模具型腔的抛光

  工艺 装备东 莞 理 工 学 院( 广 东5 1 1 7 0 0 )赵 建 华摘要抛 光 是 注 塑 模 具 型腔 制 过 中 最 后 关 健 性 的 环 节,直 接 影 响 到 塑 件 的 表 面 质 童。本文 刻 析 了 常 用 的三 种 抛 光 方 式,提 出 保 证 模 具 型 腔 抛光性好 的 具 休 措 施。关 键词:抛光 粗糙 度 模 具 型 腔A b , tr a etPol i s h i n g1 5t h ef in ale r i t i e alo p e r a t i o ni nt h en ra n ufa e t u r e of p l as t i ei n j e e t i onmo ld sa nd i t ha sad ir e e tbe a r i n g o nr h es u r f a e equ al i t yoft h ep l a s t i e pr odu e t st obemolde d.A ft e rmak in g a na n al ysi soft h e t h r e ep o l i s h i n g pr o e e s s e s e om mo nl yu s ed,t h ea u t h o r oft h i sp a pe rpr opo s edt h a ts ome sp e e i f i e me a s u r e smu s tb et a k e n t oe n s u r et h ee x e elle n tp o l i s h i n gof mol de a vi t i es.Ke yWo rd s:P o li s h i n g R ou g h n 旦 5 5Mo l d C a v i t y塑 件的表 面 质 量 取 决 于 模具的表 面 质 量。抛光 的 削 刃 口 的锋 利,对 提 高 效率也 很重 要.主要 目 的有:2.电解抛光( l ) 机 加工 或 电 火花加工后 的 模 具 型 腔, 无论 其 粗电解 抛 光是利 用 电 化学 阳 极 溶解的 原理 对金 属 表糙 度 如 何 都 必 须 进 行 再 次 抛光。模 腔表 面 抛 光 不 良,会 面 进行抛光的 一 种 表 面加工 方 法。如 图 l a 所 示,要抛使 塑 件表 面无光 泽,出现粗 糙或 条状波纹,甚 至 使 塑 件 光 的型腔6与 用铅金 属 制成 的 与 型 腔相 似 的 工 具 电 极粘 附 于型 腔,不能 从模 具中脱 出;2 之 间保 持 一 定的电解 间 隙。当 电解液 中通 以 直 流 电( 2 ) 为 另 一工 序 例 如 蚀 刻或 镀 层 做 准备。 零件 如 果后,随 着 阳 极 表 面 发 生 电化 学 溶解,在 型 腔 表 面上 被 一要 镀覆,其 镀 层 并不能 隐 藏 任 何 缺 陷,反 会 显 露 缺 陷。层 溶化 的 阳 极金 属和 电解液所 组成 的 粘 膜所 覆 盖,它表 面 镀 层要 求较 高 时,模具 抛 光 要 求 应 高 于 不 镀 覆 的 的粘度很 高, 导电 性能 很 低.由 于 型腔 表 面 高 低不平,零 件;在 凹 进的地方 粘 膜较 厚,电 阻 较大;在 凸 出 的 部 位粘膜( 3 ) 去除 疏 松的金 属 最 外 层, 这 一疏 松表 层 是 由 机较 薄,电 阻 较 小,如图 1 b 所 示.因 此,凸 出 部分的 电 解加 工或 电火 花 加工 导 致 的 应 力或 由切 削 发 热 的 退 火效 密 度 比 凹 进部分 的大,溶 解 较 快,经 过一 段 时间 以 后,应 造 成 的。 