此,超声波抛光即使对于复杂型腔加工也并不费力。

④适应范围广。由于超声抛光主要是靠磨粒的撞击作用而抛光的,因此,几乎可以抛光所有的金属材料和非金属材料,即使是诸如陶瓷、玻璃、金刚石类的硬脆材料均不例外。

2)超声波抛光的操作

①利用超声波抛光的设备(超声波发生器、超声换能器、机械振动系统、机床本体)进行超声波抛光的操作。

②抛光余量的选择;抛光是型腔的一种精加工方式,因此抛光余量不能太大,一般控制在0.04mm,过大则难以达到要求。

3)抛光操作工序。为了保证抛光质量,一般要经过粗抛、细抛和精抛等三道工序。

①粗抛。粗抛时可采用固定磨料,如金刚石油石、刚玉油石、电镀金刚石锉刀等;或较粗粒度(180目左右)的磨料进行抛光;

②细抛。细抛时采用游离磨料方式,磨料可用氧化铝、碳化硅等,其粒度为F320左右。工作液用煤油、汽油或水;

③精抛。精抛为最后的抛光,可采用F1200的磨料进行抛光,一般不加工作液,干抛即可。

4)超声波抛光时应注意的问题:磨料与工作液之间的重量比,应控制在合适的范围内才有利抛光,一般为0.5~0.1左右。

5)工具的振幅应控制在0.01~0.l0mm,频率控制在1.6~2.5万Hz之间抛光频率,应尽量接近共振频率,以取得最大振幅。

6)具与工件之间的间隙和静压力对抛光质量和生产率有很大影响,为找到其最佳值,常要作多方尝试,以确定合理的间隙和静压力。

7)被加工材料不同,磨料的种类也不同,因此要根据需抛光的材料来选择磨料种类。

8)磨料粒度的选择与振幅有关,当振幅为0.05mm时,粒度越大,加工效率越高;当振幅小于0.05mm时,粒度越小,加工效率越高。

14、研磨的操作方法有哪两类?怎样研磨?

研磨抛光时基本工艺过程为:粗研磨、细研磨、精研磨、抛光等四步。在实际操作中并非每一步都要进行,可根据型腔表面的具体情况和要求而进行选取。研磨的操作方法主要分为两类。

1干研磨。干研磨就是研磨工具表面在完全干燥的情况下,均匀地嵌入一层研磨剂,(在以后的研磨过程中就可以不再添加),然后在均匀的压力下实施研磨操作的方法。这种方法适用于精加工。

2)湿研磨。湿研磨就是在研磨过程中,不断地、充分地添加研磨混合剂,并在均匀的压力下实施研磨操作的方法,这种方法主要适用于粗加工。湿研磨的效率往往比干研磨的效率高6~8倍。

通常在实施研磨操作时,先用湿研磨的方法将工件的尺寸粗磨至适当程度后,再用干研磨进行最后的精加工。工件经湿研磨加工后,其表面乌光,经干研磨后其表面光泽美丽。

从表1-3列的内容可以看出,研磨的操作方法应用范围是很广的,它既可以用于不同几何形状的零件,也可用于不同材料的零件。

1-3 研磨的应用范围

工件形状

平面、内外圆表面、圆锥面、齿面等特性表面

工件材质

金属:淬火件、硬质合金件、铸铁、铜

非金属:玻璃水晶等

操作禁忌:实施研磨操作的时候,不宜将干、湿研磨的两种方法交混使用,这样往往会降低研磨的效率。

15、研磨材料有哪几大类? 有哪些研磨剂?如何配制研磨膏?

1) 常用的磨料大致有:氧化物磨料、碳化物磨料和金刚石磨料三大类。磨料的性能、特性及适用范围见1-4

1-4   磨材料的系列、特性和用途

系列

磨料名称

代号

颜色

特性

适用范围

氧化铝系

刚 玉

GZ

棕褐色

硬度高,韧性大价格便宜

粗、精研钢、铸铁、铜

刚 玉

GB

白色

硬度比GZ高、韧性比GZ差

精研磨淬火钢、高速钢、高碳钢及薄壁零件

刚 玉

GG

紫色

韧性比GB高,磨削光洁度好

研磨量具、仪表零件及高光洁度表面

晶 刚 玉

GD

淡黄色

硬度和韧性比GB高

研磨不锈钢、高速钢等强度高、韧性大的材料

碳化物系

碳 化 硅

TH

黑色有光泽

硬度比刚玉高,性脆而锋利,导热性和导电性良好

研磨铸铁、黄铜、铝耐火材料及非金属材料

绿 碳 化 硅

TL

绿色

硬度和脆性比TH高,具有良好的导热性和导电性

研磨硬质合金、硬铬、宝石、陶瓷、玻璃等材料

化 硼

TP

灰黑色

硬度仅次于金刚石,耐磨性好

精研磨和抛光硬质合金、人造宝石等硬质材料

金刚石系

人造金刚石

(天然金刚石)

JB

(JT)

灰色至黄白色

硬度高的研磨剂

(天然金刚石价格昂贵)

