Derzeit sind die gebräuchlichsten Poliermethoden wie folgt:
1.1 Mechanisches Polieren ist ein Polierverfahren, das auf Schneiden und plastischer Verformung der Materialoberfläche beruht, um die polierten Wölbungen zu entfernen, um eine glatte Oberfläche zu erhalten. Im Allgemeinen werden Ölsteinstreifen, Wollräder, Schleifpapier usw. verwendet, wobei hauptsächlich Sonderteile wie Drehkörper verwendet werden. Für die Oberfläche können Hilfswerkzeuge wie Drehteller verwendet werden, bei hohen Anforderungen an die Oberflächenqualität kann das Verfahren des Ultrapräzisionspolierens verwendet werden. Beim Ultrapräzisionspolieren werden spezielle Schleifwerkzeuge verwendet, die in einer Polierflüssigkeit mit Schleifmitteln für eine Hochgeschwindigkeitsrotation fest auf die bearbeitete Oberfläche des Werkstücks gedrückt werden. Mit dieser Technologie kann die Oberflächenrauheit von Ra0.008μm erreicht werden, die höchste unter verschiedenen Poliermethoden. Optische Linsenformen verwenden häufig dieses Verfahren.
1.2 Chemisches Polieren Chemisches Polieren soll bewirken, dass sich der oberflächenmikroskopische konvexe Teil des Materials im chemischen Medium bevorzugt auflöst als der konkave Teil, um eine glatte Oberfläche zu erhalten. Der Hauptvorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass es keine komplexe Ausrüstung erfordert, Werkstücke mit komplexen Formen polieren und viele Werkstücke gleichzeitig mit hoher Effizienz polieren kann. Das Kernproblem des chemischen Polierens ist die Bereitstellung von Polierflüssigkeit. Die durch chemisches Polieren erzielte Oberflächenrauhigkeit beträgt in der Regel mehrere 10 µm.
1.3 Elektrolytisches Polieren Das Grundprinzip des elektrolytischen Polierens ist das gleiche wie das des chemischen Polierens, dh es beruht auf der selektiven Auflösung kleiner Vorsprünge auf der Materialoberfläche, um die Oberfläche zu glätten. Im Vergleich zum chemischen Polieren kann der Effekt der Kathodenreaktion eliminiert werden und der Effekt ist besser.
Der elektrochemische Polierprozess gliedert sich in zwei Schritte:
„(1) Makroskopischer Verlauf“ Das gelöste Produkt diffundiert in den Elektrolyten und die geometrische Rauheit der Materialoberfläche nimmt ab, Ra>1μm.
(2) Nivellierung bei schwachem Licht, anodische Polarisation, verbesserte Oberflächenhelligkeit, Ra<1μm.
1.4 Ultraschallpolieren“ Werkstück in die Schleifmittelsuspension einlegen und im Ultraschallfeld unter Ausnutzung der Schwingungswirkung des Ultraschalls zusammensetzen, so dass das Schleifmittel auf der Werkstückoberfläche geschliffen und poliert wird. Die Ultraschallbearbeitung hat eine kleine makroskopische Kraft und verursacht keine Verformung des Werkstücks, aber es ist schwierig, Werkzeuge herzustellen und zu installieren. Die Ultraschallbearbeitung kann mit chemischen oder elektrochemischen Verfahren kombiniert werden. Auf der Grundlage von Lösungskorrosion und Elektrolyse wird Ultraschallvibration angewendet, um die Lösung zu rühren, so dass die gelösten Produkte auf der Oberfläche des Werkstücks abgetrennt werden und die Korrosion oder der Elektrolyt in der Nähe der Oberfläche gleichmäßig ist; der Kavitationseffekt von Ultraschall in der Flüssigkeit kann auch den Korrosionsprozess hemmen und die Oberflächenaufhellung erleichtern.
1.5 flüssiges Polieren flüssiges Polieren beruht auf dem Hochgeschwindigkeitsfluss von flüssigen und abrasiven Partikeln, die durch das Scheuern der Oberfläche des Werkstücks getragen werden, um den Zweck des Polierens zu erreichen. Üblicherweise verwendete Verfahren sind Schleifstrahlbearbeitung, Flüssigkeitsstrahlbearbeitung, hydrodynamisches Schleifen und so weiter. Das hydrodynamische Schleifen wird durch hydraulischen Druck angetrieben, um das flüssige Medium, das Schleifpartikel trägt, mit hoher Geschwindigkeit über die Oberfläche des Werkstücks hin und her fließen zu lassen. Das Medium besteht hauptsächlich aus speziellen Compounds (polymerähnlichen Stoffen) mit guter Fließfähigkeit unter niedrigerem Druck und gemischt mit Schleifmitteln. Die Schleifmittel können aus Siliziumkarbidpulver bestehen.
