教学PPT模具光整加工与模具快速.ppt

第5章模具光整加工与模具快速成形加工 5 1模具光整加工 光整加工是精加工后 在工件上不切除或只切除极薄的材料层 以降低表面粗糙度 增加表面光泽和强化其表面为主要目的而进行的研磨和抛光加工 简称研抛 5 1 1光整加工概述 1 光整加工的特点 光整加工的加工余量小 主要用来改善表面质量 少量用于提高加工精度 如尺寸精度 形状精度 的加工 但不能用于提高位置精度的加工 光整加工是用细粒度的磨料对工件表面进行微量切削和挤压的过程 表面加工均匀 切削力和切削热很小 可获得很高的表面质量 光整加工属于微量加工 不能纠正较大的表面缺陷 其加工前要进行精加工 手工研抛 挤压研磨 电化学研抛 磁力研抛 超声波研抛 玻璃珠喷射研抛 2 光整加工的方法 研磨时 在模具工作表面嵌入或涂覆磨料 并添加研磨液与辅助填料 在研具工作表面与工件被加工表面间施加一定压力 使之接触并作复杂的相对运动 通过磨料颗粒的微切削作用和研磨液的物理化学作用 从工件被加工表面切除一层极薄的材料 以获得尺寸精度高 表面粗糙度值低的工件 5 1 2研磨加工 1 研磨的原理 研磨塑性材料时 研具与工件之间的磨粒起滑动 滚动切削作用 滑动切削时 磨料颗粒固定在研具上 靠磨粒在工件上的移动进行切削 滚动切削时 磨料颗粒基本呈自由状态 在研具和磨料之间滚动 靠滚动进行切削 研磨脆性材料时 除上述作用外 在压力p作用下 磨粒颗粒还会使加工表面产生裂纹 随着磨料颗粒运动 裂纹不断扩大 交错 以致形成碎片 最后成为切屑脱离工件 尺寸精度高 形状精度高 表面粗糙度值低 表面耐磨性好 耐疲劳强度提高 研磨存在一些缺点 劳动强度大 研磨时间长 效率较低 不能提高各表面间的位置精度 研磨剂易飞溅 容易污染环境 使临近的机械设备受到腐蚀 2 研磨的特点 1 按研磨操作方式划分 手工研磨 机械研磨 2 按磨料状态划分 湿研 干研 半干研 3 研磨加工方法的分类及应用 1 磨料常用的磨料有金刚石 氮化硼 刚玉 碳化硅 碳化硼 氧化铁 氧化铬等 2 研磨液常用的研磨液有煤油 10 和20 机油 工业用甘油 动物油等 3 研磨辅料常用的研磨辅料有硬脂酸 油酸 脂肪酸 蜂蜡 工业甘油等 4 研磨剂 1 手工研具常用的手工研具有研磨砂纸 研磨平板 外圆研磨环 内圆研磨芯棒等 2 普通油石普通油石一般用于粗研 3 电动抛光机 5 研具 1 研磨运动轨迹 2 研磨压力 3 研磨速度 4 研磨余量 5 研磨时间 6 研磨工艺参数 抛光除了可采用研磨工具和抛光机外 还有一些专用手工抛光工具 如平面抛光器 球面抛光器 自由曲面抛光器等 此外 还有配合抛光机使用的各种抛光磨头 抛光刷 毛毡或尼龙夹持器等 5 1 3抛光加工 1 抛光工具 1 橘子皮 问题抛光时压力过大 抛光时间过长时易出现这种情况 在抛光表面出现橘子皮状纹路 抛光工件材质较软时易出现 主要原因抛光表面压力过大 导致表面产生微小的塑性变形 解决方法是对工件表面进行硬化处理或采用较软质抛光工具 2 影响抛光质量因素 2 针孔状 问题由于工件材料内含有杂质 抛光时这些杂质从金属组织中脱离出来 形成针状小坑 解决方法是避免用含氧化物抛光膏进行机械抛光 控制好抛光时间 换用优质钢材 抛光过程中更换磨料粒度时 应清洗干净 不能把上一道抛光工序的磨料带到下一道抛光工序 每个抛光工具只能用同一粒度的研磨膏 根据抛光工具硬度和研磨膏粒度选择适当的抛光压力 磨料粒度越细 则抛光压力应越低 先抛光工件的角部 凸台 边缘及较难抛光部位 最终抛光方向应与模具开启方向一致 对于尖锐的边缘和角 宜采用较硬的抛光工具 3 抛光工艺 又称 电解抛光 是利用金属在电解液中的电化学阳极溶解现象 使工件表面溶解形成光滑表面的一种抛光方法 其原理如图5 5所示 电化学抛光后表面粗糙度一般可达ra 0 1 m 还可改善工件表面的物理性能 但不适用于形状和尺寸加工 5 1 4其他光整加工 1 电化学抛光 其特点如下 电解抛光不受工件材质和性能的限制 硬质合金 粉末冶金 淬火钢 不锈钢 耐热钢等都可进行抛光 电解抛光后 在工件表面常常生成致密 牢固的氧化膜 可提高工件表面的耐蚀性能 不产生新的变质层及表面残余应力 抛光效率高 如抛光余量为0 10 0 15mm时 电解抛光时间为10 15min 是手工抛光效率的几倍 工艺简单 操作容易 设备简单 投资小 电解磨削抛光是将金属的电化学阳极溶解作用和机械磨削作用相结合的一种磨削工艺 它是靠金属的溶解 占95 98 和机械磨削 占2 5 的综合作用来实现加工的 其加工原理如图5 6所示 2 电解磨削