[發(fā)明專利]一種金屬模具的數(shù)控電解拋光方法及裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910021301.1
• 申請日: 2009-02-27
• 公開（公告）號: CN101524777A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王伊卿;盧秉恒;何仲云;趙萬華;洪軍;王智
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué);快速制造國家工程研究中心
• 主分類號: B23H5/08
• 分類號: B23H5/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 徐文權(quán)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于制造業(yè)的先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種金屬模具的快速拋光方法及拋光裝置。

背景技術(shù)

金屬模具的形狀精度及表面粗糙度直接影響著成形加工產(chǎn)品的質(zhì)量。金屬模具的傳統(tǒng)加工工序主要包括銑削加工、研磨及拋光。其中研磨和拋光是決定金屬模具質(zhì)量的重要工序。這一工序當(dāng)前在很大程度上依靠手工加工，在金屬模具制造成本中所占比例也較大，拋光時間可達(dá)到整個金屬模具加工周期的1/3，急需實現(xiàn)自動化以提高效率。

傳統(tǒng)數(shù)控加工模具的表面殘留著等間距進(jìn)給的加工痕跡，研磨拋光加工的目的就是去除機(jī)械加工的殘留痕跡，達(dá)到要求的較高的形狀精度和表面粗糙度。研磨拋光加工作為銑削加工的后續(xù)工序，通常采用手工操作，對工人熟練程度要求較高。它要求在加工余量很小的條件下，修正形狀誤差，減小表面粗糙度值，達(dá)到加工要求。

對于金屬板料拉延成型快速金屬模具，比較成功的是電弧噴涂金屬模具，金屬電弧噴涂快速制模的母模一般是采用石膏等非金屬模型，金屬噴涂模具的表面質(zhì)量完全取決于石膏母模的表面質(zhì)量，而石膏屬于低硬度、低強(qiáng)度材料，不可能達(dá)到金屬表面質(zhì)量，表面粗糙度一般在Ra10～30μm，金屬型殼的復(fù)制工藝形成的特點決定了金屬噴涂模具表面的粗糙度也在Ra10～30μm，這樣的表面狀態(tài)還不能作為高等級的汽車覆蓋件模具使用。一般都是通過手工拋光的方法來改善模具的表面粗糙度。

因此，通過數(shù)控電解拋光工藝，對金屬模具表面進(jìn)行快速精加工處理，可快速改善金屬模具表面粗糙度，提高模具等級。

中國專利ZL200710148276.4“用于電解拋光的電解液以及電解拋光方法”，內(nèi)容為一種用于電解拋光的電解液，在施加低電壓時可以提供具有高平整特性的加工表面，同時保證對導(dǎo)電材料較高的加工速率，并且可以去除不必要的導(dǎo)電材料并暴露阻擋膜，而不導(dǎo)致碟陷、過蝕或阻擋膜與金屬導(dǎo)電材料之間的界面處的蝕刻。用于工件的表面導(dǎo)電材料的電解拋光的電解液由水溶液構(gòu)成，其成分中包括至少一種有機(jī)酸或其鹽、至少一種具有磺酸基的強(qiáng)酸、緩蝕劑和水溶性聚合物化合物。

美國Jumer，John?F.專利，Method?for?containerless?portableelectro-polishing(專利號US4330381)。該專利是對金屬表面先進(jìn)行機(jī)械打磨，然后對打磨過的金屬表面進(jìn)行電解拋光。

不論是使用手工進(jìn)行拋光或者是先進(jìn)行機(jī)械打磨后再使用電解拋光的加工方法，都存在拋光時間長，精度等級不高與效率低的問題，尤其是對于表面質(zhì)量狀況要求比較高的模具來說，更是難于滿足需要。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的拋光時間長，精度等級不高與效率低，難于滿足表面質(zhì)量狀況要求比較高的模具需要的情況，本發(fā)明提供一種新型的電解拋光工藝和裝置。該方法使用數(shù)控電解拋光機(jī)床、電解拋光電源、軟氈輪，電解液以及磨粒等工具，對金屬模具表面進(jìn)行電解拋光處理，實現(xiàn)快速拋光。

其技術(shù)方案如下：

一種金屬模具的數(shù)控電解拋光的裝置，該裝置包括：數(shù)控電解拋光機(jī)床，拋光電源，電解拋光陰極，電解液容器及電解液，磨粒，設(shè)置在電解液容器底部的超聲波發(fā)生裝置，連接管路及操作系統(tǒng)，拋光電源通過導(dǎo)線與數(shù)控電解拋光機(jī)床與電解拋光陰極相連接，陰極連接軟氈輪，電解拋光的軟氈輪設(shè)置在可以在X、Y、Z三個方向上任意轉(zhuǎn)動或者移動的數(shù)控電解機(jī)床的主軸上。

在電解液容器內(nèi)盛有電解液，設(shè)置在容器底部的超聲波發(fā)生裝置，與容器內(nèi)盛的電解液被容器的底部所隔開。

在超聲波發(fā)生裝置發(fā)出的高頻振蕩信號作用下的電解液中懸浮著摻入電解液中的磨粒。

進(jìn)水管路一端連接電解液容器，另一端連接金屬模具的型面，出水管的一端從電解液容器中一直延伸到被拋光模具表面的液體輸出口上。

一種模具的數(shù)控電解拋光的方法，包括下列步驟：

1)電解液的配制：將電解質(zhì)按重量百分比為15％的NaNO₃、2％的NaCl，其余為水的混合物攪拌溶解，加入240#綠碳化硅磨粒，重量百分比為1～5％，利用超聲波發(fā)生裝置使其240#綠碳化硅磨粒在電解液中呈現(xiàn)懸浮的狀態(tài)；

2)陽極的準(zhǔn)備對待拋光的模具表面或者零件進(jìn)行手工打磨處理，去除表面殘留的雜質(zhì)或者銹跡，并對表面使用清水進(jìn)行清洗；

3)陰極的準(zhǔn)備陰極采用芯部為金屬桿的軟氈輪，并安裝到電解拋光機(jī)床的主軸上；