1.6 Magnetschleifpolieren Beim Magnetschleifpolieren werden magnetische Schleifmittel verwendet, um unter Einwirkung eines Magnetfeldes Schleifbürsten zu bilden, um das Werkstück zu schleifen. Dieses Verfahren weist eine hohe Verarbeitungseffizienz, gute Qualität, einfache Kontrolle der Verarbeitungsbedingungen und gute Arbeitsbedingungen auf. Mit geeigneten Schleifmitteln kann die Oberflächenrauheit Ra0.1μm erreichen.
2 Grundverfahren des mechanischen Polierens Das in der Kunststoffformbearbeitung erwähnte Polieren unterscheidet sich stark von dem in anderen Industrien erforderlichen Oberflächenpolieren. Streng genommen ist das Polieren der Form als Spiegelbearbeitung zu bezeichnen. Es stellt nicht nur hohe Anforderungen an das Polieren selbst, sondern stellt auch hohe Ansprüche an die Ebenheit, Glätte und geometrische Genauigkeit der Oberfläche. Beim Oberflächenpolieren wird in der Regel nur eine blanke Oberfläche benötigt.
Der Standard der Spiegeloberflächenbearbeitung ist in vier Stufen unterteilt: AO=Ra0.008μm, A1=Ra0.016μm, A3=Ra0.032μm, A4=Ra0.063μm. Aufgrund von Verfahren wie elektrolytischem Polieren und Flüssigkeitspolieren ist es schwierig, die geometrische Genauigkeit von Teilen genau zu kontrollieren. Die Oberflächenqualität des chemischen Polierens, Ultraschallpolierens, Magnetschleifpolierens und anderer Verfahren entspricht jedoch nicht den Anforderungen, so dass die Spiegelbearbeitung von Präzisionsformen immer noch hauptsächlich mechanisches Polieren ist.
2.1 Mechanisches Polieren Prinzipielle Vorgehensweise Um qualitativ hochwertige Polierergebnisse zu erzielen, sind qualitativ hochwertige Polierwerkzeuge und Hilfsmittel wie Ölstein, Schleifpapier und Diamant-Läpppaste am wichtigsten. Die Wahl des Polierverfahrens richtet sich nach der Oberflächenbeschaffenheit nach der Vorbearbeitung wie Zerspanen, Erodieren, Schleifen usw.
Der allgemeine Prozess des mechanischen Polierens ist wie folgt:
(1) Grobpolieren. Die Oberfläche nach dem Fräsen, Erodieren, Schleifen usw. kann mit einer rotierenden Oberflächenpoliermaschine oder einem Ultraschallschleifer mit einer Drehzahl von 35-000 U/min poliert werden. Die häufig verwendete Methode ist die Verwendung von Rädern mit einem Durchmesser von Φ40 mm und WA # 000, um die weiße Funkenschicht zu entfernen. Anschließend erfolgt das manuelle Schleifen des Schleifsteins und der Streifenschleifstein wird mit Kerosin als Schmier- oder Kühlmittel versetzt. Die allgemeine Reihenfolge der Verwendung ist #3 ~ #400 ~ #180 ~ #240 ~ #320 ~ #400 ~ #600. Viele Formenhersteller beginnen mit #800, um Zeit zu sparen.
(2) Halbpräzisionspolieren. Beim Halbpräzisionspolieren werden hauptsächlich Schleifpapier und Kerosin verwendet. Die Anzahl der Schleifpapiere beträgt #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000 ~ #1200 ~ #1500. Tatsächlich verwendet Schleifpapier Nr. 1500 nur Gesenkstahl, der zum Härten geeignet ist (über 52 HRC), keinen vorgehärteten Stahl, da dies zu Verbrennungen auf der Oberfläche von vorgehärtetem Stahl führen kann.
