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蘇州中航長風(fēng)數(shù)控科技有限公司

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公司名稱: 蘇州中航長風(fēng)數(shù)控科技有限公司
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中航長風(fēng)去毛刺技術(shù)及檢測簡介
點(diǎn)擊次數(shù):4145 更新時(shí)間:2010-04-29

中航長風(fēng)去毛刺技術(shù)及檢測

      
閥體零件電化學(xué)去毛刺技術(shù)及檢測
 

  一. 金屬閥體零件去毛刺工藝研究

  電化學(xué)去毛刺技術(shù)是由電解加工發(fā)展而來的一項(xiàng)新工藝,只要正確的選擇電解液配方、合理的設(shè)計(jì)工具陰極及流場,便可發(fā)揮電解加工的*性,成功地去除用機(jī)械方法不易去掉的毛刺,并且具有良好的表面質(zhì)量。通過陽極溶解,既使尖角棱邊倒圓角,又可去除加工表面的變質(zhì)層,改善加工表面的物理、化學(xué)、機(jī)械性能。并且100%去除加工部位的毛刺,確保零件的加工質(zhì)量及產(chǎn)品的工作可靠性。尤其適用于閥體零件內(nèi)腔中的環(huán)槽、交叉孔端的毛刺去除。我們針對(duì)某閥體內(nèi)腔多個(gè)垂直交叉孔端去毛刺并倒圓角R0.2,其表面粗糙度達(dá)到Ra0.8μm的要求,在利用單電極工藝試驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上,研制出該閥體零件電化學(xué)去毛刺夾具,由于閥體內(nèi)腔。山東省教委資助項(xiàng)目中的幾個(gè)垂直交叉孔中各有一個(gè)工具電極,則使毛刺去除的*、均勻、光滑,加工效率提高5~10倍;另外基于從每個(gè)加工孔中的工具電極加工狀態(tài)采樣處理而研制的DMC-1型電化學(xué)去毛刺加工狀態(tài)監(jiān)測儀,可同時(shí)采集16個(gè)孔的加工數(shù)據(jù),因此可適時(shí)檢測每個(gè)孔去毛刺的加工狀態(tài)即倒圓角是否達(dá)到R0.2要求。圖1為電化學(xué)去毛刺加工原理示意圖。由黃銅制作的管狀工具電極(陰極),其外表面涂環(huán)氧樹脂絕緣層(厚度為0.2mm~0.4mm),但對(duì)應(yīng)于工件(陽級(jí))去毛刺部位的絕緣層被剝除,并沿圓周鉆有數(shù)個(gè)小孔(0.6~0.8),以便電解液(10%NaNO3)流出。進(jìn)入陰、陽極形成的加工間隙(0.4mm~0.6mm)中。在直流電場作用下,隨著陽極溶解,工件表面上生成鈍化膜,而銳邊毛刺部位由于突出于工件表面,受電場、溫度場及流場的影響,加速了離子的擴(kuò)散與遷移,難以形成鈍化膜,且突出的毛刺部位電流密度又很大,于是銳邊毛刺首先被溶解并形成圓角R。


圖1 電化學(xué)去毛刺加工原理示意圖

  二. 去毛刺加工狀態(tài)即倒圓角R的監(jiān)測研究

  圓角R的大小取決于電流I和時(shí)間t。電流測量原理如圖2所示,分流器采用大功率小電阻,共16路,由8098單片機(jī)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換,可連續(xù)檢測去毛刺過程加工電流隨時(shí)間的變化規(guī)律。圖3是利用DMC-1型電化學(xué)去毛刺加工狀態(tài)監(jiān)測儀測得的閥體零件內(nèi)腔交叉孔端去毛刺過程典型的電流隨時(shí)間連續(xù)變化曲線。從曲線上可看出:去毛刺過程的*秒內(nèi),電流變化波動(dòng)幅度較大,這說明毛刺原始狀態(tài)不規(guī)則,10s以后電流趨于穩(wěn)定,說明毛刺已去除并形成圓角R,再以后隨著時(shí)間加長,只是圓角R增大而已。


圖2 電流測量原理圖


圖3 電流隨時(shí)間的變化曲線(I-t)

在建立倒圓角數(shù)學(xué)模型時(shí),考慮毛刺原始狀態(tài)的不規(guī)則及圓角加工過程建立穩(wěn)定電流時(shí)已經(jīng)去除了部分圓角等因素,經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)確定出圓角R修正系數(shù)Rb=1.4。由法拉第電解定律知:

  V=η×ω×I×t  ?。?)

