模具成形表面光整加工
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模具成形表面的专门加工
3）照相腐蚀：能加工复杂不规则图文，能加工型腔 侧壁的图文，在淬火后加工。是一种 高质量、可靠、低成本、高效的图文 加工方法。加工的图文不能太深。
25
小结
1、型腔冷挤压特点：生产效率高，加工的型腔质量 好，耐磨性高。一个工艺凸模可用多次，型腔一 致性好。型腔冷挤压单位挤压力大，需大吨位挤
压设备。
2、型腔冷挤压适合加工较深的低碳钢型腔，可加工 中等深度的中碳钢或高碳钢型腔；可加工较浅的
减荷穴
4
（3）挤压工具的制备 1）工艺凸模材料用T10A或Cr12，淬硬HRC60以上。 2）模套材料用45号钢或40Cr钢，淬硬HRC43~48。 双层模套之间采用过盈配合，过盈量为直径的0.8% (4) 润滑处理 方法 一：经过脱脂清洗的坯料和凸模，在硫酸铜饱和 溶液中浸3~4s，取出后涂凡士林或用机油稀释的二硫 化钼润滑剂。（注意文字或花纹不能润滑，否则影响 文字或花纹清晰）
需镶嵌的模套
10
3）预热：超塑合金ZnA，降低挤压力，防 止金属粘附和便于脱模。在凸模和坯料表面均匀涂
一薄层甲基硅油。 5）超塑成形： 在250℃保温20min后，压力机对凸模
缓慢加压，进行超塑成形，最后保压几分钟。
6）脱模及强化处理： 冷却后脱模，对型腔加热到强 化温度并保温一定时间后空冷，热处理强化后，可 提高型腔硬度。
超塑性处理：将材料加热到某一温度后保温一段 时间，然后快速冷却至零度以下，得到细微晶粒。
温度（℃）
360℃ 保温2h
加工时加热到 250℃并保温
250℃保温0.5h 空冷
0 保温1h
时间(h)
超塑合金ZnAl22超塑处理工艺
9
2）超塑性成形工具制造：
①工艺凸模：用45#钢制作，尺寸需考虑超塑合金的收 缩率，制作精度和表面粗糙度比型腔的要求高一级。
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小结
1、型腔冷挤压特点：生产效率高，加工的型腔质量 好，耐磨性高。一个工艺凸模可用多次，型腔一 致性好。型腔冷挤压单位挤压力大，需大吨位挤
压设备。
2、型腔冷挤压适合加工较深的低碳钢型腔，可加工 中等深度的中碳钢或高碳钢型腔；可加工较浅的
减荷穴
4
（3）挤压工具的制备 1）工艺凸模材料用T10A或Cr12，淬硬HRC60以上。 2）模套材料用45号钢或40Cr钢，淬硬HRC43~48。 双层模套之间采用过盈配合，过盈量为直径的0.8% (4) 润滑处理 方法 一：经过脱脂清洗的坯料和凸模，在硫酸铜饱和 溶液中浸3~4s，取出后涂凡士林或用机油稀释的二硫 化钼润滑剂。（注意文字或花纹不能润滑，否则影响 文字或花纹清晰）
需镶嵌的模套
10
3）预热：超塑合金ZnA，降低挤压力，防 止金属粘附和便于脱模。在凸模和坯料表面均匀涂
一薄层甲基硅油。 5）超塑成形： 在250℃保温20min后，压力机对凸模
缓慢加压，进行超塑成形，最后保压几分钟。
6）脱模及强化处理： 冷却后脱模，对型腔加热到强 化温度并保温一定时间后空冷，热处理强化后，可 提高型腔硬度。
超塑性处理：将材料加热到某一温度后保温一段 时间，然后快速冷却至零度以下，得到细微晶粒。
温度（℃）
360℃ 保温2h
加工时加热到 250℃并保温
250℃保温0.5h 空冷
0 保温1h
时间(h)
超塑合金ZnAl22超塑处理工艺
9
2）超塑性成形工具制造：
