模具拋光的工藝流程及技巧

拋光在模具制作過程中是很重要的一道工序，隨著塑料制品的日溢廣泛應用，對塑料制品的外觀品質要求也越來越高，所以塑料模具型腔的表面拋光質量也要相應提高，特別是鏡面和高光高亮表面的模具對模具表面粗糙度要求更高，因而對拋光的要求也更高。拋光不僅增加工件的美觀，而且能夠改善材料表面的耐腐蝕性、耐磨性，還可以方便于后續的注塑加工，如使塑料制品易于脫模，減少生產注塑周期等。目前常用的拋光方法有以下幾種：

㈠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，特殊零件如回轉體表面，可使用轉臺等輔助工具，表面質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，作高速旋轉運動。利用該技術可以達到Ra0.008μm的表面粗糙度，是各種拋光方法中最高的。光學鏡片模具常采用這種方法。

⑴機械拋光基本程序

要想獲得高質量的拋光效果，最重要的是要具備有高質量的油石、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粗拋經銑、電火花、磨等工藝后的表面可以選擇轉速在35000—40000rpm的旋轉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Φ3mm、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。油石拋光方法，這個作業是最重要的高難度作業，根據加工品的不同規格，分別約70度的角位均衡的進行交叉研磨。最理想的往返范圍約為40毫米～70毫米。油石作業也會根據加工品的材質而變化。許多模具制造商為了節約時間而選擇從#400開始。

②半精拋半精拋主要使用砂紙和煤油。油石作業結束后是砂紙作業，砂紙作業時，要注意模仁的圓邊、圓角和桔皮的產生。所以油石流程盡量做到最細加工。砂紙拋光的重點。砂紙配合較硬的木棒像油石作業一樣約70度角交叉地進行研磨，一面砂紙研磨次數約10次～15次。如果研磨時間過長，砂紙的研磨力會減低，這樣就會導致加工面出現不均勻現象（這也是產生橘皮的原因之一）。

砂紙作業時一般都采用竹片進行研磨，實際使用材質彈力小的木棒或硬度低的鋁棒約45度角進行研磨是最為理想的。研磨面不能使用橡膠或者彈性高的材料，不能用45度角研磨的形狀可以用銳角。砂紙的號數依次為：#220~#320~#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)，而不適用于預硬鋼，因為這樣可能會導致預硬鋼件表面燒傷。

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9μm(#1800)~6μm(#3000)~3μm(#8000)。9μm的鉆石研磨膏和拋光布輪可用來去除#1200和#1500號砂紙留下的發狀磨痕。接著用粘氈和鉆石研磨膏進行拋光，順序為1μm(#14000)~1/2μm(#60000)~1/4μm(#100000)。

精度要求在1μm以上(包括1μm)的拋光工藝在模具加工車間中一個清潔的拋光室內即可進行。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個小時工作后得到的高精密拋光表面。

⑵機械拋光中的技巧

Ⅰ用砂紙拋光應注意以下幾點：

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當換用不同型號的砂紙時，拋光方向應變換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沿兩個不同方向進行兩次拋光，兩個方向之間每次轉動45°~90°。

Ⅱ鉆石研磨拋光應注意以下幾點：

①這種拋光必須盡量在較輕的壓力下進行特別是拋光預硬鋼件和用細研磨膏拋光時。在用#8000研磨膏拋光時，常用載荷為100~200g/cm2，但要保持此載荷的精準度很難做到。為了更容易做到這一點，可以在木條上做一個薄且窄的手柄，比如加一銅片；或者在竹條上切去一部分而使其更加柔軟。這樣可以幫助控制拋光壓力，以確保模具表面壓力不會過高。

②當使用鉆石研磨拋光時，不僅是工作表面要求潔凈，工作者的雙手也必須仔細清潔。

③每次拋光時間不應過長，時間越短，效果越好。如果拋光過程進行得過長將會造成“橘皮”和“點蝕”。

④為獲得高質量的拋光效果，容易發熱的拋光方法和工具都應避免。比如：拋光輪拋光，拋光輪產生的熱量會很容易造成“橘皮”。

⑤當拋光過程停止時，保證工件表面潔凈和仔細去除所有研磨劑和潤滑劑非常重要，隨后應在表面噴淋一層模具防銹涂層。

由于機械拋光主要還是靠人工完成，所以拋光技術目前還是影響拋光質量的主要原因。除此之外，還與模具材料、拋光前的表面狀況、熱處理工藝等有關。優質的鋼材是獲得良好拋光質量的前提條件，如果鋼材表面硬度不均或特性上有差異，往往會產生拋光困難。鋼材中的各種夾雜物和氣孔都不利于拋光。

