射出成形金型を磨くには？

工業製品が多様化し、高品位に発展していく過程で、製品の品質に直結する金型の品質をいかに向上させるかは重要な課題である。

金型製造工程では、形状加工後の平滑加工や鏡面研磨加工を部品表面研削・研磨加工と呼び、金型の品質を向上させる重要な工程である。

合理的な研磨方法をマスターすることで、金型の品質と寿命を向上させ、製品の品質を向上させることができる。

一般的な研磨方法と作業原理

1.1 機械研磨

機械研磨は、滑らかな表面研磨方法を得るためにワーク表面の突起を除去するために、材料表面の切削または塑性変形によるものであり、一般的にオイルストーン、ウールホイール、サンドペーパーなどを使用して、主に手で、高いの表面品質の要件は、超精密研磨方法に使用することができます。

超精密琢磨とは、砥粒を含んだ琢磨液の中に特殊な砥粒を入れ、被加工物の表面に押し付けて高速回転運動させることである。

この技術を使用することで、表面粗さRa0.008μmを達成することができ、これは様々な研磨方法の中で最高の表面粗さである。光学レンズの金型にはこの方法がよく使われる。機械研磨は 射出成形金型 研磨。

1.2 化学研磨

化学研磨とは、表面の微細な凸部が凹部よりも優先的に溶解するように、化学媒体の中で材料を研磨し、滑らかな表面を得ることである。

この方法は、複雑な形状のワークを研磨することができ、同時に多くのワークを高い効率で研磨することができる。化学研磨で得られる表面粗さは一般的にRa10μmです。

1.3 電解研磨

電解研磨の基本原理は化学研磨と同じで、材料表面の微小な突起を選択的に溶解して表面を平滑にします。化学研磨と比較すると、カソード反応の影響を排除することができ、効果はより良いです。

1.4 超音波研磨

超音波研磨とは、工具部の超音波振動を利用し、脆く硬い材料を研磨剤懸濁液を介して研磨する加工方法である。

被加工物を研磨剤懸濁液に入れ、一緒に超音波場に置き、超音波の振動効果を利用して被加工物の表面を研磨する。

超音波加工のマクロ力は小さく、ワークピースの変形を引き起こさないが、工具の製造と設置はより困難である。

1.5 液体研磨

流体琢磨とは、琢磨の目的を達成するために、液体の流れとそれが運ぶ砥粒に頼って被加工物の表面を琢磨することである。

流体動力研削は、油圧によって駆動され、媒体は、主に良好な特殊化合物（ポリマーのような物質）を介して低圧の流れで使用され、研磨剤と混合して作られ、研磨剤は、炭化ケイ素粉末を使用することができます。

1.6 磁気研磨と琢磨

磁気研磨・琢磨とは、磁界の作用により研磨ブラシを形成する磁気砥粒を使用し、被加工物を研磨・加工することである。

この方法は加工効率が高く、品質が良く、加工条件の制御が容易である。適切な研磨剤を使用すれば、加工面粗さはRa0.1μmに達する。

1.7 EDM超音波複合研磨

被加工物の研磨速度以上の表面粗さRa1.6μmを向上させるために、ダイヤモンドコンパウンド研磨のための超音波と特殊な高周波狭パルスピーク電流パルスパワーを使用する。

By ultrasonic vibration and electric pulse of corrosion at the same time on the surface of the workpiece, quickly reduce its surface roughness, which is obvious and very effective for polishing the rough surface of the injection mold after processing by turning, milling, EDM and wire-cutting processes.

金型研磨工具と仕様の一般的な分類

Commonly used tools for injection mold polishing are: sandpaper, oil stone, felt wheel, abrasive paste, alloy file, diamond grinding needle, bamboo flake, fiber oil stone, and round rotation polisher.

Sandpaper:150#,180#,320#,400#,600#,800#,1,000#,1,200#,1,500#.

Oil stone:120#,220#,400#,600#.

