本實用新型涉及機加工后毛刺去除技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種去除金屬工件毛刺的裝置。
背景技術(shù)：
在機械加工領(lǐng)域，金屬零部件毛坯機加工過程中在進出刀口或內(nèi)部孔交叉位置會產(chǎn)生一些毛刺，毛刺是機械加工中最常見的附帶產(chǎn)生物，在精密液壓元件制造中，毛刺的危害尤其嚴重。例如，液壓閥，其內(nèi)部存在諸多相交孔相互貫通而形成的尖棱和毛刺，在工作過程中受到高壓和超高壓液體的沖刷而脫落，會導(dǎo)致閥體表面被擦傷、密封件被損壞，以及造成串液、漏液、堵塞油路，嚴重時甚至導(dǎo)致系統(tǒng)壓力無法建立，使系統(tǒng)失控，造成整機故障。
目前，人工去毛刺和爆炸去毛刺技術(shù)都是比較成熟的去除外表面、溝槽、直徑較大孔位置處毛刺的方法，但是對于金屬零部件內(nèi)孔交叉位置的毛刺，人工去毛刺的方式不易準確定位目標，也難以去除該位置的毛刺；爆炸去毛刺的方式毛刺爆炸燃燒不充分，極易產(chǎn)生金屬瘤屑并附著在孔內(nèi)壁，毛刺無法徹底去除且影響孔壁表面質(zhì)量。
為了解決金屬零部件內(nèi)孔交叉位置的毛刺去除效果不佳的問題，現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)了一種通過電解去除內(nèi)孔毛刺的裝置，具體采用如下方法：設(shè)計直徑稍小于內(nèi)孔的工具電極，將工件接電源正極，工具電極接電源負極后，把電極插入內(nèi)孔中，再整體浸入電解液。此時發(fā)生電解反應(yīng)，電源不斷地使工件上毛刺的Fe原子失去電子，以Fe2+的形式與電解液中的OH－生成Fe(OH)2，從而達到去除毛刺的目的。
雖然此種裝置能夠去除內(nèi)孔交叉位置的毛刺，但是該去方案對于不同的工件需要設(shè)計制作不同的電極，通用性較差，使得去毛刺成本較高，而且去毛刺的原理相當(dāng)于通過化學(xué)的方法將毛刺逐漸“溶化”，反應(yīng)速度較慢，難以實現(xiàn)較高的去毛刺效率。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型的目的是提出一種去除金屬工件毛刺的裝置，能夠使去毛刺的過程更加簡單可行，而且具備較強的通用性。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種去除金屬工件毛刺的裝置，包括：電源1、電解槽3和置于所述電解槽3內(nèi)的電解液2，工件5與所述電源1的一極相連，所述電解液2與所述電源1的另一極相連，能夠在接通所述電源1且將所述工件5上帶有毛刺的部位浸入所述電解液2時，使所述電解液2在所述工件5的表面形成氣層4，并由所述氣層4在電壓作用下被擊穿從而去除毛刺。
進一步地，還包括絕緣防護部件，用于對所述工件5上除毛刺以外的至少部分表面進行絕緣防護。
進一步地，還包括清洗部件，用于在進行絕緣防護之前清洗所述工件5表面的污漬。
進一步地，還包括裝夾部件，用于對所述工件5進行移動或位置保持。
進一步地，還包括循環(huán)部件，用于對所述電解槽3內(nèi)的電解液2進行循環(huán)以與外部的電解液2進行交換。
基于上述技術(shù)方案，本實用新型的去除金屬工件毛刺的裝置，通過將工件與電源的一極相連，將電解液與電源的另一極相連，當(dāng)電源處于接通狀態(tài)，且將工件上帶有毛刺的部位浸入電解液時，就能夠在毛刺部位形成氣層，氣層在電壓作用下被擊穿從而去除毛刺。該裝置適用于去除各類工件上不同部位的毛刺，無需配合工具電極，增加了使用的通用性；而且利用電源短路放熱和擊穿氣層的原理去毛刺能提高效率；另外該裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，能降低去毛刺所需的設(shè)備和工藝成本。
