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模具超精密研磨、拋光、焊接
近年來(lái)，在世界范圍內(nèi)制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)變得越來(lái)越激烈，企業(yè)在盡可能短的時(shí)間內(nèi)高效率，低消耗的為顧客提供個(gè)性化高品質(zhì)產(chǎn)品的能力，已成為企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力的一個(gè)標(biāo)志。模具品質(zhì)的高低將直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、成本、新產(chǎn)品投資及老產(chǎn)品更新?lián)Q代要求。那么，如何才能更有效的提高模具品質(zhì)呢？也就是說(shuō)，如何才能讓模具在高精度、低成本、高效率條件下，生產(chǎn)出高品質(zhì)的合格制件？這與模具表面處理有很大關(guān)系，也日益成為各企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。模具表面處理并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的話題，它包括模具拋光與模具焊接等。
模具拋光
眾所周知，塑料模具鋼需要一個(gè)很好的拋光技能來(lái)體現(xiàn)材料本質(zhì)的性能，但拋光問(wèn)題一直是企業(yè)無(wú)法根本解決的一個(gè)難題。橋本工業(yè)已達(dá)到高品質(zhì)顧客企業(yè)所認(rèn)同的研磨技術(shù)的要求。日益精進(jìn)的技術(shù)，創(chuàng)造出無(wú)法仿效的鏡面精加工效果，從對(duì)使用鋼材的建議到微小孔的解決等問(wèn)題，及各種形狀復(fù)雜的精密零件，橋本hashimoto皆可對(duì)應(yīng)。
拋光中遇到的 大問(wèn)題就是“拋光過(guò)度”，拋光過(guò)度是指拋光時(shí)間越長(zhǎng)，模具表面質(zhì)量越差。發(fā)生拋光過(guò)度時(shí)有兩種現(xiàn)象，即“桔皮”和“微坑”，拋光過(guò)度多發(fā)生于機(jī)械拋光。
圖1 橋本獨(dú)創(chuàng)產(chǎn)品——拋光耗材、油石和鉆石膏等
“桔皮”
不規(guī)則、粗糙的表面被稱為“桔皮”，產(chǎn)生“桔皮”有許多不同的原因。 常見(jiàn)的原因是由于拋光壓力過(guò)大及拋光時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，以及拋光方法不當(dāng)?shù)取?
發(fā)現(xiàn)表面質(zhì)量不好，許多人就會(huì)增加拋光壓力，并延長(zhǎng)拋光時(shí)間，加上拋光流程的不當(dāng)，往往會(huì)使表面質(zhì)量變得更差。
“微坑”
“微坑”或“砂孔”的形成是由于鋼種的非金屬夾雜物（雜質(zhì)），通常是硬而脆的氧化物；在拋光過(guò)程中從鋼材表面被拉出，形成“微坑”或“砂孔”。主要影響因素如下：
1、拋光壓力和拋光時(shí)長(zhǎng)；
2、鋼材的純凈度，特別是硬性?shī)A雜物（雜質(zhì)）的含量；
3、拋光工具；
4、研磨材料。
拋光操作的流程
如何選擇研磨和拋光的操作次序，完全取決于拋光操作者的經(jīng)驗(yàn)及其使用的工具與設(shè)備。材料的特性對(duì)操作程序也有影響。
拋光流程1
考慮加工效率首先要確認(rèn)加工品的粗糙程度，這個(gè)作業(yè)要謹(jǐn)慎進(jìn)行不能有錯(cuò)誤，根據(jù)粗糙程度也有不能作業(yè)的可能，確認(rèn)加工品的粗糙程度然后根據(jù)形狀選定油石進(jìn)行拋光，拋光方法的次序是根據(jù)油石的粒度由粗至細(xì)進(jìn)行。
油石拋光方法，這個(gè)作業(yè)是 重要的高難度作業(yè)，根據(jù)加工品的不同規(guī)格，分別約70度的角位均衡的進(jìn)行交叉研磨。 理想的往返范圍約為30毫米～60毫米。油石作業(yè)也會(huì)根據(jù)加工品的材質(zhì)而變化。
圖2 手工鏡面拋光的效果圖
