目前常用的拋光方法有以下幾種:
機械拋光
機械拋光是靠切削、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,一般使用油石條、羊毛輪、砂紙等,以手工操作為主,特殊零件如回轉(zhuǎn)體表面,可使用轉(zhuǎn)臺等輔助工具,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,在含有磨料的研拋液中,緊壓在工件被加工表面上,作高速旋轉(zhuǎn)運動。利用該技術(shù)可以達到 Ra0.008 μ m 的表面粗糙度,是各種拋光方法中*高的。光學(xué)鏡片模具常采用這種方法。
圓管拋光機
多組圓管拋光機是采用無心磨原理,由拋磨和送進兩大機構(gòu)組成,通過調(diào)節(jié)磨頭進給量,可對工件進行大余量磨削或精細磨拋,通過調(diào)節(jié)導(dǎo)向輪間距,可對不同規(guī)格的工件進行加工,該機送進機構(gòu)采用無級變速裝置,可以通過改變加工件的進給速度,使工件達到理想的磨拋效果。并可根據(jù)工件的不同材質(zhì)及拋光要求靈活選用砂布頁輪、麻輪、布輪、尼龍輪等多種拋光工具對工件進行拋磨。工件托板采用耐磨材料制作,可不必經(jīng)常調(diào)整。工件規(guī)格改變調(diào)整時,本機采用“單向移動雙向到位”的結(jié)構(gòu),使托板調(diào)整工作大為簡化。全套生產(chǎn)線由拋光機,給料裝置,出料裝置三部分組成。并有標(biāo)準(zhǔn)型、自動型、環(huán)保型及經(jīng)濟型等多種型號供用戶選擇。主機磨頭數(shù)量可根據(jù)工件表面的原始狀況及對成品表面的光潔度要求,在訂貨時具體制定。
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,從而得到平滑面。這種方法的主要優(yōu)點是不需復(fù)雜設(shè)備,可以拋光形狀復(fù)雜的工件,可以同時拋光很多工件,效率高;瘜W(xué)拋光的核心問題是拋光液的配制;瘜W(xué)拋光得到的表面粗糙度一般為數(shù) 10 μ m 。
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,使表面光滑。與化學(xué)拋光相比,可以消除陰極反應(yīng)的影響,效果較好。電化學(xué)拋光過程分為兩步:
( 1 )宏觀整平 溶解產(chǎn)物向電解液中擴散,材料表面幾何粗糙下降, Ra > 1 μ m 。
( 2 )微光平整 陽極極化,表面光亮度提高, Ra < 1 μ m 。
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,依靠超聲波的振蕩作用,使磨料在工件表面磨削拋光。超聲波加工宏觀力小,不會引起工件變形,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。在溶液腐蝕、電解的基礎(chǔ)上,再施加超聲波振動攪拌溶液,使工件表面溶解產(chǎn)物脫離,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,利于表面光亮化。
流體拋光
流體拋光是依靠高速流動的液體及其攜帶的磨粒沖刷工件表面達到拋光的目的。常用方法有:磨料噴射加工、液體噴射加工、流體動力研磨等。流體動力研磨是由液壓驅(qū)動,使攜帶磨粒的液體介質(zhì)高速往復(fù)流過工件表面。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。
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,對工件磨削加工。這種方法加工效率高,質(zhì)量好,加工條件容易控制,工作條件好。采用合適的磨料,表面粗糙度可以達到 Ra0.1 μ m 。
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,嚴(yán)格來說,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、光滑度以及幾何精確度也有很高的標(biāo)準(zhǔn)。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=Ra0.008 μ m , A1=Ra0.016 μ m , A3=Ra0.032 μ m , A4=Ra0.063 μ m ,由于電解拋光、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、超聲波拋光、磁研磨拋光等方法的表面質(zhì)量又達不到要求,所以精密模具的鏡面加工還是以機械拋光為主。
機械拋光基本程序
要想獲得高質(zhì)量的拋光效果,*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。而拋光程序的選擇取決于前期加工后的表面狀況,如機械加工、電火花加工,磨加工等等。機械拋光的一般過程如下:
(1 )粗拋 經(jīng)銑、電火花、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)表面拋光機或超聲波研磨機進行拋光。常用的方法有利用直徑Φ 3mm 、 WA # 400 的輪子去除白色電火花層。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。一般的使用順序為 #180 ~ #240 ~ #320 ~ #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000 。許多模具制造商為了節(jié)約時間而選擇從 #400 開始。
(2 )半精拋 半精拋主要使用砂紙和煤油。砂紙的號數(shù)依次為: #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000 ~ #1200 ~ #1500 。實際上 #1500 砂紙只用適于淬硬的模具鋼( 52HRC 以上),而不適用于預(yù)硬鋼,因為這樣可能會導(dǎo)致預(yù)硬鋼件表面燒傷。
(3 )精拋 精拋主要使用鉆石研磨膏。若用拋光布輪混合鉆石研磨粉或研磨膏進行研磨的話,則通常的研磨順序是 9 μ m (#1800 ) ~ 6 μ m (#3000 ) ~3 μ m (#8000 )。 9 μ m 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。接著用粘氈和鉆石研磨膏進行拋光,順序為 1 μ m (#14000 ) ~ 1/2 μ m (#60000 ) ~1/4 μ m (#100000 )。
精度要求在 1 μ m 以上(包括 1 μ m )的拋光工藝在模具加工車間中一個清潔的拋光室內(nèi)即可進行。若進行更加精密的拋光則必需一個絕對潔凈的空間。灰塵、煙霧,頭皮屑和口水沫都有可能報廢數(shù)個小時工作后得到的高精密拋光表面。
機械拋光中要注意的問題
用砂紙拋光應(yīng)注意以下幾點:
(1 )用砂紙拋光需要利用軟的木棒或竹棒。在拋光圓面或球面時,使用軟木棒可更好的配合圓面和球面的弧度。而較硬的木條像櫻桃木,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,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。
(2 )當(dāng)換用不同型號的砂紙時,拋光方向應(yīng)變換 45 ° ~ 90 °,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,必須用 100 %純棉花沾取酒精之類的清潔液對拋光表面進行仔細的擦拭,因為一顆很小的沙礫留在表面都會毀壞接下去的整個拋光工作。從砂紙拋光換成鉆石研磨膏拋光時,這個清潔過程同樣重要。在拋光繼續(xù)進行之前,所有顆粒和煤油都必須被完全清潔干凈。
(3 )為了避免擦傷和燒傷工件表面,在用 #1200 和 #1500 砂紙進行拋光時必須特別小心。因而有必要加載一個輕載荷以及采用兩步拋光法對表面進行拋光。用每一種型號的砂紙進行拋光時都應(yīng)沿兩個不同方向進行兩次拋光,兩個方向之間每次轉(zhuǎn)動 45 ° ~ 90 °。