附圖說明
此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：
圖1為本實用新型去除金屬工件毛刺的裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標記說明
1－電源；2－電解液；3－電解槽；4－氣層；5－工件；6－絕緣層；A－第一內(nèi)孔；B－第二內(nèi)孔。
具體實施方式
以下詳細說明本實用新型。在以下段落中，更為詳細地限定了實施例的不同方面。如此限定的各方面可與任何其他的一個方面或多個方面組合，除非明確指出不可組合。尤其是，被認為是優(yōu)選的或有利的任何特征可與其他一個或多個被認為是優(yōu)選的或有利的特征組合。
本實用新型中出現(xiàn)的“第一”、“第二”等用語僅是為了方便描述，以區(qū)分具有相同名稱的不同組成部件，并不表示先后或主次關(guān)系。
在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“水平”、“傾斜”、“底部”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型，而不是指示或暗示所指的裝置必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型保護范圍的限制。
本實用新型提供了一種去除金屬工件毛刺的裝置，在一個實施例中，如圖1所示，該裝置包括：電源1、電解槽3和置于電解槽3內(nèi)的電解液2，工件5與電源1的一極相連，電解液2與電源2的另一極相連，能夠在接通電源1且將工件5上帶有毛刺的部位浸入電解液2時，使電解液2在工件5的表面(可包括外表面或內(nèi)表面)形成氣層4，氣層4在電壓作用下被擊穿從而去除毛刺。
其中，該實施例中采用的電解液2可以是鹽溶液、酸溶液或者兩者的混合溶液，該溶液容易發(fā)生電離。優(yōu)選地，采用低濃度的電解液2，這樣一方面可以減少溶質(zhì)的使用量以節(jié)約成本，另一方面可以控制反應(yīng)速度不至于過于劇烈。
該裝置適用于去除各類工件5上不同部位的毛刺，例如工件5外表面的毛刺、內(nèi)孔中的毛刺、內(nèi)孔交叉處的毛刺等。尤其對于液壓閥，閥體內(nèi)部開設(shè)有較多的孔道，采用該去毛刺裝置對工件5去毛刺時操作簡單方便，可行性好，能夠有效地去除工件5內(nèi)外表面上的毛刺。
尤其是在去除內(nèi)孔交叉處的毛刺時，優(yōu)選地，電源1采用高電壓。在一個具體的實施例中，電源1的電壓不低于200V。該實施例的優(yōu)點在于，由于毛刺部位距離工件5的表面較遠，采用高電壓的電源1可以在工件5放入電解液2發(fā)生短路時，產(chǎn)生較大的短路電流，一方面能夠放出大量的熱量以在工件5的表面形成氣層4，另一方面可使短路產(chǎn)生的電能可直接抵達毛刺位置，以在毛刺部位發(fā)生放電，從而去除毛刺。
對于工件5中設(shè)有至少兩個相互連通的內(nèi)孔的情況，最好將至少兩個相互連通的內(nèi)孔中的部分內(nèi)孔的端口浸于電解液2之下，目的是使電解液2通過該內(nèi)孔抵達毛刺部位；并將至少兩個相互連通的內(nèi)孔中的其它內(nèi)孔的端口露在電解液2之上，目的是為了及時排出去毛刺過程中產(chǎn)生的大量氣體，以保證加工效果。