拋光流程2
油石作業(yè)結(jié)束后是砂紙作業(yè)，砂紙作業(yè)時(shí)，要注意模仁的圓邊、圓角和桔皮的產(chǎn)生。所以油石流程盡量做到 細(xì)加工。
砂紙拋光的重點(diǎn)。砂紙配合較硬的木棒像油石作業(yè)一樣約70度角交叉地進(jìn)行研磨，一面砂紙研磨次數(shù)約10次～15次。如果研磨時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，砂紙的研磨力會(huì)減低，這樣就會(huì)導(dǎo)致加工面出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象（這也是產(chǎn)生橘皮的原因之一）。
砂紙作業(yè)時(shí)一般都采用竹片進(jìn)行研磨，實(shí)際使用材質(zhì)彈力小的木棒或硬度低的鋁棒約45度角進(jìn)行研磨是 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。砂紙有很多種類， 重要是要選擇適用的。
拋光流程3
用鉆石膏進(jìn)行鏡面加工，砂紙作業(yè)后取適當(dāng)?shù)你@石膏和稀釋液進(jìn)行混合，用電動(dòng)回轉(zhuǎn)工具馬毛刷慢慢的來(lái)回研磨。注意點(diǎn)：馬毛刷研磨面要保持水平線。從6µ ~ 3µ進(jìn)行研磨，然后用泡棉配合1µ鉆石膏就可以完成鏡面加工。
拋光的 后一個(gè)程序有兩種方法：一是電動(dòng)工具和氣動(dòng)工具的拋光方法；二是手工拋光方法。但是對(duì)于平面形狀和球面形狀也有不同的情況。
鏡面拋光的要點(diǎn)
超鏡面拋光時(shí) 重要的一點(diǎn)是拋光的尺寸，油石研磨到鏡面拋光的距離是10µ。（ 理想是＃1500油石開(kāi)始進(jìn)行研磨） 基本的原則，在進(jìn)行下一步作業(yè)之前，一定要將模仁徹底清洗干凈，才會(huì)達(dá)到好效果。要非常慎重不要重復(fù)修改（反復(fù)修改會(huì)影響品質(zhì)問(wèn)題）。
納期的期限、時(shí)間上的壓力、過(guò)度疲勞、集中力下降，這些因素都容易影響工作，這一點(diǎn)要非常注意。
拋光操作是一項(xiàng)耗費(fèi)時(shí)間和費(fèi)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(gè)步驟都必須要保持清潔，這一點(diǎn) 重要。
1、拋光必須在清潔無(wú)塵的室內(nèi)進(jìn)行。因?yàn)橛矇m粒會(huì)污染研磨材料，損害已接近完成的模具表面。
2、每個(gè)拋光工具只使用一個(gè)級(jí)別的拋光鉆石膏，并存放在防塵或密封的容器內(nèi)。
3、當(dāng)要轉(zhuǎn)換更細(xì)一級(jí)的砂號(hào)時(shí)，必須清洗雙手和工件。
4、開(kāi)始拋光時(shí)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(shí)應(yīng)特別小心，注意不要形成圓角或圓邊，應(yīng)盡量采用較硬的拋光工具進(jìn)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(guān)：
1、鋼材品質(zhì)（鋼材表面硬度不均勻或特性上有差異往往會(huì)增大拋光難度）。
2、熱處理工藝（熱處理在很多方面會(huì)影響到拋光性能）。
3、拋光技術(shù)（拋光工藝與拋光耗材的采用直接影響到拋光效果）。
通常認(rèn)為拋光技術(shù)是 重要的影響因素，恰當(dāng)?shù)膾伖饧夹g(shù)、采用良好的拋光耗材、配合品質(zhì)優(yōu)良的工具鋼材及正確的熱處理工藝才能達(dá)到滿意的光潔度。反之，拋光技術(shù)與耗材使用不當(dāng)，即使采用 優(yōu)質(zhì)的鋼材也不會(huì)達(dá)到高度鏡面的效果。
hashimoto油石