①工艺凸模：用45#钢制作，尺寸需考虑超塑合金的收 缩率，制作精度和表面粗糙度比型腔的要求高一级。
模具型腔表面复合精密光整加工参数优化
超声 电火花 复合 加工 的主 要工艺 指标包 括加 工 效率 、 面质量 以及 电极 损 耗 。影 响加 工工 艺 指 标 表
的主要 因素为 电火花 放 电参 数 和超声 振动 参数 。其
用火 花放 电使模具 型腔表面软化 ， 从而达 到降低 材料
的塑性屈服极 限 的 目的 ， 到增 强 超声 的熨 压 作用 ； 起
维普资讯
第２ ４卷 第 ２期
２０ ０ ７年 ２ 月
机
电
工
程
Ｖ０ ． １２４ Ｎｏ． ２
Ｍ ＥＣＨＡＮＩ ＣＡＬ ＆ ＥＬ ＥＣＴＲＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＡＧＡＺＩ Ｍ ＮＥ
Ｆ ｂ． ２ ０７ ｅ ０
模具型腔表面复合精密光整加工参数优化
前 言
超 声 电火 花复 合加 工过程 是 超声 和电火 花两 者
综 合作 用 的结 果 ， 加 工过程 中 ， 在 超声 和 电火 花既 有 各 自的独立作 用 ， 又有 相互耦 合 的作用 ， 因此 十分 适 合 于模 具材料 的加 工 。 。
模具 型腔表面 的超声 电火花复合加 工 ， 是通 过利
ｒ ｓ ｌ ｗａ ｒｓ ｎ ｅ ｙ ｔ ｅ ｃ ｍｂ ｎ ｔｒ ｌｇ ｎ ｔ ｌｏ ｉ ｍ．Ａ ｎ ｗ ａ ｐ ｏ ｃ ｏ ｅｓｕ ｙ ｏ ｈ ｐ ｌ ａｉｎ ｆ ａ ｉ ｉ ｔ ａ ｄ ｅ ｕ ｔ ｓ ｐ ｅ ｅ ｔｄ ｂ ｈ ｏ ｉ ａｏ ｉ ｅ ｅｉ ａｇ ｒ ｈ ａ ｃ ｔ ｅ ｐ ｒ ａ ｈ ｆｒｔ ｔ ｄ ｎ ｔ ｅａ ｐ ｉ ｔ ｅ ｓ ｌ ｙ ｎ ｈ ｃ ｏ ｂ ｉ
ｔ ａ ａ ｔｒｓ ｌ ｃｉｎ ｒ ｌａ ｌｔ ｆｔ ｏ ｏ ｉｅ ｍ ａ ｈ ｎ ｎ ｔ ｌｒ ｓ ｎ ｃ ＥＤＭ ｗｅ ｅ ｏ ｅ ｅ ｈｅ ｐ ｒ ｍｅｅ ｅｅ ｔ ｅｉｂｉｉ ｏ ｈｅ ｃ ｍｐ ｓｔ ｃ ｉ ｉ ｇ ｗｉ ｕ ｔａ ｏ ｉ ｏ ｙ ｈ ｒ ｐ ｎ ｄ．
的主要 因素为 电火花 放 电参 数 和超声 振动 参数 。其
用火 花放 电使模具 型腔表面软化 ， 从而达 到降低 材料
的塑性屈服极 限 的 目的 ， 到增 强 超声 的熨 压 作用 ； 起
维普资讯
第２ ４卷 第 ２期
２０ ０ ７年 ２ 月
机
电
工
程
Ｖ０ ． １２４ Ｎｏ． ２
Ｍ ＥＣＨＡＮＩ ＣＡＬ ＆ ＥＬ ＥＣＴＲＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＡＧＡＺＩ Ｍ ＮＥ
Ｆ ｂ． ２ ０７ ｅ ０
模具型腔表面复合精密光整加工参数优化
前 言
超 声 电火 花复 合加 工过程 是 超声 和电火 花两 者
综 合作 用 的结 果 ， 加 工过程 中 ， 在 超声 和 电火 花既 有 各 自的独立作 用 ， 又有 相互耦 合 的作用 ， 因此 十分 适 合 于模 具材料 的加 工 。 。
模具 型腔表面 的超声 电火花复合加 工 ， 是通 过利
ｒ ｓ ｌ ｗａ ｒｓ ｎ ｅ ｙ ｔ ｅ ｃ ｍｂ ｎ ｔｒ ｌｇ ｎ ｔ ｌｏ ｉ ｍ．Ａ ｎ ｗ ａ ｐ ｏ ｃ ｏ ｅｓｕ ｙ ｏ ｈ ｐ ｌ ａｉｎ ｆ ａ ｉ ｉ ｔ ａ ｄ ｅ ｕ ｔ ｓ ｐ ｅ ｅ ｔｄ ｂ ｈ ｏ ｉ ａｏ ｉ ｅ ｅｉ ａｇ ｒ ｈ ａ ｃ ｔ ｅ ｐ ｒ ａ ｈ ｆｒｔ ｔ ｄ ｎ ｔ ｅａ ｐ ｉ ｔ ｅ ｓ ｌ ｙ ｎ ｈ ｃ ｏ ｂ ｉ