  其中:V-電極上溶解或析出物質(zhì)的體積(mm3)

  I-電解電流(A)

  t-電解時(shí)間(H)

  ω-被電解物質(zhì)的體積電化學(xué)當(dāng)量[mm3/A-H]

  η-電流效率

  設(shè)倒圓角半徑為R,則析出物質(zhì)的體積V可用下式表示:

  (2)

  L-去毛刺孔的相貫線長度

  由(1)和(2)兩公式可推出:

  

  

  而C0與孔相貫線長度L有關(guān)。設(shè)F閥體內(nèi)腔孔半徑為r2,與內(nèi)腔孔軸線垂直的小孔半徑為r1,E為小孔軸線與內(nèi)腔孔軸線偏心距。則L為:

  

  

  計(jì)算L積分值采用高斯-勒讓得公式:

  所以實(shí)際倒圓角半徑

  該公式即是圓角R加工過程的計(jì)算公式,軟件只需將圓角加工過程的電流和時(shí)間進(jìn)行連續(xù)測量,并將實(shí)際倒圓角半徑累加即可。

 

       三. 金屬閥體零件去毛刺的重要意義

  四. 結(jié)束語

  閥體零件采用電化學(xué)去毛刺及其監(jiān)測技術(shù),可確保去毛刺的質(zhì)量,使毛刺去除的均勻、*、光滑,并且能實(shí)時(shí)檢測各毛刺部位去除過程的加工狀態(tài)即倒圓角是否達(dá)到要求。進(jìn)一步擴(kuò)大了電化學(xué)去毛刺在光整加工領(lǐng)域中的應(yīng)用,并為去毛刺倒角實(shí)施定量分析和控制開辟了新路。
本文由中走絲線切割、電火花穿孔機(jī)、電解去毛刺機(jī)取斷絲錐機(jī)-蘇州中航長風(fēng)數(shù)控科技有限公司整理發(fā)布。

  去毛刺技術(shù)是閥體零件光整加工的重要組成部分,也是閥體零件生產(chǎn)的zui終精加工工藝,它的發(fā)展水平直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量和性能,以及產(chǎn)品的成本和價(jià)格。國外已從系統(tǒng)工程角度來對(duì)待去毛刺問題,提出了“毛刺工程”(BurrEngineering),例如美國平均每年花在清除零件上毛刺的費(fèi)用都在20億美元以上。一般來講去毛刺工序會(huì)使閥體零件的制造成本增加10%~20%。目前多采用刮刀、油石、砂布、鋼絲刷輪等手工、機(jī)械的方式去毛刺,費(fèi)工費(fèi)時(shí),勞動(dòng)強(qiáng)度大又污染環(huán)境,不符合綠色產(chǎn)品的要求,而且只能靠目測感覺操作,去毛刺質(zhì)量難以保證。由于閥體零件內(nèi)腔的交叉孔處、環(huán)槽等部位的毛刺去除的不*。一則導(dǎo)致氣體或液體的流阻增加,二則還會(huì)劃傷閥芯上的密封圈,嚴(yán)重影響產(chǎn)品性能及使用壽命。如果殘留的毛刺在機(jī)器振動(dòng)及高壓氣流或液流的沖擊下,脫落掉入工作系統(tǒng)中,其后果更不堪設(shè)想。為此大大促進(jìn)了去毛刺技術(shù)的研究與開發(fā)。

 
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