(3) Feinpolieren Beim Feinpolieren wird hauptsächlich Diamantschleifpaste verwendet. Wenn die Poliertuchscheibe zum Polieren mit Diamantschleifpulver oder Schleifpaste gemischt wird, beträgt die übliche Polierreihenfolge 9 μm (# 1800) ~ 6 μm (# 3000) ~ 3 μm (# 8000). 9μm Diamantschleifpaste und Poliertuchscheibe können verwendet werden, um die haarähnlichen Abnutzungsspuren zu entfernen, die von Schleifpapier #1200 und #1500 hinterlassen werden. Verwenden Sie dann zum Polieren Klebefilz und Diamantpaste, die Reihenfolge beträgt 1μm (#14000) ~ 1/2μm (#60000) ~ 1/4μm (#100000).
Der Polierprozess mit Präzisionsanforderungen über 1μm (einschließlich 1μm) kann in einem sauberen Polierraum in der Formenbearbeitungswerkstatt durchgeführt werden. Für präziseres Polieren ist ein absolut sauberer Raum notwendig. Staub, Rauch, Schuppen und Speichel können die hochpräzise polierte Oberfläche, die nach stundenlanger Arbeit entsteht, abtragen.
2.2 Zu beachtende Probleme beim mechanischen Polieren Folgende Punkte sind beim Polieren mit Schleifpapier zu beachten:
(1) Das Polieren mit Schleifpapier erfordert die Verwendung von Weichholz- oder Bambusstäben. Beim Polieren von runden oder kugelförmigen Oberflächen kann durch den Einsatz von Korkstäben die Krümmung der runden und kugelförmigen Oberflächen besser angepasst werden. Die härteren Holzleisten, wie Kirschholz, eignen sich eher zum Polieren von ebenen Flächen. Schneiden Sie die Enden der Holzleisten so ab, dass sie mit der Oberflächenform der Stahlteile übereinstimmen, um zu verhindern, dass die scharfen Winkel der Holzleisten (oder Bambusleisten) die Oberfläche der Stahlteile berühren und tiefe Kratzer verursachen .
(2) Beim Wechsel zu einem anderen Schleifpapiertyp sollte die Polierrichtung von 45° auf 90° geändert werden, damit die Streifen und Schatten, die der vorherige Schleifpapiertyp nach dem Polieren hinterlassen hat, unterschieden werden können. Bevor Sie auf ein anderes Schleifpapier wechseln, müssen Sie die Polierfläche vorsichtig mit einer mit einer Reinigungslösung wie Alkohol angefeuchteten 100% reinen Baumwolle abwischen, da ein kleiner Körnchen auf der Oberfläche die gesamte anschließende Polierarbeit zerstört. Ebenso wichtig ist dieser Reinigungsprozess beim Wechsel vom Schleifpapierpolieren zum Diamantpastenpolieren. Bevor das Polieren fortgesetzt werden kann, müssen alle Partikel und Kerosin vollständig gereinigt werden.
(3) Um Kratzer und Verbrennungen auf der Werkstückoberfläche zu vermeiden, ist beim Polieren mit Schleifpapier Nr. 1200 und Nr. 1500 besondere Vorsicht geboten. Daher ist es notwendig, eine leichte Last aufzubringen und ein zweistufiges Polierverfahren zum Polieren der Oberfläche zu verwenden. Beim Polieren mit jedem Schleifpapiertyp sollte zweimal in zwei verschiedene Richtungen poliert werden, und jede Drehung zwischen den beiden Richtungen beträgt 45°~90°.
3 Faktoren, die die Polierqualität der Formen beeinflussen
3.1 Der Einfluss unterschiedlicher Härten auf den Polierprozess. Die Zunahme der Härte erhöht die Schwierigkeit des Polierens, aber die Rauheit nach dem Polieren nimmt ab. Mit zunehmender Härte erhöht sich entsprechend die Polierzeit, die zum Erreichen einer geringeren Rauheit erforderlich ist. Gleichzeitig nimmt die Härte zu und die Möglichkeit des Überpolierens wird entsprechend reduziert.
3.2 Einfluss der Oberflächenbeschaffenheit des Werkstücks auf den Polierprozess. Während des Zerkleinerungsprozesses der Schneidemaschine wird die Oberflächenschicht durch Hitze, innere Spannungen oder andere Faktoren beschädigt, und falsche Schneidparameter beeinträchtigen den Poliereffekt. Die Oberfläche nach EDM ist schwieriger zu schleifen als die Oberfläche nach einer gewöhnlichen Bearbeitung oder Wärmebehandlung. Daher sollte vor dem Ende des Erodierens mit Präzisionserodieren getrimmt werden, da sonst die Oberfläche eine ausgehärtete dünne Schicht bildet.