这一 表 层 往 往破裂,若 不去 除 会 露 出看 上 去就逐渐将不 平的 金 属 表 面 蚀 平.象腐 蚀过 似的 凹 凸 不 平 的表 面。该 方 式 生 产 效 率 高,如 加 工 余 量 为。.1 ~一、常 用 抛 光 方 式 的 分 析翼 篙罢 裂馨 粱瓜膘 墉霹某箭 鳖 岁 瑟模 具成 本 中 的 一 大 部分 用 于 抛光,这 相 当 于 模 具 不 宜 采 用。要 特 别 注 意 型 腔表 面 在 抛光 之 前 应无 缺 陷,成 本的 5 % ~ 3 0 %。目 前 最 常 用 的 抛 光 方 式 是手工抛 因 为原 材 料的表 面 状 态 对 电解 抛光 的效果 影 响 极 大。光,其 次是 电 解 抛 光 和 超 声 波 抛光等。如果有 缺 陷,经 电解 抛 光 后会 更 加 明 显 地 暴 露 出 来。此1.手工抛光 外,抛 光效果 还 受 到 两极间的距 离、两 极的大 小、电解目 前,手 工 抛 光 大 多 数仍 然 由钳 工 来 完成,如使 用 液温 度 和 抛光 时间 等 因 素 的影响.锉 刀、砂 布、砂 纸、油 石 等 工 具。抛光 时 磨 料 的 作 用 状 态3.超 声 波 抛 光就 是 以 不 产 生 裂 纹 为 条 件 的 极轻 荷载 下,一 个 个 的磨 超 声 波抛光 是 利 用超 声 波 的能 量,通 过 机械装 置料粒子 进行微 切 削 的 状 态。手工 抛光 以 其 操 作简单、成本低、可 以 抛光 细 小 轮廓 等 优 点 成为主 要 抛 光 手 段。但没 有经 验的 抛光工往 往 会在表 面 上 弄 出“桔 皮”状 和 凹痕 来。需 要指 出 的 是,用砂 布、砂纸 来 抛光 模 具 型 腔是不合 适 的,因 为 1 5 0 规 定:模腔 表 面 的 粗糙 度 是 按 照 金刚 石 抛 光 剂 抛光后确 定 的。金刚石磨 粒大 小均 匀、粒数多、硬 度 高。这 样每 个 磨粒在 受力 基本 相等时 产 生 的 磨削 效果 就 相 同,此 外 高 的 硬 度 可 以 持 久 地 保 持 磨 削 切翻{ { {1.主 轴十 . 2阴极+ 3.电解 液+4.电解槽+5.电源6.阳 极 ( 工 件 )图 l 电解 抛 光示意 图a ( ) 电解 抛 光 设 备( b ) 型 腔 表 面一30一《 机 械 制造 》 1 9 9 8 年 第 7 期 工 艺 装 备对工 件 进行加 工 的 方法。如 图2 所 示,利 用 换 能器1 将输 入 的 超 声 频率振 动转换 成 机 械 振 动,然 后 将 超 声 机械振 动传给 变幅 杆2加 以 放大,再 传 至 固 定 在 变幅 杆端部 的 工 具头3 上,使 工 具 头 产生超声 频 率 的振动。在工 具头3 和工 件 5 之 间,放 入 悬浮液4,并 使 工 具 头 轻轻 地 压 在 工 件 上。由 于 工 具头 以 超 声 频 率 振 动 ( 振幅为1 5 ~ 3 0户 nr,振 动功 率 为1 0 0 ~ l 00 0 w ),液 体 分 子 及 混在 液 体 中的 固 体 磨粒 得 到 一 个 极高 的 瞬 时 加 速 度,撞击 和 抛 磨 加工 表 面,将 局 部材料破坏成 粉末, 并 从 工件上 打 击 下 来。同 时,工 作液 受 到 工 具头 端部 的 超 声振 动而 产 生高频、交 变的 液 压 正、负 冲击 波 和空穴现 象。正冲 击 波迫 使 工 作 液 钻 入 被 加工 材料的微 细裂缝,加 强了机 械的破坏作用。