模具制造中模具表面精加工技術(shù)分析

賈瑞興，蔣湘東

（臨沂市科學(xué)技術(shù)合作與應(yīng)用研究院，臨沂 276000）

表面精加工在模具制造中屬于一項較為復(fù)雜且難度較大的工作，對做這項工作的人員有較高的要求，需要有豐富的加工經(jīng)驗，才能做好精加工這項工?，F(xiàn)如今的模具表面精加工技術(shù)主要有兩種——傳統(tǒng)模具表面精加工技術(shù)和非傳統(tǒng)模具表面精加工技術(shù)。前者主要是手工研磨拋光技術(shù)，使用人工進(jìn)行精加工和數(shù)字化模具拋光技術(shù)；而后者是利用現(xiàn)在科技而進(jìn)行精加工的一項技術(shù)，包括噴丸強(qiáng)化技術(shù)、電化學(xué)與電化學(xué)機(jī)械光整加工技術(shù)磁流變拋光技術(shù)、CVD 技術(shù)、激光拋光技術(shù)等。

1 傳統(tǒng)模具表面精加工技術(shù)

（1）手工研磨拋光技術(shù)。該技術(shù)在傳統(tǒng)模具表面精加工技術(shù)中屬于最常用的一種技術(shù)，這種技術(shù)較為簡單，不需要使用一些加工設(shè)備，只是人工打磨，然而這項技術(shù)需要有超高的專業(yè)技能，需要經(jīng)驗豐富且技藝高超的師傅完成，手工研磨拋光過程中一些問題不可避免，這也對工作人員的體力是一種考驗。同時也不能只以經(jīng)驗為惟一評價，經(jīng)驗并不是惟一的標(biāo)準(zhǔn)，這很容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，使得模具表面的精度較低。

（2）數(shù)字化模具拋光技術(shù)。現(xiàn)如今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展越來越快，在模具制造方面也出現(xiàn)了新型的模具表面精加工的機(jī)械，這種拋光器械是將數(shù)字化技術(shù)與傳統(tǒng)模具加工技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生，實現(xiàn)自動化的模具表面精加工，其中的電子顯示屏可以顯示其中加工中產(chǎn)生的參數(shù)，這些參數(shù)可以根據(jù)環(huán)境的變化而變化，有全自動加工和半自動加工兩種方式。這項技術(shù)對工作人員的技術(shù)沒有太高的要求，只需要熟練使用機(jī)械，理解其中的參數(shù)含義。這種使用拋光機(jī)械制造的模具質(zhì)量相對人工手磨技術(shù)制造的模具質(zhì)量要高，而且精確度也較高，適用于各種材料，比如鑄鋼、鍛鋼、鋁合金等材料。

2 非傳統(tǒng)精加工新技術(shù)

（1）噴丸強(qiáng)化技術(shù)。在該技術(shù)中，彈丸是噴丸強(qiáng)化工藝中使用的形狀為球形或無棱角的圓柱形且均為實心的介質(zhì)材料。噴丸強(qiáng)化使用的彈丸包括玻璃丸、鑄鋼丸、不銹鋼丸、切制鋼絲、陶瓷丸、塑料丸等。噴丸強(qiáng)化是高速運(yùn)動的彈丸噴射材料表面并使其表層發(fā)生塑性變形的過程，噴丸過程中，彈丸反復(fù)打擊材料的表面，最終在材料表面附近形成一塑性變形層即強(qiáng)化層的深度，其深度為0.1～0.8mm。噴丸處理除了產(chǎn)生應(yīng)力強(qiáng)化和組織強(qiáng)化外，還可以有效消除加工時產(chǎn)生的刀痕。這種技術(shù)較為簡單易操作，還能有效的節(jié)約能源，適用于一些以疲勞失效形式為主的磨具，可以改善這些材料疲勞及應(yīng)力腐蝕抗力。

