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生尧砥研之平面磨床镜面研磨解决方案

镜面研磨

生尧砥研之平面磨床镜面研磨解决方案

所谓镜面是指机械研磨加工后得到非常好的粗糙度的代名词。因为如镜面般有清晰到映出物品的金属表面而称之。而镜面研磨是指使用磨床研削方式达到极佳的表面粗糙度,并同时兼顾良好的尺寸精度。目的在于有效提高机械寿命,减少作动阻力以及为了得到光滑成品的模具等。通常为进行镜面研磨的工件大多属于模具、磨仁,或是需要摩擦互相作动的工件。常见的工件如:导光板模仁、光学模具、半导体工件、主轴、印刷导轮等。

镜面研磨那与镜面抛光的差别

镜面抛光属于抛光领域,目的在于将工件表面磨的光亮、好看。这类的加工通常需要大量制造,强调镜面效果及光泽度,对于工件尺寸精度要求相对较低。通常会使用镜面抛光的工件如:手机壳、高尔夫球头、表带表壳、卫浴五金...等强调视觉美观的产品。虽然都能称之为镜面,但镜面研磨更着重于功能性,强调以下几点:

01、耐磨、表面越粗糙接触面积小,单位面积承受压力大,容易损坏。

02、稳定、凹凸不平作动不稳,就好像行驶在不平的道路上。

03、抗腐、粗糙易使腐蚀性气体或液体从凹谷渗入,造成表面腐蚀。

04、抗疲、疲劳测试时集中在某一点或部位,会放大疲劳强度。

05、密封、粗糙使零件无法紧密结合,气体、液体通过接触表面缝隙渗透。

好的表面粗糙度可以加强这些特性,所以镜面研磨常会以表面粗糙度Ra来作为标准。

表面粗糙度Ra的陷阱

但以Ra来作为表准有一个小陷阱,Ra的计算方式是以研磨面某一基准来计算的平均值。所以可能会有Ra相同,研磨出来的型态却完全不同的状况。

所以依定要注意一个重点:镜面研磨不能只以Ra为衡量标准。那什么是在镜面研磨中也需要考量进去呢?答案是均匀度。因为均匀度可以提升研磨阶段的效率,越是均匀所需要的研磨工序就越省力间接的影响加工的效率。所以达到良好的表面粗糙度和均匀度,是在镜面研磨中最主要的目标。而要达到均匀的研磨,其实粗磨及工序的重要性,是需要特别留意的重点。如果均匀度越好,加工制成越缩短。

镜面研磨

平面镜面研磨会遇到的问题

镜面研磨之所以会常被人拿来探讨,是因为现在科技对于研磨的要求越来越精细,而镜面研磨将会是未来研磨技术中不可或缺的一部分。但要达到镜面研磨仍然有许多会遇到的困难需要克服!镜面研磨常见的砂轮问题如下:

01、砂轮容易堵塞:镜面研磨为达精细的面粗度,会使用细粒度的砂轮。而细粒度的砂轮磨粒的间隔窄,碎屑容易塞住磨粒间的间隙造成堵塞。变得需要常常修整砂轮将碎屑修掉,造成研磨效率下降。

02、发热烧伤:和堵塞有关,当砂轮的气孔被堵住热无法良好的排散出去,会造成研磨温度过高,砂轮和工件都会有烧伤的可能。

03、易产生刮痕:细粒度砂轮切削力较粗力度差研磨阻力高,此情形下又强行进刀,加上上述的碎屑和高温,容易在研磨工件上留下研磨的刮痕造成刮伤。

04、易产生震动如上述所言细粒度的研磨阻力高,这样的阻力会放大磨床的震动,并复刻在研磨结果上。在镜面研磨中这样的震动痕迹会非常明显。

05、研削比低、尺寸精度控制不易:研磨阻力加上磨床震动让磨料冲击工件力量过大,会产生较大的破碎、掉沙。砂轮的消耗量大、研削比低,研磨的精度不容易控制,平整度受影响。

06、另外还有重现性的问题:为了让所研磨的每一个工件都可以保持一样的精度和面粗度,研磨程序的重现性非常重要,也是每个研磨人都应该追求的。而重现性与砂轮、设备、环境等等条件有极大的关系。

以上几个问题,都使得镜面研磨变得困难、不易达成。

镜面研磨

镜面研磨之选择适合的砂轮

镜面研磨如何选择CBN、钻石砂轮

01、降低温度:气孔(可以在结合剂中埋入气孔,让砂轮会呼吸,将热给排除出去,而不需降低砂轮硬度)

02、减少震动:陶瓷内盘(一般CBN、钻石砂轮是用金属内盘,容易因为热膨胀而影响真圆度进而造成砂轮震动。改用陶瓷内盘,可以减少热膨胀,有效降低震动产生的问题)

03、减少过度进刀及研磨阻力:气孔设计增加切削力(加上气孔的设计能增加切削力。切削力好研磨阻力小,大幅减少刮痕出现的机率)

镜面研磨如何选择一般砂轮

01、降低温度:气孔(增加气孔是很好的热排除方法,在结合剂中加入气孔,可以有效降低研磨温度)

02、减少震动、减少过度进刀及研磨阻力:弹性结构(可以选用具弹性结构的砂轮,可以吸收磨床的震动减少破碎。并且释放过多的力量,能产生均匀的研磨纹路)

镜面研磨之关注细节提高重现性

01、修整,修整砂轮等于是重新设定,是造成镜面研磨非砂轮的常见问题(确认每一次的修整都正确完成。用奇异笔在砂轮研磨面画满记号,并修整到完全没有记号为止。确认修整器状况。若是修整器已磨耗必须更换以免影响修整效果。并且要注意CBN、钻石砂轮在修整上的问题,修不锐、修不正,都应该更换适合的修整器)

02、过滤系统(考量切削液种类的选择的合适性,过滤纸及切削液槽的大小的合适性)

03、温度(切削液温度控制、研磨空间温度控制。变因越少,研磨的结果越稳定)

04、磨床(磨床逐渐劣化是不可逆性,需要时常确认磨床状态并重新设定以减少磨床的震动和其他突发状况)

05、人为因素(对刀的精准度,研磨过程的突发状况是否有能力迅速地解决)

本文来源于生尧砥研Facebook,经由常州群基整理发布,生尧砥研致力于研磨、抛光、产品、技术、解决方案。生尧砥研有限公司:台湾省台中市北区文心路四段200号10楼之8、 04-22950405、上海市长宁区延安西路895号26楼F座、021-32181628、

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