CN102962732A - 一种电火花线切割贯通形型腔模具的磁流变抛光方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电火花线切割贯通形型腔模具的磁流变抛光方法，包括以下步骤：1）将极性相反的两块永磁铁分别吸附在与贯通形型腔模具形状相吻合的型芯的顶部和底部，且将型芯和两块永磁铁固定制作成一型芯磁性抛光模；2）将贯通形型腔模具固定在一抛光槽内，且将磁流变抛光液倒入抛光槽中3）将型芯磁性抛光模固定在一可竖直往复运动的升降机构上；4）将型芯磁性抛光模放置到抛光槽中，且将型芯磁性抛光模插设在贯通形型腔模具内，型芯表面形成一层形状与被抛光表面吻合的抛光层；5）升降机构驱动型芯磁性抛光模在贯通形型腔模具内作往复运动，抛光层对贯通形型腔模具进行整体式抛光。本发明可以广泛应用于复杂模具型腔表面抛光，特别是适用于电火花线切割贯通形型腔模具的表面抛光中。

Description

一种电火花线切割贯通形型腔模具的磁流变抛光方法

技术领域

本发明涉及一种模具的抛光方法，特别是关于一种电火花线切割贯通形型腔模具的磁流变抛光方法。

背景技术

目前，模具行业中大部分的冲压模具采用电火花线切割加工，它存在的问题之一是经过放电加工后模具的表面会形成脆硬的电蚀层，而且其表面的粗糙度值Ra也很大，模具接触面摩擦系数的大小主要受电蚀层和粗糙度值Ra的影响，因此电蚀层和粗糙度值Ra对于模具寿命至关重要，降低表面粗糙度值的方法主要是增加后续加工工序，对模具表面进行抛光处理。

现有机械工件的抛光方法除了传统的手工机械抛光方法外，还有激光抛光、气囊抛光、超声波抛光、电子束抛光、电解抛光、化学抛光、磁性研抛、挤压珩磨（磨粒流加工）以及由它们组成的一些复合抛光新工艺新方法。上述每种抛光方法对解决某一特定的问题都有一定的效果，但是不论采用传统方法还是新工艺在模具型腔型芯抛光应用中都存在不足，例如传统手工机械抛光方法效率低；超声波抛光适宜对脆性材料抛光，对塑性材料抛光效果不好；电解抛光、化学抛光很难精确控制零件的几何精度；电子束抛光对于与发射枪平行的小型腔内表面无法加工，因此复杂贯通形型腔模具抛光一直是冲压模具制造中颇为棘手的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种适应性好、操作简单，不仅能够整体高效降低模具表面粗糙度，而且能够去除电蚀层的电火花线切割贯通形型腔模具的磁流变抛光方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种电火花线切割贯通形型腔模具的磁流变抛光方法，包括以下步骤：1）电火花线切割加工完成贯通形型腔模具后，将极性相反的两块永磁铁分别吸附在与所述贯通形型腔模具形状相吻合的型芯的顶部和底部，且将所述型芯和两块永磁铁固定制作成一型芯磁性抛光模；2）将所述贯通形型腔模具固定在一抛光槽内，且将磁流变抛光液倒入所述抛光槽中，使所述贯通形型腔模具与所述磁流变抛光液充分接触；3）将所述型芯磁性抛光模固定在一可竖直往复运动的升降机构上；4）将所述型芯磁性抛光模放置到所述抛光槽中，且将所述型芯磁性抛光模插设在所述贯通形型腔模具内，所述贯通形型腔模具与型芯之间的间隙内的磁流变抛光液中的顺磁颗粒在磁场作用下沿磁场方向结成链状结构，磁流变抛光液中的磨粒夹设在所述链状结构中，所述型芯表面形成一层形状与被抛光表面吻合的抛光层；5）所述升降机构驱动所述型芯磁性抛光模在所述贯通形型腔模具内作往复运动，所述抛光层对所述贯通形型腔模具进行整体式抛光。

所述升降机构采用凸轮机构，所述位于型芯顶部的永磁铁与凸轮机构的推杆固定连接，所述凸轮机构的中心轴与电机的输出轴连接，电机通过凸轮机构驱动型芯磁性抛光模做往复运动。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明将两块永磁铁分别吸附在与贯通形型腔模具形状相吻合的型芯的顶部和底部，并将三者固定形成一型芯磁性抛光模，由于每一个工件对应一个专用抛光工具，因此型芯磁性抛光模的表面与贯通形型腔模具形状相吻合，具有很好的整体适应性。2、本发明将贯通形型腔模具和型芯磁性抛光模放置在设置有磁流变抛光液的抛光池中，由于型芯磁性抛光模与被抛光面间隙很小，芯型磁性抛光模的磁化压力很大，由于磁流变效应，型芯磁性抛光模和贯通形型腔模具的间隙中的顺磁颗粒变硬，顺磁颗粒在磁场作用下沿磁场方向结成链状结构，从而使碳化硅磨粒夹附在链状结构中，在型芯表面形成一层厚度薄而均匀，形状与被抛光表面吻合的，具有一定刚度的柔性抛光层，因此本发明的型芯磁性抛光模不容易受损。3、本发明通过升降机构驱动型芯磁性抛光模相对贯通形型腔模具作往复运动，通过抛光层对贯通形型腔模具进行整体式抛光，节省工序，操作简便，不仅可以有效的去除毛刺等粗糙部分，降低表面粗糙度值，而且一个抛光周期能加工整个模具表面，效率高。本发明可以广泛应用于复杂模具型腔表面抛光，特别是适用于电火花线切割贯通形型腔模具的表面抛光中。