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模具表面光整加工工艺技术
２ ０ （ ２ ４ — Ｏ ０ ４ １ ）： ７ ５ ．
Ｆｉ ｉ ｈ ｎ ａ ｈ ｎ ｎ ｃ ｎ ｌ ｇ ｏ ｕ ｆ ｃ ｆ Ｄｉ ｎ ｓ ｉ ｇ Ｍ ｃ ｉ ｉ ｇ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｆ ｒ Ｓ ｒ ａ ｅ ｏ ｅ
ＬＩ ＡＮＧ ａｏｇｕ ｎｇ Ｘｉ － ａ
（ ｉ ｕ ｎ Ｈ ｅ ｖ ａ ｈ ｎ ｒ ｏ ｐ Ｃｏ Ｔａ ｙ ａ ａ ｙ Ｍ ｃ ｉ ｅ ｙ Ｇｒ ｕ ．，Ｌｔ ．，Ｔａ ｙ ａ ３ ０ ４，Ｃｈ ｎ ） ｄ ｉｕ ｎ０ ０ ２ ｉａ
不 符合 现代 化生 产 的要 求 ， 生产 率 低 ， 动强 度 大 ， 且 劳 加 工质 量 常取决 于操 作 者 的主 观 因 素 ， 腔 表 面各 处 型 的切 削用量 无法 保持 稳 定 不 变 ， 终 的 加 工 质量 难 以 最 保 证 。采用 磁力 研磨 加 工 工 艺 ， 用 数 控 加 工 中心 对 运 复 杂表 面实 现类 似“ 形 加 工 ” 仿 的精 密研 磨 ， 模 具 表 使 面 的精 加工 实现 自动化 ， 但可 大 幅度提 高 生产率 ， 不 而 且 可对 各加工 参数 实现 自动控制 。
京 ： 械 工 业 出版 社 ，０ ０ 机 ２０．
大 。 当磁 感 应 强 度 达 到 Ｂ一０ ９Ｔ 时 ， ． 金属 去 除 量 为
最 大 ， 时可 达 ４ ， 此 ２ｍｇ 之后 不再增 加 。这是 因 为随 磁
［ ３ 冯 慈 璋 ． 程 电磁 场 导 论 Ｅ ． 京 ： 等 教 育 出 版 社 。 ２ 工 Ｍ］ 北 高
粒磨削 的路程 越长 ， 复 加工 的频率 也越 高 ， 重 这样 既有
利于加 工 ， 有 利 于 表 面 粗 糙 度 Ｒ 也 ａ值 的降 低 。但 随 着磁极 头 回转 速度 的提 高 ， 磁刷 的离 心力增 大 ， 由此就 会 引起 磁磨粉 的飞散 ， 使其 失去 加工 能力 ， 影响加 工质 量 ， 验 中还 发现 当模 具 表 面为 凸 面 时这 种 现 象更 加 实 突 出。 因此 ， 表面形状 不 同 ， 极头 回转速度 应该 有所 磁 区别 。根据实 验结果 可 知 ， 工 凹 面 时磁 极 头 回转 速 加
模具成形表面的光整加工
02
模具成形表面的光整加工技术
研磨技术
研磨技术是通过研磨材料与模具表面间的摩擦和切削作用，去除模具表面的凸起和 凹陷，使表面更加平滑。
研磨材料可根据模具材料的硬度、研磨效率等要求选择，如金刚石、刚玉、碳化硅 等。
研磨技术适用于各种硬度的模具材料，尤其对于高硬度、高耐磨性的模具表面处理 具有显著效果。
电解抛光技术具有较高的加工 效率和较低的表面粗糙度，适 用于各种金属材料的模具表面 处理。
但电解抛光技术的设备成本较 高，且对环境有一定的污染。
超声波抛光技术
1
超声波抛光技术是利用超声波的振动作用，使抛 光工具与模具表面产生高频振动，从而去除表面 粗糙度，提高表面光洁度。
2
超声波抛光技术具有加工效果好、效率高、对环 境无污染等优点。
3
但超声波抛光技术的设备成本较高，且对于大型 模具的处理较为困难。
03
光整加工材料与工具
光整加工材料
研磨料
清洗剂
研磨料是光整加工的主要材料，根据 加工要求选择不同粒度的研磨料，如 金刚石研磨料、刚玉研磨料等。
