1、译文标题 基于注塑模具钢研磨和抛光工序的自动化表面处理 原文标题 Based on the injection mold steel grinding and polishing processes automated surface treatment 作 者 Chao-Chang A. Chen Wen -Tu Li 译 名 晁常 温途利 国 籍 美国 原文出处 Shiou FJ, Chen CH (2003) Determination of optimal ball-burnishing parameters for plastic injection molding steel. I
2、nt J Adv Manuf Technol 基于注塑模具钢研磨和抛光工序的自动化表面处理 摘要 本 文 研究 了 注塑模具钢自动研磨与球面抛光加工工序 的 可能性 ，这种 注塑模具钢 PDS5 的塑 性 曲面 是在 数控加工中心 完成的。 这项研究已经完成了磨削刀架 的 设计 与 制造 。 最佳表面研磨参数 是在 钢铁 PDS5 的 加工中心测定 的。 对于 PDS5 注塑模具钢 的最佳球面研磨参数是以下一系列的组合：研磨 材料的磨料 为 粉红氧化铝 ，进给量 500 毫 米 /分钟 ， 磨削深度 20 微米，磨削转速为 18000RPM。 用优化 的 参数 进行 表面研磨 ， 表面粗糙度
3、Ra 值 可由大约 1.60 微米改善至 0.35 微米 。 用球抛光 工艺和 参数优化抛光 ， 可以进一步改善表面粗糙度 Ra 值 从 0.343微米至 0.06 微米左右 。在 模具 内部 曲面的测试部分 ， 用最佳参数 的 表面研磨、抛光 ， 曲面表面粗糙度就可以提高约 2.15 微米到 0 0.07 微米 。 关键词 : 自动化表面处理 抛光 磨削加工 表面粗糙度 田口方法 一、引言 塑胶工程材料由于其重要特点 ,如耐化学腐蚀性、低密度、易于制造 ,并已日渐取代金属部 件 在 工业 中广泛 应用 。 注塑成型 对于 塑料制品 是 一个重要 工艺。 注塑模具的表面质量是 设计 的本质要求
4、 ,因为它直接影响了塑胶产品的外观 和性能。 加工工 艺 如 球面 研磨、抛光常用于 改善表面光洁度 。 研磨工具 (轮子 )的安装已广泛用于传统模具 的制造 产业 。 自动化表面研磨加工工具 的 几何模型 将 介绍 。 自动化表面处理 的球磨 研磨工具 将得到 示范 和 开发 。 磨 削速度 , 磨 削 深度 ，进给速率和 砂轮 尺寸 、研磨材料特性 （ 如磨料粒度 大小） 是球形研磨 工艺 中 主要的 参数 ，如图 1（ 球面研磨过程示意图 ） 所示。 注塑模具钢的球面研磨 最 优化参数 目前 尚未在文献 得到确切的 依 据 。 图 1 球面研磨过程示意图 近年来 ， 已 经 进行了一些研
5、究 ， 确定 了 球 面 抛光工艺 的 最优参数 (图 2) （ 球 面 抛光过程示意图 ）。 比如 ，人们 发现 , 用碳化钨球滚 压的方法可以使 工件表面 的 塑性变形减少 ,从而改善表面粗糙度、表面硬度、抗疲劳 强度。 抛光的 工艺 的过程 是由 加工中心 和 车床 共同完成的。对 表面粗糙度有重大影响 的 抛光 工艺 主要 参数，主要是 球或滚子材料 ， 抛光 力， 进给速率 ,抛光速度 ,润滑、抛光 率及其他因素等。 注塑模具钢 PDS5 的 表面抛光的参数优化 ， 分别结合 了 油脂润滑剂 ， 碳化钨球 ,抛光速度 200 毫米 /分钟 ,抛 光力 300 牛， 40 微米 的进给
6、量。 采用最佳参数 进行表面研磨和球面抛光的深度 为 2.5 微米 。 通过抛光 工艺， 表面粗糙度 可以 改善大致为 40 至 90。 步距 研磨高度 球磨研磨 进给速度 工作台 进给 研磨球 工作台 研磨深度 研磨表面 图 2 球 面 抛光过程示意图 此项 目 研究的目的是 ， 发展 注塑 模具 钢的 球形研磨 和 球面抛光工序 ，这种 注塑模具 钢的曲面 实在 加工中心完成 的。 表面光洁度 的 球研磨与球抛光 的 自动化流程工序 ，如图 3 所示。 我们开始自行设计和制造的球面研磨工具及加工中心 的 对 刀 装置 。 利用田口正交法 ， 确定了表面球研磨最佳参数 。 选择 为 田口 L18 型矩阵实验相应 的 四个因素和三个层次 。 用 最佳参数进行表面球研磨则适用于一个曲面表面光洁度 要求较高的 注塑模具 。 为 了 改善表面粗糙 , 利用最佳球 面 抛光 工艺 参 数，再进行对表层 打磨 。 图 3 自动球面研磨 与 抛光工序 的 流程图 二、球研磨的设计和对准装置 PDS 试样的设计与制造 选择最佳矩阵实验因子 确定最佳参数 实施实验 分析并确定最佳因子 进行表面抛光 应用最佳参数加工曲面 测量 试样的表面粗糙 度 球研磨和抛光装置的设计与制造