フェルトホイール：円筒形、丸い椎骨、四角いスパイク。

研磨ペースト：1#（白） 3#（黄） 6#（オレンジ） 9#（緑） 15#（青） 25#（茶） 35#（赤） 60#（紫）

ファイル：正方形、円形、平らな、三角形、および他の形。

ダイヤモンド研磨針：一般的に3/32シャンクまたは1/8シャンク、丸い波形、円筒形、長い直柱、長い丸い椎骨の形。

竹片：オペレータと金型の形状に合わせて様々な形と作られ、役割は、必要な表面粗さを達成するために、ワーク上で研削、サンドペーパーを押すことです。

ファイバーオイルストーン：200#（黒） 400#（青） 600#（白） 800#（赤）

研磨工程

3.1 粗研磨

微細フライス加工、放電加工、研削加工、およびその他の加工後の表面仕上げは、速度35 000〜40 000 r / minの回転式定盤を選択することによって研磨することができます。手動のオイルストーン研磨は、潤滑剤または冷却剤として灯油でオイルストーンをストリップします。使用順序は180#→240#→320#→400#→600#→800#→1 000#です。

3.2 半仕上げ研磨

準精研磨では主にサンドペーパーと灯油を使用します。サンドペーパーの番号順400#→600#→800#→1 000#→1 200#→1 500#.#1 500番のサンドペーパーは焼入れしたダイス鋼（52HRC以上）にのみ適していますが、プリハードン鋼には適していません。なぜなら、プリハードン鋼部品の表面損傷につながる可能性があり、期待される研磨効果が得られないからです。

3.3 精密研磨

精密研磨は主にダイヤモンド研磨ペーストを使用します。研磨布砥石を使用し、ダイヤモンド砥粒やペーストで研磨する場合、9μm（1 800#）→6μm（3 000#）→3μm（8 000#）の順で研磨するのが一般的です。

9μmのダイヤモンド砥粒ペーストと研磨布砥石は、1 200#と1 50 0#のサンドペーパーで残ったヘアライン砥粒を除去するのに使用できます。次に、粘着性のあるフェルトとダイヤモンド砥粒ペーストを使って、1μm（14 000#）→1/2μm（60 000#）→1/4μm（100 000#）の順に研磨します。

研磨作業環境

研磨工程は2つの作業場で別々に行う。すなわち、粗研磨加工場と精研磨加工場を分離し、前工程でワーク表面に残った砥粒を清掃するように注意する。

Generally from the rough polishing after finishing with oil stone to 1 200# sandpaper, the workpiece needs to be transferred to the dust-free room for polishing to ensure that there are no dust particles in the air sticking to the injection mold surface.

μm以上（1μmを含む）の精度が要求される研磨加工は、クリーンな研磨室で行うことができます。より精度の高い研磨を行うためには、ホコリ、煙、フケ、唾液などが高精度の研磨面をダメにする可能性があるため、絶対にクリーンな空間が必要です。

研磨工程が終了した後、ワークの表面をほこりから十分に保護する必要があります。研磨工程が終了したら、研磨剤と潤滑剤を注意深く除去し、ワークの表面が清浄であることを確認し、その後、ワークの表面に金型防錆コーティングをスプレー層で塗布する。

表面の研磨性に影響する要因

5.1 ワーク表面状態

材料の表面層は、機械加工中の熱、内部応力、またはその他の要因によって損傷を受け、不適切な切削パラメータは研磨効果に影響を与える。

放電加工後の表面は、機械加工や熱処理後の表面よりも研磨が難しいため、放電加工終了前に放電加工仕上げを行う必要があります。

放電加工仕上げゲージが適切に選択されていない場合、熱影響層の深さは最大0.4mmになる可能性があります。硬化した薄い層はベース硬度よりも硬いため、除去する必要があります。したがって、粗研磨工程を追加して、研磨工程のための良い基礎を提供する方がよい。

5.2 鋼材の品質

高品質な鋼材は、良好な研磨品質の前提条件です。鋼中の様々な介在物や気孔は研磨効果に影響します。

ワークが鏡面研磨の必要性を決定したときに良好な研磨効果を達成するために、ワークは、機械的加工研磨面粗さの初めに指定する必要があり、良好な鋼の研磨性能を選択する必要があり、そうでなければ、所望の効果を達成することはできません熱処理されている。