清洗剂用于清除加工过程中产生的残 渣和污垢，保证加工表面的清洁度。
抛光剂
抛光剂通常由抛光粉、有机溶剂和结 合剂组成，根据抛光材料的不同选择 相应的抛光剂。
重要性
模具表面的质量直接影响制件的 表面质量和性能，因此对模具成 形表面的光整加工至关重要。
光整加工的目的
提高模具表面的耐磨 性、抗腐蚀性和抗疲 劳性能。
延长模具使用寿命， 降低生产成本。
降低制件表面的粗糙 度，提高制件的表面 质量和外观。
光整加工的方法与选择
机械抛光
利用抛光轮、抛光布等磨料对模具表面进行抛光，以达到 所需的表面粗糙度。适用于各种金属材料模具的抛光。
机械零件表面光整加工的常用方法
机械零件表面光整加工的常用方法【摘要】提高零件的表面质量和精度是提高产品的性能和质量、增强产品的稳定性和可靠性、延长零件使用性能和寿命的重要措施。
光整加工是改善零件表面质量的重要手段，近年来新的光整加工工艺方法不断涌现，本文对此进行了探讨。
【关键词】机械零件；光整加工；技术一、光整加工技术的涵义与特点随着科学技术的发展和生产的需要，人们对零件的表面质量和精度的要求越来越高。
零件表面质量对零件的耐磨性、抗疲劳强度、抗腐蚀性及接触刚度等使用性能以及寿命、可靠性都有很大的影响。
光整加工是指被加工对象表面质量得到大幅度提高的同时实现精度的稳定甚至可提高加工精度等级的一种加工技术。
光整加工技术要解决的核心问题仍然是表面质量、加工精度和生产效率问题，是实现先进制造技术的基础和前提之一，也是实现从微米、亚微米加工向纳米级加工技术发展的主要途径。
光整加工主要有采用固结磨料或游离磨料的手工研磨和抛光、传统的机械光整加工和非传统光整加工技术等。
光整加工是机械制造技术的重要组成部分，绝大多数零件的最后一道工序是光整加工。
光整加工在机械制造中的主要功能有：减小和细化零件表面粗糙度，去除划痕、微观裂纹等表面缺陷，提高和改善零件表面质量；提高零件表面物理力学性能，改善零件表面应力分布状态，提高零件使用性能和寿命；改善零件表面的光泽度和光亮程度，提高零件表面清洁程度提高零件的装配工艺性等。
二、机械零件表面光整加工方法1、精密磨削在机械加工的各种方法中，经常以磨削作为最终加工手段，来满足对工件的尺寸精度、形位精度、表面粗糙度和表面变质层的要求。
在切削加工中，去除的切屑尺寸越小，加工精度也就越高。
由于磨削加工的砂轮是用磨料的微小切削刃进行切削，所以排除的切屑也极其微小，通过计算可知，切屑的厚度可在亚微米级甚至更小，从这点看，利用磨削，完全可以满足零件的尺寸精度、形位精度和表面粗糙度的要求。
从应用范围来看，磨削加工可以说是最广泛的。
光整加工
（三）研磨特点: 1、尺寸精度高 研磨采用极细的磨粒，在低速、 低压作用下，逐次磨掉表面的凸峰金属，并且 加工热量少，被加工表面的变形和变质层很轻 微，可稳定获得高精度面。 2、形状精度高 由于微量切削，研磨运动轨迹 复杂，并且不受运动精度的影响，因此可获得 较高的形状精度。 3、表面粗糙度低 在研磨过程中，磨粒的运动 轨迹不重复，有利于均匀磨掉被加工表面的凸 峰，从而降低表面粗糙度。
①研具材料 研具：研磨抛光时直接和被加工表面接触的 研磨抛光工具。 一般研具材料：低碳钢，灰铸铁，黄铜和紫 铜，硬木、竹片、塑料、皮革 精密固定磨料研具材料：低发泡氨基甲酸， 乙酯油石
研磨油石、
砂轮
②普通油石 普通油石一般用于粗研磨，它由氧化铝、 碳化硅磨料和粘结剂压制烧结而成。 当被加工零件材料较硬时
