基于剪切增稠機(jī)理的工件表面光整去毛刺加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及精密加工領(lǐng)域，尤其是一種工件表面光整去毛刺加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在去除材料的機(jī)械加工中，由去除材料力引起的工件材料塑性變形，并且伸出工 件兩相鄰表面的凸出物稱為毛刺。精加工中的去毛刺工藝屬于工件表面光整加工范疇，一 般為零件制造過(guò)程中的最終精加工工序。因此，精加工中的去毛刺工序不僅需要對(duì)工件表 面的毛刺進(jìn)行去除，還要使工件保持良好的表面質(zhì)量；當(dāng)然，最好是還能夠改善工件的表面 質(zhì)量。所W，不但去毛刺效果好、加工效率高、適用范圍較廣、實(shí)施成本較低，而且還能夠大 幅改善工件的表面質(zhì)量的去毛刺加工方法是較為理想的去毛刺加工方法。
[000引目前，國(guó)外已從系統(tǒng)工程的角度來(lái)研究毛刺問(wèn)題，并成立了 "世界去毛刺協(xié)會(huì)"，大 力實(shí)施"毛刺工程"，常見(jiàn)的去毛刺方法有振動(dòng)去毛刺法，滾動(dòng)去毛刺法，電化學(xué)去毛刺法， 搖筒竄光去毛刺法，化學(xué)去毛刺法，熱能去毛刺法，擠壓巧磨去毛刺法，噴射去毛刺法，運(yùn)些 去毛刺方法都或多或少存在一些弊端，不夠理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有去毛刺加工方法的去毛刺效果較差、加工效率較低、適用范圍較窄、 成本較高的不足，本發(fā)明提供一種工件表面光整去毛刺加工方法，該方法不但去毛刺效果 好、加工效率高、適用范圍較廣、實(shí)施成本較低，而且還能夠大幅改善工件的表面質(zhì)量。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] -種基于剪切增稠機(jī)理的工件表面光整去毛刺加工方法，采用含有磨料的具有剪 切增稠效應(yīng)的非牛頓流體作為加工液；加工過(guò)程中，工件相對(duì)加工液運(yùn)動(dòng)，對(duì)加工液施加剪 切力，直到工件表面的毛刺被去除，得到產(chǎn)品。
[0007] 前述的基于剪切增稠機(jī)理的工件表面光整去毛刺加工方法中，所述工件的材質(zhì)為 普通鋼、中碳鋼、合金鋼、軸承鋼、不誘鋼或彈黃鋼。
[0008] 進(jìn)一步，所述加工液由20~40份的多徑基醒高聚體、35~50份的磨料、3~5份 的化學(xué)活性劑和30~40份的水組成，用量為重量份；所述磨料粒徑為2~15ym;所述磨料 由碳化棚、碳化娃、氧化侶中的兩種W上物質(zhì)組成；所述化學(xué)活性劑由月桂基橫化班巧酸單 醋二鋼、挪油酸單乙醇酷胺橫基班巧酸單醋二鋼、醇酸憐酸醋、挪油酸單乙醇酷胺、挪油酷 胺丙基甜菜堿、月桂基兩性醋酸鋼中的兩種W上物質(zhì)組成。研究發(fā)現(xiàn)，在上述加工條件下， 本發(fā)明方法的加工效率較高。
[0009] 更進(jìn)一步，所述磨料由50% (重量百分比）的碳化棚、25% (重量百分比）的碳化 娃和25% (重量百分比）的氧化侶組成，其中，碳化棚的粒徑為2~10ym，碳化娃的粒徑 為5~15ym，氧化侶的粒徑為8~15ym;所述化學(xué)活性劑由60% (重量百分比）的醇酸 憐酸醋和40% (重量百分比）的月桂基兩性醋酸鋼組成。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，在上述加工條 件下，本發(fā)明方法的加工效率可W得到進(jìn)一步提高。
[0010] 再進(jìn)一步，加工過(guò)程中，加工液的溫度為35~45°C。實(shí)驗(yàn)表明，在該溫度條件下， 本發(fā)明方法的加工效率較高。
[0011] 作為前述的基于剪切增稠機(jī)理的工件表面光整去毛刺加工方法的改進(jìn)，加工過(guò)程 中，工件相對(duì)于加工液做行星式運(yùn)動(dòng)，即在工件自轉(zhuǎn)，加工液在加工池中隨加工池一起旋 轉(zhuǎn)，且工件相對(duì)加工液的旋轉(zhuǎn)軸屯、旋轉(zhuǎn)，工件的自轉(zhuǎn)速度為100~lOOOr/min，加工液的旋 轉(zhuǎn)速度為60r/min~3(K)r/min。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在上述加工條件下，本發(fā)明方法的加工效率 較高。
[0012] 作為優(yōu)選，加工過(guò)程中，工件的自轉(zhuǎn)速度為200~6(K)r/min，加工液的旋轉(zhuǎn)速度為 80r/min~120r/min。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種全新的工件表面光整去毛刺加工方法，并具 有了W下有益的技術(shù)效果。（1)加工效果好，效率高；(2)適用范圍廣，能夠用于對(duì)各種曲面 形狀的工件表面進(jìn)行去毛刺加工；（3)實(shí)施成本低；(4)能夠大幅提高工件的表面質(zhì)量。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1是本發(fā)明方法對(duì)異形工件表面去毛刺設(shè)備的整體示意圖。