5.3 熱処理工程

熱処理が適切でなく、鋼の表面硬度が均一でなかったり、特性に差があったりすると、研磨が困難になる。

5.4 研磨技術

研磨は主に手作業で行われるため、研磨の質を左右する主な理由は依然として人間の技術である。

一般的に、研磨技術は、表面粗さに影響を与えると信じている良い研磨技術だけでなく、高品質の鋼と正しい熱処理プロセスでは、満足のいく研磨効果を得るために、逆に、研磨技術は、鋼が良い場合でも、ミラー効果を行うことはできません良いではありません。

さまざまな種類の研磨は、以下の事項に注意を払う必要がある。

6.1 金型サンドペーパー研磨とオイルストーン研磨

(1) For the injection mold surface with high hardness, only clean and soft oil stone polishing tools can be used.

(2) サンディングで砥粒レベルを変更する場合は、粗い砥粒を次の細かい砥粒レベルに持ち込まないように、ワークと作業者の手をきれいにすること。

(3)各サンディング工程では、前のレベルの砂紋が消えるまで、異なる45度の方向からサンドペーパーでサンディングし、前のレベルの砂紋が消えたら、次の細かいサンディングレベルに切り替える前に、サンディング時間を25%延長しなければならない。

(4)研削時に方向を変えることで、加工物に波や高低差が生じるのを防ぐことができる。

6.2 ダイヤモンド研削と研磨に関する注意事項

ダイヤモンドの研削と研磨は、特にプリハードン鋼部品の研磨と微細な研磨ペーストによる研磨の場合、できるだけ軽い圧力で行わなければなりません。8 000#研磨ペーストで研磨する場合、一般的な荷重は100～200g/cm2ですが、この荷重の精度を維持するのは困難です。

これを容易にするために、木の棒に細長い取っ手を作るか、竹の棒の一部を切り落として柔軟性を持たせることができる。

こうすることで、金型の表面にかかる圧力が高くなりすぎないように、研磨圧力をコントロールすることができます。ダイヤモンド研削と研磨を使用する場合、作業面が清潔でなければならないだけでなく、作業者の手も非常に清潔でなければなりません。

6.3 プラスチック金型研磨は事項に注意を払うべきである

The polishing of plastic injection molds is very different from the surface polishing required in other industries, strictly speaking, the polishing of plastic molds should be called mirror surface processing.

研磨そのものに高い要求があるだけでなく、表面の平坦性、平滑性、幾何学的精度にも高い基準がある。

鏡面研磨基準は4段階に分けられる：A0＝Ra0.008μm、A1＝Ra0.016μm、A3＝Ra0.032μm、A4＝Ra0.063μm、電解研磨、流体研磨などの方法によって、部品の幾何学的精度を正確に制御することが困難である。

化学研磨、超音波研磨、磁気研磨などの表面品質の方法は、要件を満たすことができないので、精度の鏡面処理。 射出成形金型 または機械研磨が中心である。

ノートの研磨は以下の通り：

(1)新しい金型キャビティの加工が始まったら、まずワークの表面をチェックし、オイルストーンの表面に切削機能の低下による汚れが付着しないように、灯油で表面を清掃する必要があります。

(2)粗い粒を挽くときは、まず難しいもの、次に簡単なものの順で行い、特に難しいものは行き止まりを研究し、深い底を最初に研究し、最後に側面と大きな平面を研究する。

(3）ワークの一部は、最初に別々に単一のワークの粗いまたは輝きのパターンを研究するために、光を研究するために一緒に複数のグループを持つことができ、その後、滑らかな研究に一緒にすべてのワーク。

(4）粗粒を除去し、その後、半透明の検査を行うために、平らな鋼片を使用してオイルストーン研究とワークピースの大きな平面または側面は、、不均一または悪い状況の逆バックルがあるかどうかをチェックし、そのような逆バックルは、部品や部品のひずみのリリースの難しさにつながる。

