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模具超精密研磨、拋光、焊接
近年來，在世界范圍內(nèi)制造業(yè)的競爭變得越來越激烈，企業(yè)在盡可能短的時間內(nèi)高效率，低消耗的為顧客提供個性化高品質(zhì)產(chǎn)品的能力，已成為企業(yè)競爭能力的一個標(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，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。模具表面處理并不是一個簡單的話題，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很好的拋光技能來體現(xiàn)材料本質(zhì)的性能，但拋光問題一直是企業(yè)無法根本解決的一個難題。橋本工業(yè)已達到高品質(zhì)顧客企業(yè)所認(rèn)同的研磨技術(shù)的要求。日益精進的技術(shù)，創(chuàng)造出無法仿效的鏡面精加工效果，從對使用鋼材的建議到微小孔的解決等問題，及各種形狀復(fù)雜的精密零件，橋本hashimoto皆可對應(yīng)。
拋光中遇到的 大問題就是“拋光過度”，拋光過度是指拋光時間越長，模具表面質(zhì)量越差。發(fā)生拋光過度時有兩種現(xiàn)象，即“桔皮”和“微坑”，拋光過度多發(fā)生于機械拋光。
圖1 橋本獨創(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。 常見的原因是由于拋光壓力過大及拋光時間過長，以及拋光方法不當(dāng)?shù)取?
發(fā)現(xiàn)表面質(zhì)量不好，許多人就會增加拋光壓力，并延長拋光時間，加上拋光流程的不當(dāng)，往往會使表面質(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、拋光壓力和拋光時長；
2、鋼材的純凈度，特別是硬性夾雜物（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)驗及其使用的工具與設(shè)備。材料的特性對操作程序也有影響。
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，這個作業(yè)要謹(jǐn)慎進行不能有錯誤，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)形狀選定油石進行拋光，拋光方法的次序是根據(jù)油石的粒度由粗至細進行。
油石拋光方法，這個作業(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，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 細加工。
砂紙拋光的重點。砂紙配合較硬的木棒像油石作業(yè)一樣約70度角交叉地進行研磨，一面砂紙研磨次數(shù)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(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)時一般都采用竹片進行研磨，實際使用材質(zhì)彈力小的木棒或硬度低的鋁棒約45度角進行研磨是 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
用鉆石膏進行鏡面加工，砂紙作業(yè)后取適當(dāng)?shù)你@石膏和稀釋液進行混合，用電動回轉(zhuǎn)工具馬毛刷慢慢的來回研磨。注意點：馬毛刷研磨面要保持水平線。從6µ ~ 3µ進行研磨，然后用泡棉配合1µ鉆石膏就可以完成鏡面加工。
拋光的 后一個程序有兩種方法：一是電動工具和氣動工具的拋光方法；二是手工拋光方法。但是對于平面形狀和球面形狀也有不同的情況。
鏡面拋光的要點
超鏡面拋光時 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。（ 理想是＃1500油石開始進行研磨） 基本的原則，在進行下一步作業(yè)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(fù)修改（反復(fù)修改會影響品質(zhì)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 重要。
1、拋光必須在清潔無塵的室內(nèi)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(nèi)。
3、當(dāng)要轉(zhuǎn)換更細一級的砂號時，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(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(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)的鋼材也不會達到高度鏡面的效果。
hashimoto油石
hashimoto油石是橋本經(jīng)過多年經(jīng)驗成功研制開發(fā)的產(chǎn)品，包括gc油石和carbon油石。此油石特點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。配合稀釋液的使用，能使模具鋼材達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，可以在研磨過程中減少模具表面的劃傷以及砂孔的產(chǎn)生，從而達到高效率的作業(yè)。而單晶體鉆石膏是由單結(jié)晶體構(gòu)造而成，在研磨過程中因銳角結(jié)晶面的稀少，容易造成模具表面劃傷，同時也容易產(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)是國內(nèi)外發(fā)展 快、應(yīng)用 廣泛的一種焊接技術(shù)。近年來，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，所以對氬弧焊工的需求也越來越大。近些年來，氬弧焊的機械化、自動化程度得到了很大的提高，并向著控制因子越來越多的數(shù)控化方向發(fā)展，達到了一個更高的階段。
圖3 sw-v01超高精度填充式氬弧焊接機
氬弧焊之所以能獲得如此廣泛的應(yīng)用，主要是因為有如下優(yōu)點：氬氣保護可隔絕空氣中氧氣、氮氣、氫氣等對電弧和熔池產(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、裂紋傾向小；氬弧焊為明弧施焊，操作、觀察方便；電極損耗小，弧長容易保持。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年前就引進了sw-v01日本原裝的超高精度填充式氬弧焊接機（圖3），其特點如下：
1、極小的熱度影響
本機由于工作在精密模式，可以精確的設(shè)定電流（2～200a）時間（1～500ms），保證輸入的能量僅夠用于焊絲與工件之間的溶合，不會有太多能量作用于工件，受熱度影響降到至 低，從而達到理想修補效果。
2、極高的結(jié)合度
本焊機屬于焊接時，材與基體達到冶金熔合。焊后的結(jié)合度極高。可適用各種加工方式，不會出現(xiàn)其它焊機焊后結(jié)合不牢固、脫落等現(xiàn)象。
3、精確的細小部位補焊
由于焊補電流，時間得到精確的控制，電流短時間也可穩(wěn)定運行，而精密小的部位也可以得到理想的焊補。
4、焊接極薄厚度
由于焊接電流 小可在2a穩(wěn)定運行，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焊
平面部位的凹陷、孔、洞、細縫、溝槽、棱角、棱線，尖峰部位、沙眼及普通焊機焊后周邊的凹陷。補焊放電加工、滲氮及軟氮化處理后的模具。
6、焊接導(dǎo)航
只要指定焊接場所、焊接材料的尺寸，就會自動設(shè)定和顯示適當(dāng)?shù)碾娏鳌r間。
7、連續(xù)tig模式
在進行大范圍焊接時，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(間隔時間：0.1秒～2.0秒)。
（來源：佳工機電網(wǎng)）
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