Стандарт обработки зеркал делится на четыре уровня:
AO = Ra0,008 мкм, A1 = Ra0,016 мкм, A3 = Ra0,032 мкм, A4 = Ra0,063 мкм. Поскольку электролитическая полировка, жидкостная полировка и другие методы затрудняют точный контроль геометрической точности деталей, а качество поверхности, получаемое при химической полировке, ультразвуковой полировке, магнитной полировке и других методах, не соответствует требованиям, прецизионная обработка зеркал для пресс-форм по-прежнему основана на ручной полировке.
(А) основные процедуры ручной полировки
Для достижения высокого качества полировки самое важное — использовать качественные полировальные инструменты и вспомогательные средства, такие как бруски, наждачная бумага и алмазная шлифовальная паста. Важнейшее значение имеет рабочая среда, требующая отсутствия пыли в мастерской. Выбор метода полировки зависит от состояния поверхности после предварительной обработки, например, механической, электроэрозионной, шлифовальной и т.д.
Общий процесс ручной полировки выглядит следующим образом:
(A.1) Ручная заточка, заточка полосками и керосин в качестве смазки или охлаждающей жидкости. Общий порядок использования: №180~№240~№320~№400~№600~№800~№1000. Многие производители пресс-форм начинают с №400 для экономии времени.
(A.2) При получистовой обработке метанием в основном используется наждачная бумага и керосин. Номер наждачной бумаги: №400~№600~№800~№1000~№1200~№1500. Наждачная бумага №1500 подходит только для закаленной штамповой стали (твердостью 52HRC и выше), а не для предварительно закаленной стали, так как это может привести к ожогам поверхности предварительно закаленной стали.
(A.3) Для тонкой полировки в основном используется алмазная шлифовальная паста. Если алмазный порошок или шлифовальная паста смешиваются с полировальным кругом на тканевой основе, обычная последовательность шлифования составляет 9 мкм (#1800) ~ 6 мкм (#3000) ~ 3 мкм (#8000). Алмазная абразивная паста 9 мкм и полировальный круг на тканевой основе могут использоваться для удаления следов, оставленных наждачной бумагой #1200 и #1500. Затем полируется липким войлоком и алмазной шлифовальной пастой в порядке 1 мкм (#14000) ~ 1/2 мкм (#60000) ~ 1/4 мкм (#100000).
Процесс полировки, требующий точности более 1 мкм (включая 1 мкм), может быть выполнен в чистом помещении в цехе обработки пресс-форм. Для более точной полировки требуется абсолютно чистое помещение. Пыль, дым, перхоть и слюна могут испортить отполированную поверхность, полученную после многих часов работы.
(Б) Проблемы, на которые следует обратить внимание при ручной полировке
При полировке наждачной бумагой следует обратить внимание на следующие моменты:
(B.1) Для полировки наждачной бумагой используются мягкие деревянные или бамбуковые палочки. При полировке круглой или сферической поверхности пробковый стержень лучше соответствует кривизне круглой и сферической поверхностей. Для полировки плоской поверхности лучше подходят полоски из твёрдой древесины, например, из вишни. Обрежьте конец полоски, чтобы он соответствовал форме стальной поверхности. Это поможет избежать глубоких царапин, вызванных острыми углами полоски (или бамбуковой полоски) при соприкосновении со стальной поверхностью.
(Б.2) При переходе на другой тип наждачной бумаги направление полировки следует менять на 45°~90°, при этом можно будет различить полосчатую тень, оставшуюся после полировки предыдущим типом наждачной бумаги.
Перед заменой наждачной бумаги необходимо тщательно протереть полированную поверхность чистящей жидкостью, например, 100% чистой хлопковой салфеткой, смоченной спиртом, поскольку даже небольшая частица, оставшаяся на поверхности, может свести на нет всю полировку. Этот процесс очистки также важен при переходе от полировки наждачной бумагой к полировке алмазной пастой. Перед началом полировки необходимо полностью удалить все частицы и керосин.