（2）電化學(xué)與電化學(xué)機(jī)械光整加工技術(shù)。電化學(xué)加工技術(shù)是一項利用電化學(xué)去除金屬離子的加工方式，這種加工方式屬于一種非接觸加工，可以避免在加工過程中出現(xiàn)變形問題，在去除材料的時并不是使用的外力，因此可以減少負(fù)面影響。同時這種精加工技術(shù)可以有效的保證研磨的質(zhì)量和效果，保證模具表面的粗糙度能夠符合標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，這種電化學(xué)與電化學(xué)機(jī)械光整加工技術(shù)相比普通加工技術(shù)來說使得模具表面的粗糙度增加5倍以上。

（3）磁流變拋光技術(shù)。該光技術(shù)中的磁流是由磁性顆粒組成的流體，可以使各個工件之間產(chǎn)生相對運(yùn)動，磁流變拋光技術(shù)是利用磁流變拋光液在磁場中流變性進(jìn)行拋光的一種超精密加工方法。磁流變液主要由離散的微米級磁性顆粒、載液和表長面活性劑組成。這項技術(shù)具有磁特性、流變性和穩(wěn)定性等特點(diǎn)。首先是利用拋光磁流變流所產(chǎn)生的磁場梯度形成一種粘塑行為，這種行為中柔性“小磨頭”與工件之間快速相對移動，讓工件表面承受巨大的剪切力，進(jìn)而去除工件表面的材料。另外，磁流變液還是一種較為奇特的材料，他可以實現(xiàn)在固體與液體之間的流動轉(zhuǎn)變。

（4）CVD 技術(shù)。它也稱化學(xué)氣相沉淀技術(shù)，指的是化學(xué)氣體或蒸汽在材料表面反應(yīng)合成涂層或納米材料的方法，簡單來說就是一種熱化學(xué)反應(yīng)技術(shù)，而且這種化學(xué)反應(yīng)需要依靠超高的溫度來對材料進(jìn)行處理，使之表面發(fā)生氣相化學(xué)反應(yīng)，在反應(yīng)過程中出現(xiàn)的反應(yīng)物沉淀會引起表面光滑。這項技術(shù)如今在模具表面精加工中非常常見，在切模方面具有顯著的效果。另外，CVD技術(shù)可適用于各種材料，包括大范圍的絕緣材料，而且利用這種模具表面精加工技術(shù)能夠使打磨的工件具有較強(qiáng)的耐磨性和抗腐蝕性，同時這種技術(shù)還可以適用于沖頭等器件的加工和處理過程中，并且又取得了良好的效果。

（5）激光拋光技術(shù)。該技術(shù)是利用激光與材料表面相互作用而對材料表面進(jìn)行處理的一種技術(shù)，分為熱拋光和冷拋光。其中熱拋光是利用激光的熱效應(yīng)，通過熔化或蒸發(fā)等過程使材料表面熔化或變得光滑。冷拋光是利用材料吸收光子之后，再利用光化表層材料的化學(xué)鍵被打斷或晶格結(jié)構(gòu)被破壞，從而達(dá)到去除材料的目的。激光拋光技術(shù)是一種可以實現(xiàn)自動處理的技術(shù)，不僅能夠?qū)ζ矫孢M(jìn)行拋光，還可以在各種曲面進(jìn)行拋光。同時這種技術(shù)對環(huán)境所產(chǎn)生的污染較小，可以實現(xiàn)局部拋光，尤其是超硬材料和脆性材料的表面精加工，具有良好的發(fā)展趨勢。然而，目前所使用的激光拋光技術(shù)還處于發(fā)展中階段，還存在加工成本和設(shè)備成本較高，以及加工過程中的檢測技術(shù)和控制技術(shù)要求復(fù)雜等問題。除此之外，激光拋光技術(shù)中最常用的是涂層技術(shù)，這種技術(shù)利用高溫使材料降低硬度和與韌性。

3 結(jié)束語

總之，現(xiàn)如今科技水平的發(fā)展促進(jìn)模具制造技術(shù)的發(fā)展，各種高新科技應(yīng)用于模具表面精加工技術(shù)中，進(jìn)而形成各種工作效率更高、使用更便捷的表面精加工技術(shù)，大大提高模具制造的質(zhì)量，提高模具表面材料的精度，推動模具制造的發(fā)展。