[發(fā)明專利]一種利用低壓噴束對精密零件去毛刺拋光的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110253967.0
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113001415B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 米天健
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西金信天鈦材料科技有限公司
• 主分類號: B24C1/08
• 分類號: B24C1/08
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 黨桃桃

本發(fā)明屬于精密零件機械加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用低壓噴束對精密零件去毛刺拋光的方法。本發(fā)明方法包括如下步驟：首先，評價精密零件原表面的毛刺尺寸；其次，根據(jù)毛刺尺寸選擇磨粒種類和噴束壓力；最后，使用選定的磨粒種類和噴束壓力通過一次或多次去除精密零件表面的毛刺，達到精密零件表面粗糙度Ra的加工要求。使用本發(fā)明方法能夠?qū)崿F(xiàn)不限零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜性及微細縫/孔/槽結(jié)構(gòu)的去毛刺拋光，同時幾乎不改變零部件任何尺寸及面型精度，且對表面不產(chǎn)生損傷層、變質(zhì)層及腐蝕層。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于精密零件機械加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用低壓噴束對精密零件去毛刺拋光的方法，該方法主要解決航空航天、機械、醫(yī)療、通訊及電子行業(yè)等超精密零部件外表面毛刺、刀紋、劃痕的去除，以及對零部件表面拋光等表面質(zhì)量改善。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)主要通過手工、噴砂、磨粒流、熱爆炸及其它電解/化學(xué)/超聲波/磁研磨等輔助方法去毛刺。

(1)手工：采用如鋸條、銼刀或特殊制備的修邊刀對零件邊緣毛刺進行剮蹭去除過程，存在問題如下：去除不均勻；細微毛刺難以去除；可靠性不夠：因工人作業(yè)疏忽或手藝不精導(dǎo)致毛刺去除不干凈；效率低下；毛刺顆粒及粉塵對身體及環(huán)境不友好；對諸如微細小孔、槽體、腔體及死角區(qū)域無法有效手持工具進行接觸加工；無法對表面粗糙度整體進行拋光改善；對微細等工具接觸不到的區(qū)域無法加工，微細結(jié)構(gòu)加工后因受力造成結(jié)構(gòu)、尺寸或面型變形。手工去除后對棱邊或面形造成尺寸精度損失。

(2)噴砂：利用高速砂流的沖擊作用清理和粗化基體表面的過程，存在問題如下：對微細結(jié)構(gòu)無法加工或加工后造成結(jié)構(gòu)、尺寸或面型變形及棱邊出現(xiàn)缺口；對諸如微細小孔、槽體、腔體及死角區(qū)域因砂粒堵塞難以有效加工；加工后易出現(xiàn)砂粒等多余物鑲嵌殘留；無法對表面粗糙度進行拋光改善，因粗化反而增加表面粗糙度；空氣中砂流沖擊將使零部件表面出現(xiàn)氧化膜等表面變質(zhì)缺陷。

(3)磨粒流：磨粒流的加工原理是利用擠壓半固態(tài)黏性磨料，使磨料中顆粒不斷地往復(fù)對小孔內(nèi)表面進行研磨，完成拋光和去毛刺加工過程中，存在問題如下：僅針對通孔結(jié)構(gòu)適用，對其它如盲孔，溝槽、凸臺等外平面及曲面幾乎無法處理；造成小孔尺寸變形，小孔外部受力大而內(nèi)部小，因力由外至內(nèi)經(jīng)摩擦衰減形成喇叭口；黏性磨料由于具有粘黏性而易殘留在零件微細死角區(qū)域難以清除；針對不同尺寸結(jié)構(gòu)的零件需制作不同的工裝及夾具導(dǎo)致通用性很低加工成本很高。

(4)熱能去毛刺：熱能去毛刺機是零部件處于封閉工作室內(nèi)，對工作室內(nèi)易燃氣體點火爆炸，爆炸產(chǎn)生的熱沖擊實現(xiàn)零部件毛刺去除過程中，存在的問題如下：對如鋁合金、鈦合金及鎳基高溫合金等易氧化性金屬造成表面熱損傷及氧化變質(zhì)層，甚至伴隨高溫腐蝕；無法對工件表面粗糙度進行拋光改善；處理工件大小受毛刺去除腔室體積的限制；熱加工對材料尤其表面組織結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生一定的影響和改變，間接影響材料的物理化學(xué)性能。熱能去毛刺具有各項同性，難以實現(xiàn)選擇性和指向性去毛刺。

(5)化學(xué)/電解拋光技術(shù)方法

化學(xué)拋光是指利用材料表面微觀凸起的部分在化學(xué)介質(zhì)中優(yōu)先溶解而得到平滑的表面；電解拋光是利用陽極在電解池中所產(chǎn)生的電化學(xué)溶解現(xiàn)象，使陽極上的微觀凸起發(fā)生選擇性優(yōu)先溶解以形成平滑表面的加工方法，它們存在著如下問題：僅作為零件表面進一步光亮化處理，粗糙度改善十分有限難以去除表面刀紋及劃痕(若要去除需要很長的時間導(dǎo)致嚴重倒角及不均勻的減薄)，幾乎不能實現(xiàn)毛刺的去除。電解拋光及化學(xué)拋光出現(xiàn)腐蝕：一方面由于鉻酸、磷酸以及硫酸的強腐蝕性，會在工件表面形成了許多～μm大小的腐蝕孔洞；另一方面由于電化學(xué)的作用，其表面生成了許多點狀、小片狀的反應(yīng)產(chǎn)物；同時，腐蝕孔洞也導(dǎo)致酸液殘留孔內(nèi)難以清除。由于化學(xué)/電解拋光依賴特定一種金屬組元凹凸位置不同的溶解速率實現(xiàn)拋光，因此對多組元材料很難等速率拋光；而現(xiàn)在金屬零部件幾乎全為多組元合金。拋光液本身，以及拋光之后產(chǎn)生的廢液也往往含有極難處理的危化物，拋光液隨加工過程因反應(yīng)產(chǎn)物增加而存在變化，難以長時間保證加工指標的可靠穩(wěn)定。同時電化學(xué)拋光因為利用靜電場，對于內(nèi)腔和內(nèi)流道難以制作仿形電極繼而因靜電屏蔽難以實現(xiàn)該類結(jié)構(gòu)加工。