專利名稱：一種去除交叉孔毛刺的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種去除交叉孔毛刺的方法，特別是去除柴油發(fā)動(dòng)機(jī)隱 蔽交叉孔毛刺的方法。
背景技術(shù)：
金屬工件機(jī)械加工后，表面經(jīng)常存在尖角、毛刺等突起，例如柴油 發(fā)動(dòng)機(jī)加工中交叉孔等部位的毛刺更為突出，而這些毛刺會(huì)對(duì)工件的使 用造成很大的影響，因此需要將這些尖角和毛刺去除拋光。傳統(tǒng)的毛刺 去除法是手工操作，操作工戴著膠手套，使用砂紙、砂布、油石、銼刀 等工具，通過物理的方法直接去除，這種方法勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，工 件的毛刺和尖銳部位容易傷害操作操作工人。雖然可以釆用機(jī)械方法去 除毛刺，但只是動(dòng)力的改變，其工作原理與手工操作相同，所以與手工 操作具有共同的不足，即對(duì)隱蔽部位(如內(nèi)部交叉孔等部位)的去除效 果不好，有些部位甚至是沒有辦法去除，直接影響到工件的清潔度，進(jìn) 而影響工件的使用。如對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體內(nèi)部加工面毛刺，如果不清理 徹底，則遺留的毛刺會(huì)在將來使用過程中脫落，混進(jìn)潤(rùn)滑系統(tǒng)(機(jī)油) 中，加快各運(yùn)動(dòng)副的磨損，對(duì)整機(jī)的使用壽命影響很大。
電解過程可以將金屬材料由單質(zhì)態(tài)變?yōu)殡x子態(tài)，進(jìn)而與金屬材料脫 離，因此可以用于金屬工件機(jī)械加工后的表面清潔處理，但如何利用該
原理高效處理結(jié)構(gòu)復(fù)雜工件特殊部位的表面，需:^殳計(jì)適宜的電^1工具，
4同時(shí)需要適宜的加工工藝。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種采用專門電極工具，有效去 除發(fā)動(dòng)才幾隱蔽交叉孔等部位才幾械加工毛刺的方法。
容先清除工件交叉孔部位的鐵屑，使用電解拋光工具電極，工件接電 解電源正極，工具電極接電解電源負(fù)極，在電解液存在下進(jìn)行電解清除 去毛刺，電解結(jié)束后排出電解液并清洗，即得到清除毛刺的工件。
本發(fā)明去除交叉孔毛刺的方法可以處理各種隱蔽交叉孔部位的機(jī)械 加工毛刺，最適于處理結(jié)構(gòu)復(fù)雜的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)隱蔽交叉孔去毛刺。如用 于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)主油道與冷卻噴嘴安裝孔交叉部位去毛刺加工處理，本發(fā) 明方法還可以推廣到型孔、型腔、葉輪、齒輪等的加工和去毛刺。
本發(fā)明去除交叉孔毛刺的方法中，電解拋光工具電極的陰極與工件 間保持0.2 10mm距離，優(yōu)選保持0.3 lmm距離。電解電源為電壓為10 ~ 36V直流電源，直流電源可以采用交流電源降壓整流后獲得。電解液采 用NaCl水溶液，在電解去毛刺過程中，優(yōu)選采用電解液流動(dòng)的方式，以 及時(shí)帶走生成的固體雜質(zhì)。電解時(shí)間根據(jù)電解電壓及工件質(zhì)量， 一般在 5 120秒時(shí)間，優(yōu)選15 75秒時(shí)間。
桿、電極片、絕緣套和絕緣螺釘，電極桿為金屬直桿結(jié)構(gòu)，絕緣套覆蓋 在電極桿表面，絕緣套部分開口，絕緣套開口位置設(shè)置與電極桿以電連 通方式固定在電極桿上的電極片，絕緣螺釘通過絕緣套固定在電極桿上， 絕緣螺釘外端高于絕緣套和電極片。上述電解拋光工具電極中，電極桿和電極片采用比被處理工件化學(xué) 性質(zhì)更穩(wěn)定的金屬材質(zhì)制作， 一般被處理工件多為鋼質(zhì)工件或鋁合金工 件，所以，從材料的易得性和價(jià)格考慮，電極桿及電極片釆用銅質(zhì)材料 即可。從節(jié)省材料及絕緣螺釘和電極片安裝便利的角度出發(fā)，電極桿優(yōu) 選采用中空銅管結(jié)構(gòu)。為了增加電極桿的強(qiáng)度，可以在銅質(zhì)電極桿內(nèi)使 用鋼質(zhì)芯料。電極桿的長(zhǎng)度及直徑與被處理工件的電解拋光去毛刺部位 相關(guān)， 一般來說電極桿的長(zhǎng)度應(yīng)足以延伸于被加工部位，電極桿直徑略 小于需要電解拋光工具伸入的工件孔道直徑。電極片通過沉頭螺釘固定 在電極桿上。