4、表面耐磨性提高 由于研磨表面质量提高， 使摩擦系数减小，并且使有效接触表面积增 大，使耐磨性提高。 5、耐疲劳强度提高 由于研磨表面存在着残 余压应力，这种应力有利于提高零件表面的 疲劳强度。 6、不能提高各表面之间的位置精度。 7、多为手工作业，劳动强度大。
（四）抛光机理及抛光的作用 抛光是一种比研磨更微磨削的精加工。
电化学抛光属于小距离化学反应，电解产 物如不能及时排除，也影响抛光质量。抛光 时应采用搅拌或移动的方法，促使电解液流 动，保持抛光区电解液的最佳状态，缩小电 解液的温度变化，始终保证最佳抛光条件是 保证抛光质量的重要因素之一。
4、抛光时间——抛光开始时，表面平整速 度最大，随着时间增加，阳极金属去除总量增 加。不同金属材料都有一个最佳抛光时间，当 超过最佳抛光时间时，抛光质量逐渐变差。
淬硬后的成形表面由Ra0.8μm提高到 Ra0.05μm时的研抛余量为： 平面：0.015～0.03mm；当零件的尺寸公差较 大
模具表面加工与处理
喷丸抛光：
喷丸抛光是利用含有微细玻璃球的高速干燥气 流对被抛光表面进行喷射，去除表面微量金属材 料，降低表面粗糙度的方法。
喷丸抛光在模具加工中主要用于去除电火花加 工后成型表面的变质层。
喷丸抛光的工艺参数：磨料、载体气体、喷嘴
电解抛光：
电解抛光主要应用于经电火花加工后型腔模的抛光。如 塑料模、压铸模的型腔其表面粗糙度要求较低，用手工抛 光的方法十分困难，周期长，质量难以保证，经过电解抛 光后的表面粗糙度Ra可以从3.2μm提高到0.4μm以下，而 且生产效率极高。
电解抛光的基本原理是利用阳极溶解法对工件表面进行 腐蚀抛光的。
二、模具零件表面硬化处理的方法
目的：提高模具的耐用度。
1．CVD法（化学气相沉积法）
在高温下将盛放工件的炉内抽成真空或 通入氢气，再导入反应气体(TiCl4\CH4)。 气体的化学反应在工件表面形成硬质化合 物涂层TiC。
优点：
1）处理温度高，涂层与基体之间的结合比较牢固。
2）用于形状复杂的模具也能获得均匀的涂层。
3）设备简单，成本低，效果好（可提高模具寿命2~6倍）， 易于推广。
缺点：
1）处理温度高，易引起模具变形。
2）涂层厚度较薄，处理后不允许研磨修正。
3）处理温度高，模具的基体会软化，对高速钢和高碳钢高 铬钢，必须进行涂覆处理后于真空或惰性气体中再进行淬火、 回火处理。
超声抛光原理图
1—抛光工具,2—变幅杆，３—超声换能 器,4—超声发生器,5—磨粒,6—工作液
（1）原理 超声发生器能将50Hz的交流电转变为具、碳化硼、金刚砂
（3）粗糙度 Ra0.63~0.08μm。
（4）特点 1）抛光效率高，能减轻劳动强度。 2）适用于各种型腔模具，对窄缝、深槽、 不规则圆弧的抛光尤为适用。 3）适用于不同材质的抛光。
模具表面光整加工工艺技术
； 修回日期 ：２ 收稿日期 ：２ ０ １ ２ ７ １ ０ １ ２ ７ ５ －０ －０ －０ －１
础上 ， 利用控制系统给出磁极头的回转速度 、 进给速度 “ 和加工间隙等参数 ， 磁 刷” 就能随模具型腔的形状而 变化 ， 确保这些部位 得 以 研 磨 加 工 ， 满 足 加 工 要 求， 实 由于磁力研磨的金属 现模具表面的光整 加 工 。 同 时 ， 去除量很小 ， 一般在 １μ 故不会破坏 ｍ 以 下 甚 至 更 小， 模具型腔的尺寸精度和形位精度 。 在模具型腔表面 磁 性 研 磨 加 工 过 程 中 ， 磁场中等 磁位线与磁力线方 向 相 互 垂 直 ， 设磁力线方向为ｘ 方 等磁位线方向为 ｙ 方 向 。 磁 场 中 某 一 单 颗 磨 粒 的 向， 磁场保持力为 ： ） ………………………… （ Ｆ＝Δ Ｆ Ｆ １ Δ Δ ｘ＋ ｙ 。
