镜面加工是什么？一篇认识加工种类、原理及注意事项！
发布时间：2024-12-23
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你是否注意过，我们的生活中充满了各种经过镜面加工的产品？镜面加工能使物体表面达到有如镜面般的视觉效果。从手机机壳、高尔夫球头到卫浴五金，这项技术都无处不在，甚至在半导体产业中也有广泛应用，如光学模具、导光板模仁以及半导体工件等。镜面加工可分为「镜面研磨」与「镜面抛光」，这两者的加工目的与操作程序上截然不同，本篇将深入介绍这些技术的细节！
镜面加工是指通过机械研磨或抛光，以达到“极高表面光洁度”的处理技术，使金属表面光滑如镜，能清晰反射物体，因此称为「镜面」。镜面加工主要分为两种方式：镜面研磨和镜面抛光。这两者在加工目的和程序上各不相同，应根据具体需求来选择合适的加工方式。
镜面抛光主要注重于表面光泽度和加工速度，而尺寸精度不是首要考量。这种镜面加工方式通常用于外观件，旨在提升产品的外观美观。常见的镜面抛光工件包括手机机壳、高尔夫球头、表壳、表带及卫浴五金等。
镜面研磨重点在于同时达到优异的表面粗糙度和尺寸精度，加工速度则不是主要考量。这种加工方式多用于需要精确配合的工件，如模具和模仁。常见的镜面研磨工件包括光学模具、导光板模仁、半导体工件、主轴、钢铁部件，以及造纸和印刷导轮。镜面研磨被认为是金属切削加工的最高境界，能显著提升机械和元件的使用寿命，同时增加表面硬度。
无论采用何种金属加工方法，零件表面总会留下微细的刀痕，形成交错起伏的峰谷现象。粗加工后的表面通常可用肉眼观察，而精加工后的表面即使使用放大镜或显微镜也能见到这些细微的痕迹。这种表面特征称为表面粗糙度。当工件的表面粗糙度低于0.8微米时，就称为镜面加工。以下是一些常见的镜面加工手法：
市面上最常见的镜面加工方式即为去除材料方式。此方法透过磨削、研磨、抛光等程序，逐步去除工件表面微小的凸起部分，最终达到镜面般的平滑效果。一般而言，去除材料方式加工所得镜面的表面粗糙度Ra值约在0.8至0.08um之间。
去除材料方式的优点
广泛适用性：不论材料硬度高低，皆可采用此方式进行镜面加工。
不改变材料本质：加工过程不会改变工件表面的硬度或耐磨强度。
效果稳定：透过精准控制加工参数，可获得稳定一致的镜面效果。
无切削镜面加工方法包括滚压和挤压。透过这些镜面加工技术对工件表面施加压力，填平微观不平度，实现镜面效果，同时提升物件表面的细致度和坚固度。粗糙度可达到Ra≤0.08微米，并能修正圆度和椭圆度至≤0.01毫米。特点是能提高表面硬度，使受力变形得到消除，硬度提升至HV≥40，从而减少磨损并延长零件的使用寿命。
无切削方式的优点
不产生废料：因为不移除材料，所以不会产生加工废料。
提高表面硬度：透过滚压和挤压变形物件，使表面硬度增加，耐磨性提升。
改善表面品质：能有效降低表面粗糙度，达到镜面效果，并能修正形状误差。
加工效率高：相较于传统的切削加工，无切削方式的加工速度较快。
如果你的产品需要镜面加工，在选择车床加工或铣床加工厂时，必须注意以下事项。唯有准确掌握镜面加工的需求，才能确保最终工件的表面粗糙度符合产品要求。这样可以避免在加工过程中产生偏差，确保产品质量达到预期标准。
镜面研磨适用于需要高精度的应用，如严格的尺寸公差，具有研磨前后公差范围小、平面度和真圆度要求高的特点，但对光泽度的要求相对较低。镜面抛光则适合对公差范围要求较宽松但需高光泽度的情况，通常用于量产作业，适合批量处理。
在确认镜面加工需求时，首先需了解表面粗糙度的要求，需关注的问题包括尺寸公差、研磨前的公差范围、平面度、真圆度及光泽度等。对于高精度要求的工件，通常选择镜面研磨；而对于光泽度要求较高的应用，则应选择镜面抛光。
生产节拍（Takt Time）又称客户需求周期，是一种衡量生产速度的指标，用来确定在特定时间内需要生产多少产品，以满足市场需求。这个指标会直接影响到生产线的速度，进而影响到我们选择哪种镜面加工方式。对于量产需求，如每小时需要大量生产工件，镜面抛光通常是较合适的选择。而对于小批量或单件生产，则更适合使用镜面研磨。关键是了解客户每日或每小时的产量需求。
镜面研磨通常采用精密磨床，以达到极高的尺寸精度与表面平整度，适用于高精度要求的加工。镜面抛光则广泛使用手动或自动化抛光机，适合大批量生产。在确认适合自家产业的镜面加工设备后，还需核实厂商所使用的磨床品牌及其类型，例如专用机或数控磨床，以确保最终工件的表面品质符合产品要求。
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