上述電解拋光工具電極中，絕緣套采用絕緣性能好，同時(shí)耐一定腐 蝕的材質(zhì)制作，如玻璃纖維增加尼龍等。整個(gè)工具電極可以使用一個(gè)絕 緣套，也可以多段絕緣套組合使用。絕緣套粗加工后最好經(jīng)過沸水或熱 油處理，以提高尺寸穩(wěn)定性。絕緣套開口位置(即電極片的設(shè)置位置) 與被處理工件需要去毛刺加工的部位相對(duì)應(yīng)，絕緣套開口面積及形狀與 電極片面積及形狀對(duì)應(yīng)，并與需要加工部位的面積及形狀相對(duì)應(yīng)，例如， 對(duì)于"十，，字交叉孔的去毛刺處理，可以采用環(huán)形電極片，對(duì)于"丁" 字交叉孔的去毛刺處理，可以釆用圓形電極片。絕緣套開口和電極片的 數(shù)量與被處理工件需要加工的部位數(shù)量相對(duì)應(yīng)。
上述電解拋光工具電極中，絕緣螺釘可以使用與絕緣套相同的材料
制作，絕緣螺釘至少設(shè)置3個(gè)以上，根據(jù)工具電極的長(zhǎng)度， 一般設(shè)置4 30 個(gè)，絕緣螺釘一方面可以將絕緣套固定在電極桿上，另一方面將絕緣螺 釘外端高于絕緣套和電極片，保證工具電極使用時(shí)不發(fā)生短^各。
上述電解拋光工具電極中，為防止電解液進(jìn)入絕緣套與電極桿直接 接觸，在絕緣套開口處、多段絕緣套的連接處、絕緣螺釘與絕緣套接觸處、固定電極片的沉頭螺釘?shù)炔课徊捎谜辰觿┟芊?，粘接劑可以采用環(huán) 氧型粘接劑。
本發(fā)明去除交叉孔毛刺方法不使用機(jī)械能而依靠電能直接去除金屬 材料，可以方便有效地去除各種工件隱蔽部位尖角和毛刺，大大降低了 工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明方法使用的設(shè)備簡(jiǎn)單，操作 方便，尖角和毛刺去除效果好，加工過程中無(wú)切削力、熱、應(yīng)力，用于 薄壁工件加工而不變形，有利于提高工件質(zhì)量。本發(fā)明方法處理效率高， 只損耗少量電能，生產(chǎn)成本低。


圖1是本發(fā)明一種具體電解拋光工具電極結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
圖2是圖1中A部分放大結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖1中B-B向結(jié)構(gòu)示意視圖。
圖4是圖1中E-E向結(jié)構(gòu)示意^f見圖。
圖5是圖1中D-D向結(jié)構(gòu)示意視圖。
圖6是一種型號(hào)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是圖6中A-A向交叉孔部位結(jié)構(gòu)示圖。
圖8是圖7交叉孔電解去毛刺之前的內(nèi)窺鏡照片。
圖9是圖7交叉孔電解去毛刺之后的內(nèi)窺鏡照片。
其中1-電極桿，2-環(huán)形電極片，3-圓形電極片，4-絕緣套，8-絕緣 頭，10-絕緣螺釘，ll-沉頭螺釘，12-粘接劑密封，21-發(fā)動(dòng)機(jī)工件主油道， 22-發(fā)動(dòng)機(jī)工件冷卻噴嘴安裝孔，23-發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體本體，24-電解液。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明去除交叉孔毛刺的方法采用電化學(xué)原理，以銅電極為陰級(jí)，
以工件為陽(yáng)極，在NaCl水溶液存在下，進(jìn)行如下電解反應(yīng)
(1) 電解液在水溶液中電離
NaCl = Na++Cl_ H20 = H++OH-
(2) 陽(yáng)極(工件)離解并與電解液反應(yīng)
Fe - 2e — Fe2+
Fe2+ +20H- = Fe(OH)2丄
(3) 陰極(工具電極)
2H+ + 2e = H2 T
由上述反應(yīng)可知，在電解去毛刺過程中，由于尖端;^文電原理，外電 源不斷使陽(yáng)極氣缸體交叉孔口毛刺的Fe原子失去電子，以Fe"的形式與 電解液中OH-的生成Fe(OH)2,繼而部分或全部氧化，生成黃褐色的 Fe(OH)3 (即鐵銹)沉淀物，反應(yīng)式如下
4Fe(OH)2 + 2H20 + 02 = 4Fe(OH)3丄
沉淀物被流動(dòng)的電解液帶走，達(dá)到了去除交叉孔口毛刺的目的。
由上述電解去毛刺反應(yīng)原理可知，在電解處理過程中，基本不消耗 電極工具及電解液，電極工具的使用壽命很長(zhǎng)。
不同工件(如不同類型柴油機(jī))的需去毛刺處理的部位不同，本發(fā)
下面以去除某型號(hào)柴油機(jī)主油道與冷卻噴嘴安裝孔交叉部位去毛刺 加工處理為例，進(jìn)一步說明本發(fā)明方法的具體過程及使用電極工具的結(jié) 構(gòu)。
