现代模具制造(徐长寿)4 光整加工

《模具制造工艺学》
6.1.5 研磨抛光剂工具
二、研具 1、普通油石 2、研磨平板 3、研磨环 4、研磨芯棒 5、研磨抛光辅助工具
①电动往复式 ； ②电动直杆旋转式 ； ③电动弯头旋转式.
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6.1.6 研磨抛光工艺过程
一、研磨抛光余量
研磨抛光余量取决于零件尺寸、原始表面 粗糙度、最终精度等要求，原则上研磨抛光余 量只要能去除表面加工痕迹和变质层即可。研 磨抛光余量过大，使加工时间延长，研磨抛光 工具和材料消耗增加，加工成本增大；研磨抛 光余量过小，加工后达不到要求的表面粗糙度 和精度。当零件的尺寸公差较大时，研磨抛光 余量可以取在零件尺寸公差范围以内，见下表 。
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6.1.6 研磨抛光工艺过程
二、研磨抛光阶段和轨迹
研磨抛光一般经过四个阶段 ：
粗研磨
细研磨
精研磨
抛光
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6.1.6 研磨抛光工艺过程
研磨抛光轨迹：
研磨抛光中，磨料的运动轨迹要使被加工表面各点有相同 （或近似）的切削（磨削）条件，运动轨迹可以往复、交叉，但 不应该重复。 磨料的运动轨迹要根据被加工表面的大小和形状来选择，有 直线式、螺旋式、8字式、摆动式等 ，见下表：
1---加工零件 2—工具 3—电子流方向 4—电流方向
图6—6 电化学抛光的基本原理图
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6.2.1
电化学抛光的基本原理和特点
二、电化学抛光的特点： 电化学抛光的特点：
1、 电化学抛光是基于电化学腐蚀原理去除金属的 ；
2、电火花加工后的表面，经过电化学抛光后可使表面粗糙度 Ra值从3.2~1.6µm降低到0.4~0.2µm。电化学抛光时各部位金属去 除速度相近，抛光量很小，电化学抛光后的尺寸精度和形状精度 可控制在0.01mm之内； 3、电化学抛光的效率是普通手工研磨抛光的几倍。如抛光余 量为0.1~0.15mm时，电化学抛光时间约为10~15min，而且抛光速 度不受材料硬度的影响； 4、电化学抛光工艺方法简单，操作容易，而且设备简单，投 资小； 5、对型腔中用一般修磨工具难以精修的部位及形状，如深槽、 窄槽、不规则圆弧及棱角等，采用异形磨头能较准确地按照原型 腔进行修磨，这时效果更为显著。 6、电化学抛光不能消除原表面的“粗波纹”，因此电化学抛 光前零件前面应无波纹现象。
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6.1.2 研磨抛光的分类
6.1.2 研磨抛光的分类 一、按研磨抛光的操作方式划分 二、按磨料在研磨抛光过程中的运 动轨 迹划分 三、按研磨抛光的机理划分 四、按研磨抛光使用的条件划分
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6.1.2 研磨抛光的分类
按研磨抛光的操作方式划分：
1、手工研磨抛光 主要靠操作者采用辅助
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6.1.4 研磨抛光剂
常用磨料及适用范围见表6-2。 表6-2 常用磨料及适用范围
磨 系 列 料 名 称 棕刚玉 刚玉系（氧 化铝系） 白刚玉 铬钢玉 单晶刚玉 黑碳化硅 碳化物系 绿碳化硅 碳化硼 天然金刚石 超硬磨料系 人造金刚石 立体氮化棚 软磨料系 氧化铁
氧化铬
适 用 范 围 粗、粗研磨钢、铸铁和硬青铜 粗研淬火钢、高速钢和有色金属 研磨低粗糙度表面、钢件 研磨不锈钢等强度高、韧性大的工件 研磨铸铁、黄铜、铝 研磨硬质合金、硬铬、玻璃、陶瓷、石材 研磨和抛光硬质合金、陶瓷、人造宝石等高硬度材料，为金刚石的代 用品 研磨硬质合金、人造宝石、玻璃、陶瓷、半导体材料等高硬难切材料 研磨高硬度淬火钢、高矾高钼钢、高速钢、镍基合金 精细研磨和抛光钢、淬硬钢、铸铁、光学玻璃及单晶硅。
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6.2
电化学抛光
6.2.1 电化学抛光的基本原理和特点 基本原理： 一、基本原理：
被抛光零件接直流电源的阳极，耐磨蚀材料（ 被抛光零件接直流电源的阳极，耐磨蚀材料（不锈钢或 铝材）作为工具接直流电源的阴极。 铝材）作为工具接直流电源的阴极。将零件 和工具放入电解液槽中，零件、 和工具放入电解液槽中，零件、工具 和电解液中就有电流通过， 和电解液中就有电流通过，阳极在电 化学作用下产生溶解现象， 化学作用下产生溶解现象，其表面的 金属被一层层蚀除， 金属被一层层蚀除，使被抛光零件的 表面粗糙度下降， 表面粗糙度下降，而零件的形状和尺 寸不受影响。 寸不受影响。
1、游离磨料研磨抛光 在研磨抛光过程中，
利用研磨抛光工具给游离状态的研磨抛光剂以 一定压力，使磨料以不重复的轨迹运动进行微 切作用和微塑性挤压变形。
2、固定磨料研磨抛光 研具本身含有磨料，
在加工过程中，研具以一定压力接触被加工表 面，磨料和工具的运动轨迹一致。
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6.1.2 研磨抛光的分类
表6—6研磨运动轨迹的形式
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6.1.6 研磨抛光工艺过程