[0015] 圖2是本發(fā)明方法基于剪切增稠機(jī)理對(duì)異形工件表面去毛刺的微觀模型示意圖， 其中，（a)表示未發(fā)生剪切增稠；化）表示剪切增稠初始階段；（C)表示剪切增稠增強(qiáng)；(d) 表示剪切增稠減弱。
[0016] 附圖標(biāo)記：1-轉(zhuǎn)盤(pán)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；2-轉(zhuǎn)盤(pán)；3-工件夾具；4-工件5-加工液；6-循環(huán)管 路；7-累；8-補(bǔ)給裝置；9-過(guò)濾裝置；10-加工池；11-工件夾具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；12-毛刺；13-磨 粒；14-柔性固著磨具；15-轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0018] 參照?qǐng)D1和圖2,一種基于剪切增稠機(jī)理的工件表面光整去毛刺加工方法，采用含 有磨料的具有剪切增稠效應(yīng)的非牛頓流體作為加工液；加工過(guò)程中，工件相對(duì)加工液運(yùn)動(dòng)， 對(duì)加工液施加剪切力，直到工件表面的毛刺被去除，得到產(chǎn)品。
[0019] 參照?qǐng)D2(a)~（d)，加工過(guò)程中，加工液在剪切應(yīng)力和剪切應(yīng)變的作用下，表觀粘 度（一定剪切速率下的剪切應(yīng)力與剪切速率的比值）迅速增大，對(duì)磨粒的把持力大大增強(qiáng)， 在加工位置形成一個(gè)柔性"固著磨具"14,運(yùn)樣磨粒對(duì)工件表面產(chǎn)生微切削作用，工件表面 的毛刺迅速被去除，實(shí)現(xiàn)工件表面高效、高質(zhì)量的去毛刺目的，同時(shí)，工件表面質(zhì)量也能得 到極大改善（粗糖度減?。?；加工液的流動(dòng)特性保證了其形成的"固著磨具"能與不同曲率 的曲面都保持良好的吻合度，從而能用于平面、柱面、非球面、異形面等各種曲面形狀的工 件表面去毛刺，使得上述方法適用范圍廣；本發(fā)明所采用的加工液成本較低，且本發(fā)明易于 實(shí)施，所W，上述方法還有實(shí)施成本低的特點(diǎn)。
[0020] 參照?qǐng)D1，基于剪切增稠機(jī)理的復(fù)雜型面零件光整去毛刺加工方法采用的裝置，包 括加工池10、工件夾具3、轉(zhuǎn)盤(pán)2和工件夾具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)11，所述工件夾具3位于所述加工池 10內(nèi)，所述工件夾具3安裝在工件夾具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)11的下方，所述工件夾具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)11安裝 在轉(zhuǎn)盤(pán)2上，所述轉(zhuǎn)盤(pán)2與轉(zhuǎn)盤(pán)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1連接，所述加工池10內(nèi)放置加工液5,所述加工 液5為混有磨粒的具有剪切增稠效應(yīng)的剪切增稠加工液。
[0021] 進(jìn)一步，所述工件夾具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)端安裝轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)15,所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)15上安 裝所述工件夾具3。
[0022] 再進(jìn)一步，所述設(shè)備還包括循環(huán)系統(tǒng)，所述循環(huán)系統(tǒng)包括循環(huán)管路6、剪切增稠加 工液溫控與過(guò)濾裝置9、剪切增稠加工液補(bǔ)給裝置8和累7,所述加工池10的下部出口與循 環(huán)管路6的進(jìn)口連接，所述循環(huán)管路6的出口與所述加工池10的上部入口連接，所述循環(huán) 管路6上沿著加工液流向依次安裝累7、剪切增稠加工液補(bǔ)給裝置8和剪切增稠加工液溫控 與過(guò)濾裝置9。
[0023] 該循環(huán)系統(tǒng)與所述加工池10連接，所述加工液5在經(jīng)循環(huán)系統(tǒng)中從所述加工池10 的底部抽出并從所述加工池10上部輸入。
[0024] 所述剪切增稠加工液過(guò)濾裝置9包括過(guò)濾大顆粒磨