1、第第5 5章章 模具的研磨与抛光模具的研磨与抛光 模具的研磨与抛光是以降低零件表面粗糙度、模具的研磨与抛光是以降低零件表面粗糙度、提高表面形状精度和增加表面光泽为主要目的，提高表面形状精度和增加表面光泽为主要目的，属于光整加工。属于光整加工。5.1模具的研磨模具的研磨 5.1.1研磨的基本原理与分类研磨的基本原理与分类 研磨是一种微量加工的工艺方法，研磨借助于研具与研研磨是一种微量加工的工艺方法，研磨借助于研具与研磨剂，在工件的被加工表面和研具之间上产生相对运动，并磨剂，在工件的被加工表面和研具之间上产生相对运动，并施以一定的压力，从工件上去除微小的表面凸起层施以一定的压力，从工件上去除微小的
2、表面凸起层,以获得以获得很低的表面粗糙度和很高的尺寸精度、几何形状精度等。很低的表面粗糙度和很高的尺寸精度、几何形状精度等。1.研磨的基本原理研磨的基本原理物理作用物理作用化学作用化学作用3.研磨的分类研磨的分类 1）表面粗糙度低2）尺寸精度高3）形状精度高4）改善工件表面力学性能5）研具的要求不高2.研磨的应用特点研磨的应用特点 按自动化程度手动研磨半机械研磨机械研磨按研磨剂使用条件干研磨湿研磨半干研磨5.1.2研磨工艺研磨工艺 1.研磨压工艺参数研磨压工艺参数 1）研磨压力）研磨压力研磨压力是研磨时工件表面单位面积所承受的压力（研磨压力是研磨时工件表面单位面积所承受的压力（MPaMPa）压
3、力过大压力过大研具磨损加快，研磨表面粗糙度增高研具磨损加快，研磨表面粗糙度增高压力过小压力过小切削能力下降，研磨效率降低切削能力下降，研磨效率降低 研磨压力的范围一般在（0.010.5）MPa。手工研磨时的研磨压力约为（0.010.2）Mpa；精研时的研磨压力约为（0.010.05）Mpa；机械研磨时，压力一般为（0.010.3）MPa。2）研磨速度）研磨速度 研磨速度是影响研磨质量和效率的重要因素之一。在一定范围内，研磨速度与研磨效率成正比。但研磨速度过高时，会产生较高的热量，甚至会烧伤工件表面，影响加工精度。粗研磨时采用较高的压力和较低的速度精研磨时采用较低的压力和较高的速度3）研磨余量）
4、研磨余量 直接影响到研磨加工时的精度与质量。4）研磨效率）研磨效率 研磨效率以每分钟研磨去除表面层的厚度来表示。工件研磨效率以每分钟研磨去除表面层的厚度来表示。工件表面的硬度越高，研磨效率越低表面的硬度越高，研磨效率越低。一般淬火钢为一般淬火钢为mmin，合金钢为，合金钢为0.3mmin，超硬，超硬材料为材料为0.1mmin。2.研具研具 研具既是研磨剂的载体，使游离的磨粒嵌入研具工作表面发挥切削作用。同时研具又是研磨成形的工具，自身具有较高的几何形状精度，并将其按一定的方式传递到工件上。1.研具材料研具材料 1）灰铸铁晶粒细小，具有良好的润滑性；研磨效果好；2）球墨铸铁 比一般铸铁容易嵌存磨
5、料；3）软钢 韧性较好，强度较高；常用于制作小型研具。4）各种有色金属及合金 材质较软，表面容易嵌入磨粒，适宜做软钢类工件的研具。5）非金属材料 如木、竹、皮革、毛毡、纤维板、塑料、玻璃等。除玻璃以外，其他材料质地较软，磨粒易于嵌入，可获得良好的研磨效果。（2）研具种类）研具种类 研磨平板研磨平板 用于研磨平面用于研磨平面 研磨环研磨环 主要研磨外圆柱表面主要研磨外圆柱表面 研磨棒研磨棒 主要用于圆柱孔的研磨主要用于圆柱孔的研磨 一般淬火钢为mmin，合金钢为0.3mmin，超硬材料为0.1mmin。一般淬火钢为mmin，合金钢为0.3mmin，超硬材料为0.1mmin。材质硬度高的选用硬度低