， 山西平遥人 ， 工程师 ， 本科 ， 主要从事技术管理工作 。 作者简介 ： 梁晓光 （ １ ９ ６ １ －）
·１ ８ ０·
机 械 工 程 与 自 动 化 ２ ０ １ ２ 年第 ５ 期
其中 ： Ｂ 为磁感应强度 ； ｏ 为 真 空 磁 导 率； ｒ 为磁磨粉 μ μ 的相对磁导率 ； ｗ 为磨粒中铁的体积百分比 。 值得关注的是 ， 由于加工表面是曲率不断变化的 二维或三维曲面 ， 吸附 在 磁 极 头 上 的 “ 磁 刷” 几何形状 也将随着加工表面的几何形状不断变化 。 无论是水平 面、 垂直面 ， 还是凸面 、 凹面 ， 加工过程中研磨压力的大 小略有变 化 ， 但 方 向 始 终 指 向 被 加 工 表 面。 由 于 “ 磁 ， 刷” 具有的这种 “ 柔性 ” 和“ 可塑性 ” 为实现模具型腔表 面及同类产品表面的精密研磨提供了充分条件 。 ２ 加工特性 模具表面磁力研磨加工的特点有 ： 磨 ① 自锐性好 ， 削力强 ； 变 形 较 小； ② 模具表面 温 升 较 小 ， ③加工表面 平整光洁 ， 不改变加工精度 ； ④ 工件表面的机械性能改 善， 工件表面的耐磨性 、 抗疲劳性和耐腐蚀性提高 。 ３ 工艺参数与工艺实践 ３． １ 工 艺 参 数 模具表面光整加 工 的 主 要 工 艺 参 数 如 下 ： ①磁感 应强度 Ｂ； ② 磁极头回转速度 ｎ； ③磁极头进给速度在
础上 ， 利用控制系统给出磁极头的回转速度 、 进给速度 “ 和加工间隙等参数 ， 磁 刷” 就能随模具型腔的形状而 变化 ， 确保这些部位 得 以 研 磨 加 工 ， 满 足 加 工 要 求， 实 由于磁力研磨的金属 现模具表面的光整 加 工 。 同 时 ， 去除量很小 ， 一般在 １μ 故不会破坏 ｍ 以 下 甚 至 更 小， 模具型腔的尺寸精度和形位精度 。 在模具型腔表面 磁 性 研 磨 加 工 过 程 中 ， 磁场中等 磁位线与磁力线方 向 相 互 垂 直 ， 设磁力线方向为ｘ 方 等磁位线方向为 ｙ 方 向 。 磁 场 中 某 一 单 颗 磨 粒 的 向， 磁场保持力为 ： ） ………………………… （ Ｆ＝Δ Ｆ Ｆ １ Δ Δ ｘ＋ ｙ 。
， 山西平遥人 ， 工程师 ， 本科 ， 主要从事技术管理工作 。 作者简介 ： 梁晓光 （ １ ９ ６ １ －）
·１ ８ ０·
机 械 工 程 与 自 动 化 ２ ０ １ ２ 年第 ５ 期
其中 ： Ｂ 为磁感应强度 ； ｏ 为 真 空 磁 导 率； ｒ 为磁磨粉 μ μ 的相对磁导率 ； ｗ 为磨粒中铁的体积百分比 。 值得关注的是 ， 由于加工表面是曲率不断变化的 二维或三维曲面 ， 吸附 在 磁 极 头 上 的 “ 磁 刷” 几何形状 也将随着加工表面的几何形状不断变化 。 无论是水平 面、 垂直面 ， 还是凸面 、 凹面 ， 加工过程中研磨压力的大 小略有变 化 ， 但 方 向 始 终 指 向 被 加 工 表 面。 由 于 “ 磁 ， 刷” 具有的这种 “ 柔性 ” 和“ 可塑性 ” 为实现模具型腔表 面及同类产品表面的精密研磨提供了充分条件 。 ２ 加工特性 模具表面磁力研磨加工的特点有 ： 磨 ① 自锐性好 ， 削力强 ； 变 形 较 小； ② 模具表面 温 升 较 小 ， ③加工表面 平整光洁 ， 不改变加工精度 ； ④ 工件表面的机械性能改 善， 工件表面的耐磨性 、 抗疲劳性和耐腐蚀性提高 。 ３ 工艺参数与工艺实践 ３． １ 工 艺 参 数 模具表面光整加 工 的 主 要 工 艺 参 数 如 下 ： ①磁感 应强度 Ｂ； ② 磁极头回转速度 ｎ； ③磁极头进给速度在