本實用新型去毛刺裝置的工作原理與現(xiàn)有技術(shù)不同，現(xiàn)有技術(shù)中采用電極去毛刺的方案只利用了電解原理，電解液在水溶液中發(fā)生電離，陽極(工件)失去電子并與電解液中的OH－發(fā)生反應(yīng)形成沉淀，陰極(工具電極)處的H+得到電子產(chǎn)生H2。
而本實用新型的去除金屬工件毛刺的裝置，在同時滿足接通電源1和將工件5上帶有毛刺的部位浸入電解液2這兩個條件時，相當(dāng)于使電源1、工件5和電解液2之間形成一個導(dǎo)通的回路，首先，電解液2發(fā)生電解，產(chǎn)生少量的H2和O2，同時，工件5與電解液2之間會發(fā)生瞬時短路，在短時間內(nèi)放出大量的熱，使電解液2中的水快速蒸發(fā)為水蒸氣，連同電解產(chǎn)生的氣體在工件5的表面形成混合的氣層4，將工件5的導(dǎo)電部位與電解液2完全隔開，氣層4在電壓的作用下被擊穿，毛刺形成的尖角位置對電壓的作用更為敏感，受電壓的作用及產(chǎn)生的熱量將毛刺去除。
該裝置的主要原理是通過電解液2電解和電源1短路放熱使電解液2中的水蒸發(fā)在毛刺部位形成氣層4，氣層4在電壓的作用下被擊穿而去除毛刺。在這一過程中，利用電解液2發(fā)生電解產(chǎn)生的氣體只占少量，氣層4的形成主要來源于工件5與電解液2之間發(fā)生瞬時短路放熱使電解液2發(fā)生汽化形成的水蒸氣。
通過對本實用新型去毛刺裝置工作原理的描述可知，在需要去除毛刺時只需要將工件5浸入電解液2即可，無需根據(jù)工件特定的結(jié)構(gòu)制備相應(yīng)的電極，不受限于工件的結(jié)構(gòu)，增加了使用的通用性；而且利用電源短路放熱和擊穿氣層的原理去毛刺能提高效率，且污染較?。涣硗庠撗b置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，能降低去毛刺所需的設(shè)備和工藝成本。
在本實用新型的另一個實施例中，去除金屬工件毛刺的裝置還包括絕緣防護部件，用于對工件5上除毛刺以外的至少部分表面進行絕緣防護。該實施例能夠盡量減少除毛刺以外的部位被拋光去除，不僅能夠提高去毛刺效率，還能減少電壓在其它不需要去毛刺的部位發(fā)生損耗，以整體減小拋光電流，降低對電源1的要求，從而在節(jié)約能量、降低成本的同時優(yōu)化去毛刺效果。
在一種情況下，工件5上開設(shè)有內(nèi)孔，毛刺位于內(nèi)孔中，絕緣防護部件可以包括設(shè)在工件5上除開設(shè)內(nèi)孔以外至少部分表面的絕緣層6。優(yōu)選地，在工件5的外表面上除了開設(shè)內(nèi)孔和工藝孔外的區(qū)域設(shè)置絕緣層6，例如貼設(shè)絕緣膠帶作為絕緣層6，或者將絕緣殼覆蓋在工件5的外表面。這樣就能夠盡可能地阻止工件5的外表面消耗電壓，以減小拋光電流，從而降低對電源1的要求。
例如，對于圖1所示實施例中的工件5，絕緣防護部件可以包括貼設(shè)在工件5外表面上的絕緣層6(例如絕緣膜、絕緣膠帶或絕緣殼)。在實際大批量生產(chǎn)的過程中，針對不同結(jié)構(gòu)形式的零部件可以開發(fā)專用絕緣防護工裝，以提高生產(chǎn)效率。
在一個改進的實施例中，本實用新型去除金屬工件毛刺的裝置還包括清洗部件，用于在進行絕緣防護之前清洗工件5表面的污漬。尤其是對于貼設(shè)絕緣膠帶作為絕緣層6的實施例，對工件5的表面進行清洗可以使絕緣層6更好地貼合在工件5的表面上。例如，清洗部件可以利用液體循環(huán)流動或者超聲波的方式進行清洗，清洗所用的介質(zhì)可選用酒精等。