负冲击 波 造成 局 部真 空,形成 液 体空腔 来破 坏 被 加工 材 料,即所谓 空 穴 作 用。当 液体 空 穴闭合时,又 产生很强 的 冲击 波,从 而 强 化 了加工过程。此 外,液 压 冲 击 波 也 使磨料 工 作 液在 加 工 间歇 中 强 迫循 环, 使 变 钝 的磨粒 翻滚 更新 ,以 利 于 从 工 件 表 而产 生微 量的碎裂 和剥 蚀,从而 实 现超 声 波抛 光。超 声 波 抛光 的效 率 比 手 工 用油石抛 光高 十 多 倍,加工 表 面 的切痕 均 匀细 密,且 能 抛光 狭缝、深槽、不 规则 的 圆 弧及 棱 角 等。但 超 声 波抛光 使 用 不 当 时会 产生“桔 皮”状的 缺 陷,模 具 越 复 杂,这 一 现 象也越严 重。二、有效 的抛 光措 施塑 件 表 而 的粗糙 度 首 先 是 由模 具型腔的 粗 糙 度决定的。抛 光 到 镜 面 的 型 腔 能 产生 有光泽的 塑 件表 面,并有 助 于 模 具 中 塑 料 熔 体 的 流 动。抛 光性 能取 决 于 所 用模 具 钢的 硬 度、纯 度 和组 织 结 构。高碳 钢 类 难 以 抛 光到镜 面 的 程 度。所 以,选择 正 确的 模 具 型 腔 的材 料 是 保证抛 光性好的 前 提。1.模 腔 在抛光 前要 尽 可 能光 滑模 具 型 腔 除 了 采 用 铣、车、磨 等 机 加 工 方 法 外,对于 结 构 复杂 和 有 特 殊 工 艺 的 往 往 采 用 电 火 花 或 电解等放 电 加 工 方 法。不管 采 用 何 种形 式,对 所 加工 的 零 件都必 须稍留 有 后加工 余 量用 于 研 磨 及 抛 光。余 量 太大或表 面 粗 糙 不 平 最 终 很 难 得到 好 的 表 面 质 量,并 将 花 费大量的 时间。如 果采用 放 电加工,最后应该用 新 的电极以 最低的 电 流 强 度 作精 规准 加工。机 加工 模 具 时,最后一 次 切削速 度 应 2 倍 于正 常 速 度,用最 低的 自动 进 刀量,最小 的 吃 刀 深 度,不 宜 使 用 润 滑,且 切 削 刀 具 要 新磨 过,刃 磨 后要 用油 石 细 磨。2.选 择 合 适的 抛光方式一 般来 说,电 解 抛 光所形 成的 表 面 质 量,不 如超 声波 抛光 表 面 的质量,去除 硬 化 层后,一 般 还 需 手 工 抛光达 到要 求。使 用 电解抛 光和 超 声波 抛光,较 容 易 超 过 材料 屈 服点,即 出 现“桔皮”状。桔 皮表 面通 常可 以 通过 如下 工 序挽救:用 非常精 细 的 油石 去除表 面缺 陷;消除 模具应 力;再 磨;用金刚 砂 抛 光.如 果这 样 处理 后再 发 生桔 皮,用 不 超 过0.l m m深 的 氮化 层 增 加表 面硬 度,并再 度 抛 光。 避免 桔皮产 生的 最可靠方 法,是 用手 工 抛 光模 具。尽管现在 有 电解 抛 光、超 声 波 抛 光、胶 体 挤拉 抛 光等新技术,但 对 于 具有 复杂 形 状 的模 腔 来说,还 不 能 完全适应,因此手 工 抛光 还 是主要 的 操 作方 法。应该用 金刚 石 代 替 砂纸,抛 光时 要 注意 抛 光 的 纹路。抛光 的纹 路可 以 有 以 下 几 种。如 图3 所 示:图a为直 线 形,磨料 在同 一 方 向来 回 打 擦,一 般 用 于 最后, 沿塑 件 脱 模 方 向 运动,使 塑 件 容 易 脱 模 ( 相 反,如 果有 意 使 塑 件 留 在 型 芯上 时,可 以 在 垂直 于 脱 模方 向 来 回 打擦 );图 b 为 螺 旋形,用 于 一 定 面 积 上 ( 包括平 面、圆弧面 ) 的 初步抛 光;图。