(5）成形加工品研究の座屈を防止するために、または状況を保護するために必要ないくつかの積層表面を持って、ダイヤモンドは鋸刃を貼り付けたり、エッジにサンドペーパーを使用するために使用することができ、所望の保護効果を得ることができるエッジ。

(6）勾配が大きすぎるため、できるだけ平らなオイルストーンのハンドルをドラッグして、前後に引っ張って金型平面を研削し、25度を超えないように、上から下向きのインパルスからの力は、ワーク上の多くの荒い線の研究につながることは容易である。

(7)銅板や竹板で被加工物の平面をサンドペーパーの研磨に押し付けた場合、サンドペーパーは工具の面積より大きくすべきではありません。

(8）パーティング面を修復するために研削砥石の頭が比較的粗いだけでなく、波の高さの凹凸であるため、パーティング面を修復するために研削盤を使用しないようにしよう、そのような必要な使用として、研削砥石の頭は、同心円のバランスに修復するために接着する必要があります。

(9) 研削工具の形状は、研磨材の表面と同じ形状に近づける。 射出成形金型ワークが研削によって変形しないようにするためである。

7 研磨でよくある問題の解決方法

7.1 過研磨

日々の研磨工程で遭遇する最大の問題は「過剰研磨」であり、これは研磨時間が長ければ長いほど金型表面の品質が悪くなることを意味する。過研磨には「オレンジピール」と「ピッティング」という2つの現象があります。過研磨は主に機械研磨で起こります。

7.2 ワークが「オレンジピール」に見える理由

不規則な粗い表面は「オレンジピール」と呼ばれ、「オレンジピール」には多くの理由がありますが、最も一般的な理由は、「オレンジピール」を生成するために、過度の研磨圧力と研磨時間が長すぎるために引き起こされる金型表面の過熱または過炭化によるものです。

例えば砥石研磨の場合、砥石から発生する熱は「オレンジピール」を引き起こしやすい。硬い鋼は研磨圧力に耐えることができ、大きくなり、比較的軟らかい鋼は過研磨になりやすく、研究は、鋼の硬度の違いにより、時間の経過とともに研磨が異なることが証明されている。

7.3 ワークの「オレンジピール」対策を排除する

表面品質が悪いと分かると、多くの人は研磨圧力を上げ、研磨時間を長くするが、このやり方はしばしば表面品質を悪化させる。

これを改善するには、以下の方法がある：

(1)欠陥のある表面を取り除き、砂の数をわずかに粗くする前の使用よりも砥粒を研磨し、次に研磨し、前の低さよりも研磨強度を上げる。

(2) 25℃の焼戻し温度より低い温度で応力除去を行い、研磨の前に最も細かい砥粒で満足のいく結果が得られるまで研磨し、最後に強度を落として研磨する。

7.4 被削材表面に「孔食」が生じる理由

鋼のいくつかの非金属不純物、通常は硬くて脆い酸化物のために、鋼の表面から研磨工程で引き出され、マイクロピットや孔食の形成、主な要因の "孔食 "は次のとおりです。

(1)研磨圧力が大きすぎる、研磨時間が長すぎる。

(2)鋼の純度が十分でなく、硬い不純物の含有量が多い。

(3) 金型磨きの表面が錆びている。

(4)黒皮材が除去されていない。

7.5 被加工物の孔食をなくすための対策

(1) 研磨を行う前に、前回使用した砥粒よりもやや粗めの砥粒で丁寧に再研磨を行い、研磨の最終段階では柔らかく切れ味の良いオイルストーンを使用する。

(2) 砥粒サイズが1mm未満の場合は、最も柔らかい研磨工具の使用は避けてください。

(3) 可能な限り短い研磨時間と、可能な限り小さな研磨力で研磨する。

結論

金型製造工程におけるキャビティ研磨は非常に重要な工程であり、金型の品質と寿命に関わる。 プラスチック射出成形金型しかし、製品の品質も左右する。

研磨の作業原理と工程をマスターし、合理的な研磨方法を選択することで、金型の品質と寿命を向上させ、製品の品質を向上させることができる。