⑶不同硬度對拋光工藝的影響

硬度增高使研磨的困難增大，但拋光后的粗糙度減小。由于硬度的增高，要達到較低的粗糙度所需的拋光時間相應增長。同時硬度增高，拋光過度的可能性相應減少。

⑷工件表面狀況對拋光工藝的影響

鋼材在切削機械加工的破碎過程中，表層會因熱量、內應力或其他因素而損壞，切削參數不當會影響拋光效果。電火花加工后的表面比普通機械加工或熱處理后的表面更難研磨，因此電火花加工結束前應采用精規準電火花修整，否則表面會形成硬化薄層。如果電火花精修規準選擇不當，熱影響層的深度最大可達0.4mm。硬化薄層的硬度比基體硬度高，必須去除。因此最好增加一道粗磨加工，徹底清除損壞表面層，構成一片平均粗糙的金屬面，為拋光加工提供一個良好基礎。

在塑料模具加工中所說的拋光與其他行業中所要求的表面拋光有很大的不同，嚴格來說，模具的拋光應該稱為鏡面加工。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準。表面拋光一般只要求獲得光亮的表面即可。鏡面加工的標準分為四級：AO=Ra0.008μm，A1=Ra0.016μm，A3=Ra0.032μm，A4=Ra0.063μm，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，而化學拋光、超聲波拋光、磁研磨拋光等方法的表面質量又達不到要求，所以精密模具的鏡面加工還是以機械拋光為主。

鏡面拋光的要點

超鏡面拋光時最重要的一點是拋光的尺寸，油石研磨到鏡面拋光的距離是10μ。（最理想是＃1500(＃1000)油石開始進行研磨。砂紙的號數依次為：(#320~)#400~#600~#800~#1000~#1200~#1500~#01~#02~#03~#04~#05~#06~#015）最基本的原則，在進行下一步作業之前，一定要將模仁徹底清洗干凈，才會達到好效果。要非常慎重不要重復修改（反復修改會影響品質問題）。

納期的期限、時間上的壓力、過度疲勞、集中力下降，這些因素都容易影響工作，這一點要非常注意。

拋光操作是一項耗費時間和費用昂貴的工序，遵照一定的守則可以降低拋光操作的成本。拋光的每一個步驟都必須要保持清潔，這一點最重要。

拋光注意事項:

1、拋光必須在清潔無塵的室內進行。因為硬塵粒會污染研磨材料，損害已接近完成的模具表面。

2、每個拋光工具只使用一個級別的拋光鉆石膏，并存放在防塵或密封的容器內。

3、當要轉換更細一級的砂號時，要注意該級砂號是否完全覆蓋上一級(較粗)砂紋，必須清洗雙手和工件。

4、開始拋光時要先處理角落、邊角和圓角等較難拋光的地方。

5、處理尖角及邊角時應特別小心，注意不要形成圓角或圓邊，應盡量采用較硬的拋光工具進行模具的研磨和油石打磨。

影響表面拋光性的因素

采用研磨的方法可使模具表面光潔，光潔的程度與下列因素有關：

1、鋼材品質（鋼材表面硬度不均勻或特性上有差異往往會增大拋光難度）。

2、熱處理工藝（熱處理在很多方面會影響到拋光性能）。

3、拋光技術（拋光工藝與拋光耗材的采用直接影響到拋光效果）。

通常認為拋光技術是最重要的影響因素，恰當的拋光技術、采用良好的拋光耗材、配合品質優良的工具鋼材及正確的熱處理工藝才能達到滿意的光潔度。反之，拋光技術與耗材使用不當，即使采用最優質的鋼材也不會達到高度鏡面的效果。

工件表面光潔度標準

#01鉆石膏(光學要求)

#03鉆石膏拋光(鏡面)

#06鉆石膏拋光(鏡面)

#15鉆石膏拋光(鏡面)

1200沙紙(光面)

1000沙紙(光面)

800沙紙(光面)

600沙紙(光面)

400沙紙(光面)

320沙紙(光面)

1000油石(啞面,鏡面時用)

800油石(啞面)

600油石(啞面)

400油石(啞面)

320油石(啞面)

噴#11粗玻璃珠

噴#240沙

噴#24沙

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