更進一步地，去除金屬工件毛刺的裝置還包括裝夾部件，用于對工件5進行移動或位置保持，還可以對電源1和工件5的相對位置進行固定。如果有大批量工件需要去除毛刺，可以針對不同結(jié)構(gòu)形式的工件設(shè)計專用或通用的裝夾部件，這樣能夠同時對工件5的外表面或多個交叉孔進行毛刺去除，從而提高生產(chǎn)效率，保持零部件加工的一致性，并降低生產(chǎn)成本。采用裝夾部件夾住工件5后進行移動將工件5緩緩浸入電解液2，在去毛刺的過程中，保持裝夾部件位置不動以有效地去除毛刺。例如，裝夾部件可以選擇機械手或其它類型的工裝夾具。
在利用上述實施例的裝置去除毛刺的過程中，不斷地放電擊穿氣層4使毛刺部件逐漸去除，會形成一些不溶于電解液2的鐵氧化物，另外還會有一些工件5上自帶的鐵屑等雜質(zhì)，這些物質(zhì)會逐漸沉積在電解槽3的底部，當(dāng)積累到一定程度時會影響電解液2的清潔度，從而影響去毛刺效果。為此，本實用新型去除金屬工件毛刺的裝置還可包括循環(huán)部件，用于從外部引入新的電解液2，并將電解槽3中尤其是靠近底部的電解液2帶走，以除去電解槽3中積累的難溶物。
本實用新型去除金屬工件毛刺的裝置在使用時可以按照下面的工藝方法來操作，接下來將以圖1所示的去除金屬工件毛刺的裝置為例進行詳細說明。圖1所示的工件5上開設(shè)有兩個相互交叉的第一內(nèi)孔A和第二內(nèi)孔B，毛刺位于第一內(nèi)孔A和第二內(nèi)孔B的交叉位置。
(1)工件表面清潔：通過清洗部件或人工對工件5的表面進行清潔，例如可以采用酒精等介質(zhì)去除工件5表面的油污。
(2)工件絕緣防護：用絕緣膠帶將工件5外表面除內(nèi)孔和工藝孔以外的區(qū)域做絕緣處理。該步驟能夠避免工件在毛刺以外的其它位置被拋光去除，從而減小拋光電流，進而降低去毛刺成本。
(3)裝置連接準備：將工件5與電源1的一極相連，將電解液2與電源1的另一極相連，并利用裝夾部件對工件5與電源1的相對位置保持固定，以保證操作的便捷性和安全性。
(4)去毛刺加工：先接通電源1，再將工件5上帶有毛刺的部位緩慢浸入電解液2，該操作順序為優(yōu)選的方案，這樣可以盡量減小短路時產(chǎn)生的電流，以保護電源1，當(dāng)然這兩個操作步驟也可以互換。工件5可按照水平或傾斜的狀態(tài)浸入電解液2，并將第一內(nèi)孔A的端口置于電解液2的液面之下，目的是使電解液2通過該內(nèi)孔抵達毛刺部位，第二內(nèi)孔B的端口露出電解液2，目的是為了及時排出去毛刺過程中產(chǎn)生的大量氣體，以保證加工效果。根據(jù)連通器的原理，應(yīng)使毛刺部位位于電解液2之下。
首先，電解液2發(fā)生電解，產(chǎn)生少量的H2和O2，同時，工件5與電解液2之間發(fā)生瞬時短路，在短時間內(nèi)放出大量的熱，使電解液中的水快速蒸發(fā)為水蒸氣，連同電解產(chǎn)生的氣體在第一內(nèi)孔A內(nèi)形成氣層4，電解液2也進入內(nèi)孔A中，氣層4將電解液2與工件5隔開，氣層4在電壓的作用下被擊穿，產(chǎn)生的熱量將毛刺去除。
(5)工件后處理：去毛刺加工完成之后，佩戴絕緣隔熱手套將工件5取出，并去除工件5表面的絕緣防護部件，例如絕緣層6。雖然本實用新型的方法在去毛刺的過程中不會使工件5發(fā)生銹蝕，不需要進行除銹清洗，但是如果工件5不立即進入裝配程序，最好將工件5浸油保存，可以防止工件5在后續(xù)保存的過程中生銹。
以上對本實用新型所提供的一種去除金屬工件毛刺的裝置進行了詳細介紹。本文中應(yīng)用了具體的實施例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。