是 交错形,磨料 先向 一 个方 向 交 错 运 动,到 终点 后再 反 过 来向 另 一 个方 向 交 错运动;图 d 使 圆 环 形,以 一个 点 为圆 心 作 圆 形移 动,用于 模 腔 局 部 是 圆 形 而 且 要求纹 路呈同心 圆 的特殊情 况。抛光 运 动 要 有 规 律,不可任 意运 动,图4 的 运 动方 法 都 是不好 的.其缺点 是抛 光量 不 均 匀,容 易破坏 平 面 度,并 且抛 光 后粗 糙 度 不均匀。合 理 的 抛 光 轨 迹 如 图5所 示.抛 光 的顺 序 要 先从 凹 槽、凹 角 起,后抛 平面。这 是因 为 凹 槽、凹 角 处 很不好打 磨,如 果 先打 磨 平 面,等平面 打好 以 后 再打磨 凹 槽、凹 角 处,就 会 二次 磨 削平 面 的犷铸口1.换能 器2.变幅杆3.工 具头4.混 有 磨 粒的 悬 浮液5.工 件图 3 正 确抛光的移动方 向图 2 超声波抛 光加工示 意图圃 圃 卿摹 黝 缪.馨图 4错 误 的抛光 轨 迹图 5合 理 的抛 光轨迹《 机 械 制造 》 1 99 8 年第 7 期 工 艺 装 备对工 件 进行加 工 的 方法。如 图2 所 示,利 用 换 能器1 将输 入 的 超 声 频率振 动转换 成 机 械 振 动,然 后 将 超 声 机械振 动传给 变幅 杆2加 以 放大,再 传 至 固 定 在 变幅 杆端部 的 工 具头3 上,使 工 具 头 产生超声 频 率 的振动。在工 具头3 和工 件 5 之 间,放 入 悬浮液4,并 使 工 具 头 轻轻 地 压 在 工 件 上。由 于 工 具头 以 超 声 频 率 振 动 ( 振幅为1 5 ~ 3 0户 nr,振 动功 率 为1 0 0 ~ l 00 0 w ),液 体 分 子 及 混在 液 体 中的 固 体 磨粒 得 到 一 个 极高 的 瞬 时 加 速 度,撞击 和 抛 磨 加工 表 面,将 局 部材料破坏成 粉末, 并 从 工件上 打 击 下 来。同 时,工 作液 受 到 工 具头 端部 的 超 声振 动而 产 生高频、交 变的 液 压 正、负 冲击 波 和空穴现 象。正冲 击 波迫 使 工 作 液 钻 入 被 加工 材料的微 细裂缝,加 强了机 械的破坏作用。负冲击 波 造成 局 部真 空,形成 液 体空腔 来破 坏 被 加工 材 料,即所谓 空 穴 作 用。当 液体 空 穴闭合时,又 产生很强 的 冲击 波,从 而 强 化 了加工过程。此 外,液 压 冲 击 波 也 使磨料 工 作 液在 加 工 间歇 中 强 迫循 环, 使 变 钝 的磨粒 翻滚 更新 ,以 利 于 从 工 件 表 而产 生微 量的碎裂 和剥 蚀,从而 实 现超 声 波抛 光。超 声 波 抛光 的效 率 比 手 工 用油石抛 光高 十 多 倍,加工 表 面 的切痕 均 匀细 密,且 能 抛光 狭缝、深槽、不 规则 的 圆 弧及 棱 角 等。但 超 声 波抛光 使 用 不 当 时会 产生“桔 皮”状的 缺 陷,模 具 越 复 杂,这 一 现 象也越严 重。二、有效 的抛 光措 施塑 件 表 而 的粗糙 度 首 先 是 由模 具型腔的 粗 糙 度决定的。抛 光 到 镜 面 的 型 腔 能 产生 有光泽的 塑 件表 面,并有 助 于 模 具 中 塑 料 熔 体 的 流 动。抛 光性 能取 决 于 所 用模 具 钢的 硬 度、纯 度 和组 织 结 构。高碳 钢 类 难 以 抛 光到镜 面 的 程 度。所 以,选择 正 确的 模 具 型 腔 的材 料 是 保证抛 光性好的 前 提。