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技术文章
常用的几种抛光方法
2016-07-08
机械抛光是靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛光后的凸部而得到平滑面的抛光方法,一般使用油石条、羊毛轮、砂纸等,以手工操作为主,特殊零件如回转体表面,可使用转台等辅助工具,表面质量 要求高的可采用超精研抛的方法。超精研抛是采用特制的磨具,在含有磨料的研抛液中,紧压在工件被加工表面上,作高速旋转运动。利用该技术可以达到 Ra0.008 μ m 的表面粗糙度,是各种抛光方法中最高的。光学镜片模具常采用这种方法

 
目前常用的抛光方法有以下几种:
 
 机械抛光
 
 机械抛光是靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛光后的凸部而得到平滑面的抛光方法,一般使用油石条、羊毛轮、砂纸等,以手工操作为主,特殊零件如回转体表面,可使用转台等辅助工具,表面质量 要求高的可采用超精研抛的方法。超精研抛是采用特制的磨具,在含有磨料的研抛液中,紧压在工件被加工表面上,作高速旋转运动。利用该技术可以达到 Ra0.008 μ m 的表面粗糙度,是各种抛光方法中最高的。光学镜片模具常采用这种方法。
 

圆管抛光机

多组圆管抛光机是采用无心磨原理,由抛磨和送进两大机构组成,通过调节磨头进给量,可对工件进行大余量磨削或精细磨抛,通过调节导向轮间距,可对不同规格的工件进行加工,该机送进机构采用无级变速装置,可以通过改变加工件的进给速度,使工件达到理想的磨抛效果。并可根据工件的不同材质及抛光要求灵活选用砂布页轮、麻轮、布轮、尼龙轮等多种抛光工具对工件进行抛磨。工件托板采用耐磨材料制作,可不必经常调整。工件规格改变调整时,本机采用“单向移动双向到位”的结构,使托板调整工作大为简化。全套生产线由抛光机,给料装置,出料装置三部分组成。并有标准型、自动型、环保型及经济型等多种型号供用户选择。主机磨头数量可根据工件表面的原始状况及对成品表面的光洁度要求,在订货时具体制定。
化学抛光
 化学抛光是让材料在化学介质中表面微观凸出的部分较凹部分优先溶解,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,可以同时抛光很多工件,效率高。化学抛光的核心问题是抛光液的配制。化学抛光得到的表面粗糙度一般为数 10 μ m
 
 电解抛光
     电解抛光基本原理与化学抛光相同,即靠选择性的溶解材料表面微小凸出部分,使表面光滑。与化学抛光相比,可以消除阴极反应的影响,效果较好。电化学抛光过程分为两步:
 
1 )宏观整平 溶解产物向电解液中扩散,材料表面几何粗糙下降, Ra 1 μ m
 
2 )微光平整 阳极极化,表面光亮度提高, Ra 1 μ m
 
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。超声波加工宏观力小,不会引起工件变形,但工装制作和安装较困难。超声波加工可以与化学或电化学方法结合。在溶液腐蚀、电解的基础上,再施加超声波振动搅拌溶液,使工件表面溶解产物脱离,表面附近的腐蚀或电解质均匀;超声波在液体中的空化作用还能够抑制腐蚀过程,利于表面光亮化。
 
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。常用方法有:磨料喷射加工、液体喷射加工、流体动力研磨等。流体动力研磨是由液压驱动,使携带磨粒的液体介质高速往复流过工件表面。介质主要采用在较低压力下流过性好的特殊化合物(聚合物状物质)并掺上磨料制成,磨料可采用碳化硅粉末。
 
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。这种方法加工效率高,质量好,加工条件容易控制,工作条件好。采用合适的磨料,表面粗糙度可以达到 Ra0.1 μ m
    在塑料模具加工中所说的抛光与其他行业中所要求的表面抛光有很大的不同,严格来说,模具的抛光应该称为镜面加工。它不仅对抛光本身有很高的要求并且对表面平整度、光滑度以及几何精确度也有很高的标准。表面抛光一般只要求获得光亮的表面即可。镜面加工的标准分为四级: AO=Ra0.008 μ m A1=Ra0.016 μ m A3=Ra0.032 μ m A4=Ra0.063 μ m ,由于电解抛光、流体抛光等方法很难精确控制零件的几何精确度,而化学抛光、超声波抛光、磁研磨抛光等方法的表面质量又达不到要求,所以精密模具的镜面加工还是以机械抛光为主。
 机械抛光基本程序
 要想获得高质量的抛光效果,最重要的是要具备有高质量的油石、砂纸和钻石研磨膏等抛光工具和辅助品。而抛光程序的选择取决于前期加工后的表面状况,如机械加工、电火花加工,磨加工等等。机械抛光的一般过程如下:
 1 )粗抛 经铣、电火花、磨等工艺后的表面可以选择转速在 35 000 40 000 rpm 的旋转表面抛光机或超声波研磨机进行抛光。常用的方法有利用直径Φ 3mm WA # 400 的轮子去除白色电火花层。然后是手工油石研磨,条状油石加煤油作为润滑剂或冷却剂。一般的使用顺序为 #180 ~ #240 ~ #320 ~ #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000 。许多模具制造商为了节约时间而选择从 #400 开始。
  (2 )半精抛 半精抛主要使用砂纸和煤油。砂纸的号数依次为: #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000 ~ #1200 ~ #1500 。实际上 #1500 砂纸只用适于淬硬的模具钢( 52HRC 以上),而不适用于预硬钢,因为这样可能会导致预硬钢件表面烧伤。
 3 )精抛 精抛主要使用钻石研磨膏。若用抛光布轮混合钻石研磨粉或研磨膏进行研磨的话,则通常的研磨顺序是 9 μ m #1800 ~ 6 μ m #3000 ~3 μ m #8000 )。 9 μ m 的钻石研磨膏和抛光布轮可用来去除 #1200 #1500 号砂纸留下的发状磨痕。接着用粘毡和钻石研磨膏进行抛光,顺序为 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 )的抛光工艺在模具加工车间中一个清洁的抛光室内即可进行。若进行更加精密的抛光则必需一个绝对洁净的空间。灰尘、烟雾,头皮屑和口水沫都有可能报废数个小时工作后得到的高精密抛光表面。
  机械抛光中要注意的问题
 用砂纸抛光应注意以下几点:

 1 )用砂纸抛光需要利用软的木棒或竹棒。在抛光圆面或球面时,使用软木棒可更好的配合圆面和球面的弧度。而较硬的木条像樱桃木,则更适用于平整表面的抛光。修整木条的末端使其能与钢件表面形状保持吻合,这样可以避免木条(或竹条)的锐角接触钢件表面而造成较深的划痕。
 2 )当换用不同型号的砂纸时,抛光方向应变换 45 ° ~ 90 °,这样前一种型号砂纸抛光后留下的条纹阴影即可分辨出来。在换不同型号砂纸之前,必须用 100 %纯棉花沾取酒精之类的清洁液对抛光表面进行仔细的擦拭,因为一颗很小的沙砾留在表面都会毁坏接下去的整个抛光工作。从砂纸抛光换成钻石研磨膏抛光时,这个清洁过程同样重要。在抛光继续进行之前,所有颗粒和煤油都必须被完全清洁干净。
 3 )为了避免擦伤和烧伤工件表面,在用 #1200 #1500 砂纸进行抛光时必须特别小心。因而有必要加载一个轻载荷以及采用两步抛光法对表面进行抛光。用每一种型号的砂纸进行抛光时都应沿两个不同方向进行两次抛光,两个方向之间每次转动 45 ° ~ 90 °。
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