hashimoto油石是橋本經(jīng)過(guò)多年經(jīng)驗(yàn)成功研制開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，包括gc油石和carbon油石。此油石特點(diǎn)是采用均衡的砂粒配合粘合劑的調(diào)節(jié)、燒結(jié)溫度的嚴(yán)格控制、夾雜物基本為零的做法。此油石為水溶性，所以配合水溶性油石液，利用油石液里面的表面活性劑成分可以減少油石作業(yè)中的劃傷及刮痕的發(fā)生率，提高品質(zhì)和模具表面的安穩(wěn)性。gc油石適用于熱處理后（硬度為50度以上）的鋼材；carbon油石適用于預(yù)硬鋼（硬度為40度以下）的鋼材。
hashimoto鉆石膏
此鉆石膏的特點(diǎn)是鉆石顆粒的濃度比其他品牌高出3倍，因此更能體現(xiàn)鉆石顆粒的分散性和安定性的優(yōu)勢(shì)。配合稀釋液的使用，能使模具鋼材達(dá)到精加工的完美效果。鉆石膏是由多結(jié)晶體鉆石顆粒構(gòu)造而成，均衡微小的結(jié)晶體因含有多銳角的結(jié)晶面，可以在研磨過(guò)程中減少模具表面的劃傷以及砂孔的產(chǎn)生，從而達(dá)到高效率的作業(yè)。而單晶體鉆石膏是由單結(jié)晶體構(gòu)造而成，在研磨過(guò)程中因銳角結(jié)晶面的稀少，容易造成模具表面劃傷，同時(shí)也容易產(chǎn)生砂孔的現(xiàn)象。
模具焊接氬弧焊技術(shù)
模具焊接氬弧焊技術(shù)是國(guó)內(nèi)外發(fā)展 快、應(yīng)用 廣泛的一種焊接技術(shù)。近年來(lái)，氬弧焊特別是手工鎢極氬弧焊，已經(jīng)成為各種金屬結(jié)構(gòu)焊接中必不可少的手段，所以對(duì)氬弧焊工的需求也越來(lái)越大。近些年來(lái)，氬弧焊的機(jī)械化、自動(dòng)化程度得到了很大的提高，并向著控制因子越來(lái)越多的數(shù)控化方向發(fā)展，達(dá)到了一個(gè)更高的階段。
圖3 sw-v01超高精度填充式氬弧焊接機(jī)
氬弧焊之所以能獲得如此廣泛的應(yīng)用，主要是因?yàn)橛腥缦聝?yōu)點(diǎn)：氬氣保護(hù)可隔絕空氣中氧氣、氮?dú)狻錃獾葘?duì)電弧和熔池產(chǎn)生的不良影響，減少合金元素的燒損，以得到致密、無(wú)飛濺、質(zhì)量高的焊接接頭。氬弧焊的電弧燃燒穩(wěn)定，熱量集中，弧柱溫度高，焊接生產(chǎn)效率高，熱影響區(qū)窄，所焊的焊件應(yīng)力、變形、裂紋傾向�。粴寤『笧槊骰∈┖�，操作、觀察方便；電極損耗小，弧長(zhǎng)容易保持。氬弧焊幾乎能焊接所有金屬，特別是一些難熔金屬、易氧化金屬，如鎂、鈦、鉬、鋯、鋁等及其合金。所以，橋本在10年前就引進(jìn)了sw-v01日本原裝的超高精度填充式氬弧焊接機(jī)（圖3），其特點(diǎn)如下：
1、極小的熱度影響
本機(jī)由于工作在精密模式，可以精確的設(shè)定電流（2～200a）時(shí)間（1～500ms），保證輸入的能量?jī)H夠用于焊絲與工件之間的溶合，不會(huì)有太多能量作用于工件，受熱度影響降到至 低，從而達(dá)到理想修補(bǔ)效果。
2、極高的結(jié)合度
本焊機(jī)屬于焊接時(shí)，材與基體達(dá)到冶金熔合。焊后的結(jié)合度極高。可適用各種加工方式，不會(huì)出現(xiàn)其它焊機(jī)焊后結(jié)合不牢固、脫落等現(xiàn)象。
3、精確的細(xì)小部位補(bǔ)焊
由于焊補(bǔ)電流，時(shí)間得到精確的控制，電流短時(shí)間也可穩(wěn)定運(yùn)行，而精密小的部位也可以得到理想的焊補(bǔ)。
4、焊接極薄厚度
由于焊接電流 小可在2a穩(wěn)定運(yùn)行，因此焊接的 小厚度也相應(yīng)的降到0.1mm。
5、適用于不同部位的補(bǔ)焊
平面部位的凹陷、孔、洞、細(xì)縫、溝槽、棱角、棱線，尖峰部位、沙眼及普通焊機(jī)焊后周邊的凹陷。補(bǔ)焊放電加工、滲氮及軟氮化處理后的模具。
6、焊接導(dǎo)航
只要指定焊接場(chǎng)所、焊接材料的尺寸，就會(huì)自動(dòng)設(shè)定和顯示適當(dāng)?shù)碾娏�、時(shí)間。
7、連續(xù)tig模式
在進(jìn)行大范圍焊接時(shí)，使用連續(xù)tig模式可獲得比激光焊接更流暢的焊接性和速度性(間隔時(shí)間：0.1秒～2.0秒)。
（來(lái)源：佳工機(jī)電網(wǎng)）
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