1.模 腔 在抛光 前要 尽 可 能光 滑模 具 型 腔 除 了 采 用 铣、车、磨 等 机 加 工 方 法 外,对于 结 构 复杂 和 有 特 殊 工 艺 的 往 往 采 用 电 火 花 或 电解等放 电 加 工 方 法。不管 采 用 何 种形 式,对 所 加工 的 零 件都必 须稍留 有 后加工 余 量用 于 研 磨 及 抛 光。余 量 太大或表 面 粗 糙 不 平 最 终 很 难 得到 好 的 表 面 质 量,并 将 花 费大量的 时间。如 果采用 放 电加工,最后应该用 新 的电极以 最低的 电 流 强 度 作精 规准 加工。机 加工 模 具 时,最后一 次 切削速 度 应 2 倍 于正 常 速 度,用最 低的 自动 进 刀量,最小 的 吃 刀 深 度,不 宜 使 用 润 滑,且 切 削 刀 具 要 新磨 过,刃 磨 后要 用油 石 细 磨。2.选 择 合 适的 抛光方式一 般来 说,电 解 抛 光所形 成的 表 面 质 量,不 如超 声波 抛光 表 面 的质量,去除 硬 化 层后,一 般 还 需 手 工 抛光达 到要 求。使 用 电解抛 光和 超 声波 抛光,较 容 易 超 过 材料 屈 服点,即 出 现“桔皮”状。桔 皮表 面通 常可 以 通过 如下 工 序挽救:用 非常精 细 的 油石 去除表 面缺 陷;消除 模具应 力;再 磨;用金刚 砂 抛 光.如 果这 样 处理 后再 发 生桔 皮,用 不 超 过0.l m m深 的 氮化 层 增 加表 面硬 度,并再 度 抛 光。 避免 桔皮产 生的 最可靠方 法,是 用手 工 抛 光模 具。尽管现在 有 电解 抛 光、超 声 波 抛 光、胶 体 挤拉 抛 光等新技术,但 对 于 具有 复杂 形 状 的模 腔 来说,还 不 能 完全适应,因此手 工 抛光 还 是主要 的 操 作方 法。应该用 金刚 石 代 替 砂纸,抛 光时 要 注意 抛 光 的 纹路。抛光 的纹 路可 以 有 以 下 几 种。如 图3 所 示:图a为直 线 形,磨料 在同 一 方 向来 回 打 擦,一 般 用 于 最后, 沿塑 件 脱 模 方 向 运动,使 塑 件 容 易 脱 模 ( 相 反,如 果有 意 使 塑 件 留 在 型 芯上 时,可 以 在 垂直 于 脱 模方 向 来 回 打擦 );图 b 为 螺 旋形,用 于 一 定 面 积 上 ( 包括平 面、圆弧面 ) 的 初步抛 光;图。是 交错形,磨料 先向 一 个方 向 交 错 运 动,到 终点 后再 反 过 来向 另 一 个方 向 交 错运动;图 d 使 圆 环 形,以 一个 点 为圆 心 作 圆 形移 动,用于 模 腔 局 部 是 圆 形 而 且 要求纹 路呈同心 圆 的特殊情 况。抛光 运 动 要 有 规 律,不可任 意运 动,图4 的 运 动方 法 都 是不好 的.其缺点 是抛 光量 不 均 匀,容 易破坏 平 面 度,并 且抛 光 后粗 糙 度 不均匀。合 理 的 抛 光 轨 迹 如 图5所 示.抛 光 的顺 序 要 先从 凹 槽、凹 角 起,后抛 平面。这 是因 为 凹 槽、凹 角 处 很不好打 磨,如 果 先打 磨 平 面,等平面 打好 以 后 再打磨 凹 槽、凹 角 处,就 会 二次 磨 削平 面 的犷铸口1.换能 器2.变幅杆3.工 具头4.混 有 磨 粒的 悬 浮液5.工 件图 3 正 确抛光的移动方 向图 2 超声波抛 光加工示 意图圃 圃 卿摹 黝 缪.馨图 4错 误 的抛光 轨 迹图 5合 理 的抛 光轨迹《 机 械 制造 》 1 99 8 年第 7 期

Back to Top
风格切换
颜色选择