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用于狭长沟槽抛光。
模具成形表面光整加工
12
②手持直身式旋转研抛工具
研抛头在软轴传动下作高速旋转运动。可装夹 Φ2~Φ12mm的特型金刚石砂轮进行复杂曲面的修 磨。装上打光球用的轴套，用塑料研磨套可研抛圆 弧部位。装上各种尺寸的羊毛毡抛光头可进行抛光 工作。
③手持角式旋转研工具 研抛头呈角式，因此便于伸入型腔。应用的研具
(2) 提高塑料模具浇口、流道的表面质量，以降低 注射的流动阻力。
(3) 使塑件易于脱模。
模具成形表面光整加工
6
(4) 提高模具接合面精度，防止树脂渗漏。提高模具 尺寸精度及形状精度，相对地也提高了塑料制品的精 度。
(5)对产生反应性气体的塑料进行注射成型时，模具 表面状态良好，具有防止被腐蚀的效果。
1）研具材料：有低碳钢、灰铸铁、黄铜和紫铜、硬 木、竹片、塑料、皮革、毛毡等。
模具成形表面光整加工
10
研具硬度应比工件硬度低。低碳钢用于研磨小孔， 灰铸铁用于精研磨淬火钢、硬质合金和铸铁；黄铜和 紫铜用于粗研磨；硬木、竹片、塑料、皮革等用于窄 缝、深槽及不规则形状的精研磨。
2、油石：普通油石由磨料和粘结剂压制烧结而成，用 于粗研磨。低发泡氨基甲酸脂油石，用于精研磨。
模具成形表面光整加工
1Байду номын сангаас
一、概述 光整加工主要用于模具的成形表面，可提高模具寿
命和精度，保证制品顺利成形。
1、研磨的机理： 研磨是使用研具、磨料对被加工表面进行微量加工
的精密加工方法。 将研具表面嵌入磨料或敷涂磨料并添加润滑剂，在
一定的压力作用下，使研具与工件接触并做相对运动， 通过磨料的切削、挤压作用，去除表面凸起，使加工 表面表面精度和光洁度提高。
模具成形表面光整加工
4
2、研磨的特点 1）尺寸精度高。（可达0.025μm） 2）形状精度高。 （圆柱度可达0.1μm） 3）表面粗糙度小。 （可达Ra0.1μm） 4）表面耐磨性提高。（使有效接触面积增大） 5）耐用疲劳强度提高。（可避免应力集中） 6）不能提高位置精度。 7）多为手工作业，劳动强度大，效率低。
模具成形表面光整加工
14
往复运动锉刀用高速钢和金刚石材料制成。模 具零件硬度在40HRC以下时，可以用高速钢材料制 造的锉刀：硬度在40HRC以上时，则应使用金刚石 制成的锉刀。这种锉刀可安装在手持往复式研抛头 上使用。
模具成形表面光整加工
7
5、研磨抛光的分类 1）手工研磨抛光。 2）挤压研磨抛光 (3) 电化学研磨抛光 (4) 超声波研磨抛光
按抛光剂使用条件分：湿研、干研、半干研。
湿研： 用磨料和研磨液研磨，效率高，精度不高， 用于粗研和半精研。
干研： 用嵌在研具的磨料研磨，精度高，效率低， 用于精研。
半干研： 用磨料膏研磨，效率高，精度高，粗、精
模具成形表面的光整加工
手工抛光、电化学抛光、超声波抛光、挤压研磨
教学目的：熟悉各种抛光方法的特点和工艺过程，掌 握各种抛光方法的适用范围。
知识点：光整加工的目的、各种抛光方法的特点及 用途。
什么是光整加工？
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，统称 为光整加工。
模具成形表面光整加工