6、的磨具材质硬度低的选用硬度高的磨具3.常用的研磨剂常用的研磨剂由磨料、研磨液及辅料按一定比例配制而成的混合物（3）研具硬度）研具硬度 指磨料在外力作用下从磨具表面脱落的难易程度，反映结合剂把持磨料的强度。液体研磨剂由研磨粉、硬脂酸、煤油、汽油、工业用甘油配制而成；固体研磨剂是指研磨膏，由磨料和无腐蚀性载体，如硬脂酸、肥皂片、凡士林配制而成。（1）磨料）磨料（2）研磨液）研磨液（2）研磨液）研磨液 研磨液主要起润滑和冷却作用，他应具备有一定的黏度和稀释能力；表面张力要低；化学稳定性要好，对被研磨工件没有化学腐蚀作用；能与磨粒很好的混合，易沉淀研磨脱落的粉尘和颗粒物；对操作者无害，易于清洗等。常用
7、的研磨液有煤油、机油、工业用甘油、动物油等。4.研磨机研磨机 研磨机是用塗上或嵌入磨料的研具对工件表面进行研磨的机床。主要用于研磨工件中的高精度平面內外圆柱面圆锥面球面螺纹面和其他型面。研磨机的主要类型有：圆盘式研磨机转轴式研磨机和各种专用研磨机。5.2模具的抛光模具的抛光 抛光是利用柔性拋光工具和微细磨料颗粒或其他拋光介质对工件表面进行的修饰加工，去除前工序留下的加工痕迹。人们习惯把使用硬质研具的加工称为研磨，而使用软质研具的加工称为抛光 拋光不能提高工件的尺寸精度或几何形状精度，而是以得到光滑表面或鏡面光泽为目的。有時也用以消除光泽(消光处理)。抛光可分为普通抛光和精密抛光。抛光可分为普通
8、抛光和精密抛光。5.2.1抛光工具抛光工具（1）电动直杆旋转式研磨抛光工具）电动直杆旋转式研磨抛光工具（2）电动弯头旋转式研磨抛光工具）电动弯头旋转式研磨抛光工具 抛光除可采用研磨工具外，还有适合快速降低表面粗糙度的专用抛光工具。1.辅助研磨抛光工具 用磨料和结合剂等压制而成的条状固结磨具用磨料和结合剂等压制而成的条状固结磨具2.油石油石 油石一般用于手工修磨零件，也可装夹在机床上進行珩磨和超精加工。油石有人造的和天然的两类。由氧化铝或碳化硅等磨料与纸黏结而成由氧化铝或碳化硅等磨料与纸黏结而成3.砂纸砂纸 主要用于粗抛光，按颗粒大小常用的有400#、600#、800#、1000#等磨料粒度。4
9、.抛光膏：由磨料和研磨液组成，分硬磨料和软磨料两种抛光膏：由磨料和研磨液组成，分硬磨料和软磨料两种5.抛光液：用于超精加工，由抛光液：用于超精加工，由W0.5W5粒度的氧化铬和粒度的氧化铬和乳化液混合而成乳化液混合而成5.2.2抛光工艺抛光工艺 1工艺顺序 首先了解被抛光零件的材料和热处理硬度，以及前道工序的加工方法和表面粗糙度情况，检查被抛光表面有无划伤和压痕，明确工件最终的粗糙度要求。以此为依据，确定具体的抛光工序和准备抛光用具及抛光剂等。（1）粗抛 经铣削、电火花成形、磨削等工艺后的表面清洗后，选择转速在3500040000（rpm）的旋转表面抛光机或超声波研磨机进行抛光。（2）半精抛
10、半精抛主要使用砂纸和煤油。（3）精抛 精抛主要使用研磨膏。2工艺措施工艺措施（1）工具材质的选择 用砂纸抛光需要选用软的木棒或竹棒。（2）抛光方向选择和抛光面的清理 当换用不同型号的砂纸时，抛光方向应与上一次抛光方向变换30 45进行抛光，使前一种型号砂纸抛光后留下的条纹阴影即可分辨出来。（3）抛光中可能产生的缺陷及解决办法3.影响模具抛光质量的因素 由于一般抛光主要还是靠人工完成，所以抛光技术目前还是影响抛光质量的主要原因。除此之外，还与模具材料、抛光前的表面状况、热处理工艺等有关。5.2.3其它研磨抛光方法其它研磨抛光方法 1.电化学抛光 化学抛光是让材料在化学介质中，使表面微观凸出的部分较微观凹坑部分优先溶解，从而得到平滑面。这种方法的主要优点是不需复杂设备，可以抛光形状复杂的工件。2.超声波抛光 将工件放入磨料悬浮液中并一起置于超声波场中，依靠超声波的振荡作用，使磨料在工件表面磨削抛光。4.磁研磨抛光 磁研磨抛光是利用磁性磨料在磁场作用下形成磨料刷，对工件磨削加工。采用合适的磨料，表面粗糙度可达Ra0.1m。5.流体抛光 流体抛光是依靠高速流动的液体及其携带的磨粒冲刷工件表面达到抛光的目的。