如圖1所示，用于330A柴油機(jī)主油道電解去毛刺電極工具，電極工具電極的長(zhǎng)徑比為40: 1,要求同軸度為0.015。
本發(fā)明方法使用的電解拋光工具電極由電極桿1、環(huán)形電極片2、圓 形電極片3、絕緣套4、絕緣頭8、絕緣螺釘10和沉頭螺釘11等組成。 電極桿l是一根長(zhǎng)且細(xì)、長(zhǎng)徑比為40: l的黃銅管，環(huán)形電極片2和圓 形電極片3與電極桿1為相同材料，電極桿1表面由數(shù)段絕緣套4覆蓋， 電極桿1頂端用絕緣頭8密封，多組絕緣螺4丁 IO對(duì)稱安裝在電極桿1不 同軸向位置，環(huán)形電極片2設(shè)置在加工工件"十"字交叉孔位置，圓形 電極片3設(shè)置在加工工件"丁"字叉孔位置，環(huán)形電極片2和圓形電極 片3用沉頭螺釘11固定在絕緣套4相應(yīng)開口位置，各接口處采用粘接劑 密封結(jié)構(gòu)密封。
工業(yè)380V交流電通過變壓器降為18-25V的交流電，再用2CZ型的 大功率硅二極管將低壓交流電整流成20 - 24V的直流電。發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體 本體23接陽(yáng)極(+極)，工具電極接陰極(-極)，工具電極伸進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī) 主油道21 (注意電極片不要與主油道壁接觸，有0. 3~ 0. 5mm的間隙)， 發(fā)動(dòng)機(jī)主油道21和發(fā)動(dòng)機(jī)工件冷卻噴嘴安裝孔22兩孔交叉處須去毛刺 部位的電極桿不絕緣，同時(shí)設(shè)置電極片3。工具電極與發(fā)動(dòng)機(jī)工件主油 道21之間填充流動(dòng)的電解液24。
在電解處理前，需要進(jìn)行工件相關(guān)部位的清洗，并清除電屑。因?yàn)?機(jī)械加工后，毛刺在兩孔交叉口部位是雜亂無(wú)章的，電極伸進(jìn)后，棵露
部位很可能與毛刺接觸(即陽(yáng)極與陰極跨過電解液直接接觸)，產(chǎn)生短路， 導(dǎo)致電極和工件的破壞。因此，在電解去毛刺前最好應(yīng)安排兩道工序(清 洗，鉸交叉孔并吹鐵屑)。注意使毛刺向冷卻噴嘴孔方向，杜絕短路。
電解去毛刺處理過程中，需要的處理時(shí)間可以通過簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)確定， 經(jīng)過不同電解時(shí)間試驗(yàn)(如90秒、60秒、40秒、30秒、20秒、10秒
9等)和解剖斥企測(cè)，確定特定工件的最佳電解時(shí)間，如330A柴油機(jī)主油道電解去毛刺的最佳處理時(shí)間為35±2秒。
電解處理結(jié)束后，清洗電解液。電解過程中，可能產(chǎn)生少量有腐蝕性物質(zhì)和鐵銹等。因此，電解后的氣缸體須馬上清洗。清洗后進(jìn)行檢測(cè)。從圖8和圖9 (內(nèi)窺鏡拍照照片)可以看出，電解處理后，氣缸體隱蔽部位毛刺去除效果很好，效率很高，處理后表面粗糙度值Ra可達(dá)0.2 ~0.8微米，毛刺去除后尖角處行成RO.l R0.8mm圓角。
本發(fā)明方法工具電極與電解質(zhì)NaCl使用壽命長(zhǎng)，在整個(gè)電解過程中，只有氣缸體毛刺(陽(yáng)極)和水逐漸消耗，而工具電才及(陰極)和NaCl并不消耗。因此，在正常操作情況下，工具電極可長(zhǎng)期使用，只要把電解液過濾千凈，再補(bǔ)充適量的水，可繼續(xù)電解去毛刺。
通過上述具體實(shí)施方式
的說明可以看出，本發(fā)明方法與傳統(tǒng)的切削加工比，有如下優(yōu)點(diǎn)
(1) 電極與氣缸體不直接接觸，去毛刺過程中無(wú)機(jī)械切削力和切削熱，不怕工件變形。
(2) 工件去毛刺部位無(wú)剩余應(yīng)力和毛刺，表面粗糙度值Ra可達(dá)0. 2~0. 8微米，去毛刺部位尖角去除，行成RO. 1-0. 8的圓角。
(3) 不消耗工具電極、電解質(zhì)， 一套工具電極可長(zhǎng)時(shí)間使用，處理大量工件，降低成本。
權(quán)利要求
1、一種去除交叉孔毛刺的方法，其特征在于采用電解去毛刺方法，包括以下內(nèi)容先清除工件交叉孔部位的鐵屑，使用電解拋光工具電極，工件接電解電源正極，工具電極接電解電源負(fù)極，在電解液存在下進(jìn)行電解清除去毛刺，電解結(jié)束后排出電解液并清洗，即得到清除毛刺的工件。
2、 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于電解去毛刺方法處理 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)隱蔽交叉孔毛刺。