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研具硬度低时，磨粒 嵌入研具，靠磨粒在工件 表面上的滑移进行切削； 研具硬度低时，磨粒在研 具和工件间滚动，靠滚动 来切削。在研磨脆性材料 时，磨粒在压力作用下， 使加工面产生裂纹，随着 磨粒的运动，裂纹不断地 扩大、交错，以致形成碎 片，成为切屑脱离工件。
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在湿研磨时，所用的研磨剂内除了有磨粒外， 还常加有油酸、硬脂酸等酸性物质，这些物质会 使工件表面产生一层很软的氧化物薄膜，凸点处 的薄膜很容易被磨粒去除，露出的新鲜表面很快 地继续氧化，继续被去掉，如此循环，加速了去 除的过程。
除此之外，研磨时在接触点处的局部高温高 压，也有可能产生局部挤压作用，使高点处的金 属流入低点，降低了工件表面粗糙度。
(6) 在金属塑性成型加工中，防止出现沾粘和提高 成型性能，并使模具工作零件型面与工件之间的摩擦 和润滑状态良好。
(7) 去除电加工时所形成的熔融再凝固层和微裂纹， 以防止在生产过程中此层脱落而影响模具精度和使用 寿命。
(8) 消除模具成形表面的加工痕迹和缺陷，提高工
作零件的疲劳强度。同时还可防止产生锈蚀。
3、研磨平板：开槽的铸铁平板，用于研磨平面或端面。
4、外圆研磨环：对外圆进行研磨的工具。 5、内圆研磨芯棒：对内圆进行研磨的工具。
6、研磨电动工具：有往复式、直杆旋转式和弯头旋转 式。
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①手持往复式研抛工具
研抛头一端与软轴连接，另一端可安装研具或锉刀、 油石等。研抛头在软轴传动下可作频繁的往复运动， 最大行程为20mm，往复频率最高可达5000次/min。 这种研抛头应用的研具主要以圆形或方形铜环、圆形 或方形塑料环配上球头杆进行研抛工作。卸下球头杆 可安装金刚石锉刀、油石夹头或砂纸夹头。
主要是与铜环配合使用于研光工序；与塑料环配合 使用于抛光、研光工序；将尼龙纤维圆布、羊毛毡 紧固于布用塑料环上用于抛光。
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安装在上述研抛头上使用的磨削头还有以下几种。 带轴砂轮，砂轮轴的直径为Φ3mm，砂轮有圆柱 形、圆锥形、反圆锥形、球形等各种形状。这类砂轮 用陶瓷结合剂的烧结氧化铝制作。砂轮的最大直径范 围为Φ3mm~Φ16mm。这种砂轮可安装在旋转研抛头 上使用。
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3、抛光的机理
抛光所用研具较软（常用布和羊毛毡），磨料是 很细的软磨料，是一种比研磨更微磨削的精密加工。
抛光主要是利用化学和物理作用进行加工的，加 工过程中材料存在热塑性流动。
抛光是在研磨加工之后，进一步降低表面粗糙度 的最终加工。
4、研磨抛光的用途
(1) 提高塑料模具凹模型腔的表面质量，以满足塑 件表面质量与精度要求。
研均可。 模具成形表面光整加工
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湿研磨常用油石和机模具油成形，表面干光整研加工磨用砂纸或砂带 9
二、手工研磨抛光
1、研磨抛光膏 由磨料和研磨抛光液组成的糊状物。分硬磨料和
软磨料两类研磨抛光膏。
硬磨料有：氧化铝、碳化硅、碳化硼和金刚石 软磨料有：氧化铁、氧化铬 常用的研磨抛光液是10#机油。
2、研磨工具