粗、精研磨硬质合金、人造宝石、半导体等高硬度脆性材料

其他

化 铁

-

暗红色

氧 化 铬 软

精研磨或抛光钢、铁、玻璃等材料

化 铬

-

深绿色

  硬

磨料的粒度。磨料的粒度差异较大,其粒度的选择主要根据型腔的表面粗糙度情况以及质量要求而定。粗研磨时用较大粒度,精研磨时用较小粒度。磨料的粒度按其颗粒大小来分为磨粒、磨粉和微粉。不同粒度的磨料研磨料研磨抛光时可达到的表面粗糙度。

材料的选用要取决于被研磨工件粗糙度、标准公差和研磨余量的大小。研磨操作在选用磨料时候,可以参考表15

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2)研磨剂的配制与作用。

研磨剂是由研磨液(膏)与磨料配制而成的。在研磨过程中研磨剂起到三个作用:第一,使磨料分布均匀;第二,能起到润滑作用;第三,能在工件表面形成一层薄薄的氧化膜。研磨 剂中常用的研磨液(或膏)有: 全损耗系统用油、煤油、猪油和水。如果在其中掺入适当的石蜡、蜂蜡、油酸、脂肪酸和工业甘油等,其研磨效果更佳。如要配成研磨膏,可适当再添加些粘合剂。在生产中对研磨剂的配制和应用可参考表16

16    磨 剂

常用研磨液(膏)

配制

用途

机油

机油、煤油的混合比1:3

可适用于精密研磨

煤油


适用于快速和粗研磨

猪油

熟猪油与磨料调成糊状后,再将煤油以30:1进行均匀调和

用于高精密研磨


用于玻璃、水晶的研磨

3) 研磨膏。研磨膏是在研磨粉中添加粘结剂、润滑剂调制而成的。通常添加剂有硬脂酸、石蜡、动物脂肪、凡士林、油酸等。

研磨抛光膏为粘稠的膏状物,所含磨料较多。它又分硬磨料研磨抛光膏和软磨料研磨抛光膏。前者的磨料中多含有氧化铝、碳化硅、碳化硼和金刚石等,其硬度较硬;而后者的磨料中多为氧化铝、氧化铁和氧化铬等,其硬度稍软。

选择禁忌:在使用研磨剂(膏)时,一定要分清应用的场合,禁忌粗研磨的研磨剂(膏)与精研磨的研磨剂(膏)混用。

16、研磨质量问题的弊病有哪些?研磨要注意哪些问题?

出现研磨质量问题的弊病和原因,见17

                     17   研磨质量问题的弊病和原因

C

    因

被研磨的表面粗糙度太高

磨料太粗;研磨液选用不当;研磨剂涂抹得过厚或不均匀;研磨时有不清洁的杂物混入

研磨后平面出现凸形

研磨压力过大;研磨时轨迹没有错开;研磨剂涂得过厚,当被挤出后又没有被及时擦去;研磨平板选用不当

工件的口部呈椭圆状;圆柱有锥度

研磨时研磨工具没有及时地更换和经常调头;被研磨的工件材质硬度不均匀或原加工的质量较差;研磨工具本身质量较差

研磨后工件的口部尺寸扩大

研磨剂在研磨过程中被挤到孔边未被及时擦去;研磨棒伸出孔口太长;研磨剂涂抹得不均匀;研磨棒与孔径间隙太大,研磨时产生径向摆动;工件的内孔或研磨棒有锥度。

4)在研磨操作中,一般应先用较高的压力和较低的速度进行粗研磨,然后再用较低的压力和较高速度进行精研磨。由于被研磨的工件几何尺寸、材质和热处理后表面硬度情况均不相同,因此采用的研具和研磨剂也会各有不同,所以操作者就不宜机械地采用某种压力或研磨速度进行操作,而应边操作边总结经验。表1–8   研磨操作的压力、速度和效率、效果的关系,供参考。

1–8   研磨操作的压力、速度和效率、效果的关系

研磨要素

适用范围

效率与效果

压力

粗加工

0.10.2Mpa

正常

效率与压力成正比

精加工

0.050.1MPa

太大

可能将研磨剂的颗粒压碎,研磨效率降低

一般

0.050.3Mpa

速度

粗加工

1015m/min

正常

效率与压力成正比

精加工

<30m/min

太大

产生热量引起退火,由于热膨胀难控制尺寸

一般

40100m/min

5)使用研磨膏时,双手必须清洁,抛光时间不能过长,防止模具表面出现桔皮和点蚀现象。

6)被加工表面上的研磨运动轨迹有多种,如直线式、正弦曲线式、摆线形、椭圆形、螺旋形、“8”字形、仿“8”字形,如图1-2所示。用何种轨迹要根据被加工表面的大小和形状来定。磨料在被加工表面上的运动轨迹,要使各部位均能均匀得到研磨,不要重复。

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7)要求表面平整度、光滑度以及几何精确度达到要求。表面抛光一般要求获得光亮即可,但对镜面加工的标准分为四级,A0:Ra 0.008µm、A1:Ra 0.016µm、A2:Ra0.024µm、A3:Ra 0.032µm、A4:Ra 0.063µm.( 表面粗糙度评定方法为三种,Ra是第一种粗糙度判断方法,是指轮廓算术平均偏差)。


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