3、 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的電解拋光工具 電極的陰極與工件間保持0.2~10mm距離。
4、 按照權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于所述的電解拋光 工具電極的陰極與工件間保持0.3 lmm距離。
5、 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于電解電源為電壓為 10 36V直流電源，直流電源采用交流電源降壓整流后獲得；電解時(shí)間 為5 120秒。
6、 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于電解液采用NaCl水 溶液，在電解去毛刺過程中，采用電解液流動(dòng)的方式。
7、 按照權(quán)利要求1或5所述的方法，其特征在于電解時(shí)間為15~75
8、 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的電解拋光工具 電極包括電極桿、電極片、絕緣套和絕緣螺釘，電極桿為金屬直桿結(jié)構(gòu)， 絕緣套覆蓋在電極桿表面，絕緣套部分開口，絕緣套開口位置設(shè)置與電 極桿以電連通方式固定在電極桿上的電極片，絕緣螺釘通過絕緣套固定在電極桿上，絕緣螺釘外端高于絕緣套和電極片。
9、 按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于電解拋光工具電極中， 電極桿和電極片采用銅質(zhì)材料。
10、 按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于電極桿采用中空銅 管結(jié)構(gòu)，或者在銅質(zhì)電極桿內(nèi)使用鋼質(zhì)芯料。
11、 按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于電極片通過沉頭螺 釘固定在電極桿上。
12、 按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于絕緣套采用玻璃纖 維增加尼龍材料，絕緣套粗加工后最好經(jīng)過沸水或熱油處理。
13、 按照權(quán)利要求8的述的方法，其特征在于絕緣套開口位置與 被處理工件需要去毛刺加工的部位相對(duì)應(yīng)，絕緣套開口面積及形狀與電 極片面積及形狀對(duì)應(yīng)，并與需要加工部位的面積及形狀相對(duì)應(yīng)。
14、 按照權(quán)利要求8或13所述的方法，其特征在于對(duì)于"十"字 交叉孔的去毛刺處理，采用環(huán)形電極片；對(duì)于"丁"字交叉孔的去毛刺 處理，采用圓形電極片。
15、 按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于電解拋光工具電極 中，絕緣螺釘使用與絕緣套相同的材料制作，絕緣螺釘至少設(shè)置3個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種去除交叉孔毛刺的方法，采用電解去毛刺方法，具體過程包括先清除工件交叉孔部位的鐵屑，使用電解拋光工具電極，工件接電解電源正極，工具電極接電解電源負(fù)極，在電解液存在下進(jìn)行電解清除去毛刺，電解結(jié)束后排出電解液并清洗，即得到清除毛刺的工件。本發(fā)明去除交叉孔毛刺方法不使用機(jī)械能而依靠電能直接去除金屬材料，可以方便有效地去除各種工件隱蔽部位尖角和毛刺，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了處理效率和經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明方法使用的設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，尖角和毛刺去除效果好，加工過程中無(wú)切削力、熱、應(yīng)力，用于薄壁工件加工而不變形，有利于提高工件質(zhì)量。
文檔編號(hào)C25F3/16GK101457387SQ20071019577
公開日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2007年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月13日
發(fā)明者可 吳, 戴勝輝, 暉 謝, 邱建春 申請(qǐng)人:廣西玉柴機(jī)器股份有限公司