模具制造技术 教学课件 作者 谭海林1第5章 模具零件的光整加工.ppt

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1、第5章模具零件的光整加工掌握模具零件的研磨和抛光方法；了解模具零件的电化学抛光；了解模具零件的超声波抛光和其他抛光方法。本章的学习目的与要求：重点：模具零件的研磨和抛光方法。难点：模具零件的电化学抛光、超声波抛光。光整加工是指以降低零件表面粗糙度，提高表面形状精度和增加表面光泽为主要目的的研磨和抛光加工。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。5.1研磨与抛光5.1.1研

2、磨和抛光的基本概念1.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。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：磨料在压力的作用下，在研具和工件表面之间滚动，以锋利的棱角进行微切削加工。（2）挤压塑性变形的作用：钝化的磨粒对加工表面进行滚压运动，挤压表面粗糙的凸峰，使其平坦、光滑，对表面产生挤

3、压的塑性变形，还有加工硬化使表面强化的作用。（3）化学作用：研磨剂与表面产生化学作用，生成氧化膜，又不断被磨削从而提高研磨的效率。2.研磨的特点：（1）尺寸精度高：加工热量少，表面精度稳定，尺寸精度可达0.025μm。（2）形状精度高：球体圆度可达0.025μm,圆柱体圆柱度可达0.1μm。（3）表面粗糙度低：粗糙度可达0.1μm。（4）表面耐磨性提高：摩擦系数减少，接触面增大和加工硬化都使耐磨性提高。（5）抗疲劳强度提高：研磨使表面产生残余压应力，提高了表面的抗疲劳强度。3.抛光机理抛光是一种比研磨切削更微小的加

4、工，其加工过程与研磨基本相同。研磨时研具较硬，其微切削作用和挤压塑性变形作用较强，在尺寸精度和表面粗糙度两方面都有明显的加工效果。抛光所用研具较软，其作用是进一步降低表面粗糙度，获得光滑表面，但不能改变表面的形状精度和位置精度，抛光加工后的表面粗糙度Ra值可达0.4μm以下。3、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工具进行研磨抛光。加工质量主要依赖操作者的技

5、艺水平，劳动强度比较大，效率比较低。2、机械研磨抛光主要依靠机械进行研磨抛光，如挤压研磨抛光、电化学研磨抛光等等。机械研磨抛光质量不依赖操作者的个人技艺，工作效率比较高。按磨料在研磨抛光过程中的运动轨迹划分：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。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

6、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。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。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、半干研类似湿研，使用糊状研磨膏，用于粗、精研均可。5.

7、1.2研磨抛光工艺研磨抛光加工要素内容加工方式驱动方式手动、机动、数字控制运动形式回转、往复加工面数单面、双面研具材料硬质（淬火钢，铸铁），软质（木材，塑料）表面状态平滑、沟槽、孔穴形状平面、圆柱面、球面、成型面磨料材料金属氧化物，金属碳化物，氮化物，硼化物粒度数十μm~0.01μm材质硬度、韧性研磨液种类油性、水性作用冷却、润滑、活性化学作用加工参数相对运动1~100m/min压力0.001~3.0Mpa时间视加工条件而定环境温度视加工要求而定，超精密型为（20±1）℃净化视加工要求而定，超精密型为净化间1000

8、~100级1.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