三、手工抛光工艺
抛光前工件的表面粗糙度值应小于Ra3.2-1.6µm。 且抛光前应保留0.10-0.12mm的抛光余量。（表6-7）
表6-7抛光工艺过程
序号 1 2 3 4 5 内 容
用细锉刀或刮刀先粗加工表面，教硬的表面可用油石加工，不应 留有明显的刀纹和加工痕迹 用细纱布把表面抛光（砂光） 用研磨膏、金刚砂抛光时应用毡布或毛尼布蘸取机油与煤油的混 合物在工件表面上摩擦，加工速度比研磨要快 选用抛光剂应先粗后细 湿抛后的表面应用毛尼布干抛一遍，干抛后用细绸布檫干净
模具成形表面的精度和表面粗糙度要求越来越高， 特别是高寿命、高精密模具，其精度发展到要求微米 级精度。其成型表面一部分可采用超精密磨削达到设 计要求，但异型和高精度表面都需要进行研磨抛光加 工。
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6.1
研磨与抛光
6.1.1 研磨的机理 一、研磨的机理
研磨是使用研具、游离磨料对被加工表面进行微 量加工的精密加工方法。在被加工表面和研具之间 置以游离磨料和润滑剂，使被加工表面和研具之间 产生相对运动，并施以一定压力，通过其间的磨料 作用去除表面突起，提高表面精度、降低表面粗糙 度。
表6-1 研磨抛光的加工要素
内
容
视加工要求而定，超精密型为净化间1000~100级 《模具制造工艺学》
6.1.4 研磨抛光剂
研磨抛光剂是由磨料和研磨抛光液组成的均匀混 合剂。 1、磨料 磨料在机械式研磨抛光加工中，起着对被 加工表面进行微切削和微挤压的作用，对加工 质量起着重要作用。磨料的选择主要有磨料的 种类和粒度。 磨料有氧化铝磨料、碳化硅磨料、金刚石 磨料、氧化铁磨料和氧化铬磨料等多种，可根 据被加工材料的软硬程度和表面粗糙度，以及 研磨抛光的质量要求等选择磨料的种类。
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重点： 重点：
了解研磨与抛光加工方法 了解研磨与抛光加工方法 ； 研磨与抛光 了解电化学抛光加工方法； 电化学抛光加工方法 了解电化学抛光加工方法； 了解超声波抛光加工方法； 超声波抛光加工方法 了解超声波抛光加工方法； 了解挤压研磨抛光加工方法； 挤压研磨抛光加工方法 了解挤压研磨抛光加工方法；
按研磨抛光的机理划分：
1、机械作用研磨抛光
以磨料对被加工表面进行微切削为主的研磨抛光。
2、非机械作用研磨抛光
主要依靠电能、化学能等非机械能形式进行的研 磨抛光。
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6.1.2 研磨抛光的分类
按研磨抛光使用的条件划分：
1、湿研 将磨料和研磨液组成的研磨抛光剂连续加注
或涂敷于研具表面，磨料在研具和被加工表面之间滚 动或滑动，形成对被加工表面的切削运动。这种方法 的加工效率较高，加工表面的几何形状和尺寸精度不 如干研，多用于粗研或半精研。
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6.1.4 研磨抛光剂
不同粒度的磨粒研磨抛光时可达到的表面粗糙度见表6-3。
表6-3 磨料粒度及可达到的表面粗糙度
研磨方法 粗研磨 150#~280# 精研磨 精密件粗研磨 精密件半精研磨 精密件精研磨 W40~W14 W14~W10 W7~W5 W5~W0.5 0.16~1.25 0.08~0.32 ＜0.08 0.08~0.04 0.04~0.01 研磨料粒度 100#~120# 能达到的表面粗糙度Ra/μm 0.63~1.25
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6.1.4 研磨抛光剂
2、研磨抛光液
研磨抛光液在研磨抛光过程中起着调和磨 料、使磨料均匀分布和冷却润滑的作用，控制 调节磨料在研磨抛光剂中的含量。研磨抛光液 有矿物油、动物油和植物油三类。10#机油应 用最普遍；煤油在粗、精加工中都可使用；猪 油中含有油酸活性物质，在研磨抛光过程中与 被加工表面发生化学反应，可提高研磨抛光效 率，增加表面光泽。
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6.1.1 研磨的机理
在研磨过程中，被加工表面发生 复杂的物理和化学作用，其主要作 用如下：
1.微切削作用 ； 2.挤压塑性变形 ； 3.化学作用
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6.1.1 研磨的机理
二、研磨的特点：
1.尺寸精度高 ； 尺寸精度高 2.形状精度高 ； 形状精度高 3.表面粗糙度低 ； 表面粗糙度低 4.表面耐磨性提高 ； 表面耐磨性提高 5.抗疲劳强度提高。 抗疲劳强度提高。 抗疲劳强度提高
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6.1.5 研磨抛光剂工具
一、研具材料
研磨抛光时直接和被加工表面接触的研磨 抛光工具称为研具。研具的材料很广泛，原则 上研具材料硬度应比被加工材料硬度低，但研 具材料过软会使磨粒全部嵌入研具表面而使切 削作用降低。总之，研具材料的软硬程度、耐 磨性应该与被加工材料相适应。 一般研具材料 ：低碳钢、灰铸铁、黄铜、 紫铜，硬木、竹片、塑料、皮革和毛毡等
2、干研 将磨料均匀地压嵌在研具表层中，施以一定
压力进行研磨加工。可获得很高的加工精度和低的表 面粗糙度，加工效率低，一般用于精研。
3、半干研
精研均可。
类似湿研，使用糊状研磨膏，用于粗、