(B.3) Во избежание истирания и ожогов поверхности заготовки необходимо соблюдать особую осторожность при полировке наждачной бумагой № 1200 и № 1500. Поэтому необходимо нагружать поверхность шлифовальной бумагой с небольшой нагрузкой и полировать поверхность в два этапа. При полировке каждым типом наждачной бумаги шлифовку следует проводить дважды в двух разных направлениях, поворачивая её на 45°–90° каждый раз между двумя направлениями.
(C) При полировке алмазов следует обратить внимание на следующие моменты:
(C.1) Полирование следует проводить, по возможности, с небольшим нажимом, особенно при полировании деталей из предварительно закаленной стали и при использовании мелкодисперсной шлифовальной пасты. При полировании шлифовальной пастой № 8000 обычная нагрузка составляет 100–200 г/см², однако поддерживать её точность сложно.
Чтобы облегчить процесс, сделайте на деревянной полоске тонкую и узкую ручку, например, добавив медный лист; или отрежьте часть бамбуковой полоски, чтобы сделать её мягче. Это поможет контролировать давление полировки, чтобы давление на поверхность штампа не было слишком высоким.
(C.2) При алмазной шлифовке и полировке необходимо следить не только за чистотой рабочей поверхности, но и за тщательной очисткой рук рабочих.
(C.3) Время полировки не должно быть слишком длительным: чем короче время, тем лучше эффект. Слишком длительная полировка может привести к образованию «апельсиновой корки» и образованию ямок.
(C.4) Для достижения высокого качества полировки следует избегать методов и инструментов полировки, которые легко нагреваются. Например, при полировке полировальным кругом тепло, выделяемое полировальным кругом, может легко привести к образованию эффекта «апельсиновой корки».
(C.5) После завершения процесса полировки очень важно убедиться, что поверхность заготовки чистая, и тщательно удалить все абразивные вещества и смазочные материалы, а затем нанести на поверхность слой антикоррозийного покрытия.
(D) Факторы, влияющие на качество полировки формы
Поскольку ручная полировка в основном выполняется вручную, технология полировки по-прежнему остаётся основным фактором, влияющим на качество полировки. Кроме того, она зависит от материала формы, состояния поверхности перед полировкой и процесса термообработки. Высококачественная сталь является необходимым условием для хорошего качества полировки. Неравномерная твёрдость поверхности стали или различия в её характеристиках часто приводят к трудностям при полировке. Различные включения и поры в стали затрудняют полировку.
(E) Влияние различной твердости на процесс полирования
Твёрдость увеличивает трудность шлифования, но шероховатость после полирования снижается. В связи с повышением твёрдости соответственно увеличивается время полирования, необходимое для достижения меньшей шероховатости. Одновременно с повышением твёрдости соответственно снижается вероятность чрезмерной полировки.
(F) Влияние состояния поверхности заготовки на процесс полирования
В процессе дробления на станках по резке стали поверхность будет повреждена под воздействием тепла, внутреннего напряжения или других факторов, а неправильные параметры резки повлияют на эффект полировки, поэтому необходимо использовать высокоскоростную отделку с ЧПУ, а величина резания при обработке контролируется в диапазоне 0,05 мм ~ 0,07 мм.
Поверхность после электроэрозионной обработки (ЭЭО) сложнее шлифовать, чем поверхность после обычной механической или термической обработки, поэтому перед завершением электроэрозионной обработки необходимо провести тонкую калибровку электроэрозионной правки, в противном случае на поверхности образуется тонкий закаленный слой. При неправильном выборе параметров электроэрозионной обработки глубина слоя термического воздействия может достигать максимум 0,4 мм.
Твёрдость закалённого тонкого слоя выше твёрдости подложки и должна быть удалена. Поэтому лучше всего добавить грубую шлифовку, чтобы полностью удалить повреждённый поверхностный слой и сформировать среднюю шероховатость металлической поверхности, создающую хорошую основу для полировки.