附图说明

图1是本发明的贯通形型腔模具所对应的型芯结构示意图；

图2是本发明实施例的型芯磁性抛光模结构示意图；

图3是本发明实施例的经电火花线切割加工得到的贯通形型腔模具结构示意图；

图4是本发明实施例型芯磁性抛光模与贯通形型腔模具抛光的相对位置示意图；

图5是本发明的实施方法过程示意图；

图6是本发明的磁场磁力线分布示意图，表明贯通形型腔模具与型芯的间隙中磁场的分布符合磁流变抛光的需要：即磁感应强度方向基本垂直被抛光型腔内表面；

图7是本发明的抛光间隙局部放大示意图，箭头是指型芯磁性抛光模的往复运动方向；

图8是本发明的凸轮机构与型芯磁性抛光模的连接示意图，箭头是指型芯磁性抛光模的往复运动方向。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1～7所示，本发明的电火花线切割贯通形型腔模具的磁流变抛光方法包括以下步骤：

1、经电火花线切割加工完成贯通形型腔模具后，将极性相反的两块永磁铁1、2分别吸附在与上述贯通形型腔模具形状相吻合的型芯3的顶部和底部，且可以通过一螺钉依次穿过永磁铁1、型芯3和永磁铁2将三者固定制作成一型芯磁性抛光模4（如图2所示）。

2、如图3～5所示，将贯通形型腔模具5固定在一抛光槽6内，且将磁流变抛光液7倒入抛光槽6中，使贯通形型腔模具5与磁流变抛光液7充分接触（磁流变抛光液7全部淹没贯通形型腔模具5即可），在无外加磁场时，磁流变抛光液7会在贯通形型腔模具5四周自由流动。其中，磁流变抛光液7是由基载液、抛光粉、顺磁性颗粒例和稳定剂四部分按不同比例混合而成，本发明的实施例中的磁流变抛光液7是由水、碳化（SiC）磨粒、还原铁粉和稳定剂混合而成，碳化硅磨粒的硬度高，用于对贯通形型腔模具进行抛光，还原铁粉在磁场中被磁化，磁场撤走后磁性消失。

3、将型芯磁性抛光模4固定在一可竖直往复运动的升降机构上，且将升降机构放置在一外设机架上。

4、如图6～7所示，将型芯磁性抛光模4放置到抛光槽6中，并将其插设在贯通形型腔模具5内，由于贯通形型腔模具5是采用电火花线切割制成，因此贯通形型腔模具5与型芯3之间留设有均匀的微小间隙。由于磁流变效应，型芯磁性抛光模4和贯通形型腔模具5的间隙中的顺磁颗粒8变硬，顺磁颗粒8在磁场作用下沿磁场方向（如图6所示）结成链状结构，从而使碳化硅磨粒9夹附在链状结构中，型芯3表面形成一层厚度薄而均匀，形状与被抛光表面吻合的，且具有一定刚度的柔性抛光层（如图7所示）。

5、升降机构驱动型芯磁性抛光模4在贯通形型腔模具5里面作往复运动，例如：型芯磁性抛光模4沿z轴（z轴是与贯通形型腔模具内表面平行）做往复直线运行，夹附在链状结构中的碳化硅磨粒9的剪切屈服应力对贯通形型腔模具5进行整体式柔性抛光。其中，一个抛光周期（型芯磁性抛光模4从最高点运动到最低点再回到最高点为一个周期）就能够一次抛光整个贯通形型腔模具5的表面。在实际使用中，可以根据需要通过调节磁流变抛光液的浓度、控制永磁铁感应强度、调节贯通形型腔模具5和型芯磁性抛光模4相对运动速度使得贯通形型腔模具5表面的粗糙度满足实际要求。

上述实施例中，步骤2中将贯通形型腔模具5固定在一抛光槽6内可以采用各种方式，本发明实施例中是通过采用现有的螺旋压板机构将贯通形型腔模具5固定在抛光槽6内。

如图8所示，上述各实施例中，步骤3中的升降机构可以采用各种方式，本发明实施例中是采用凸轮机构10驱动型芯磁性抛光模4做往复相对运动，永磁铁1与凸轮机构的推杆101固定连接，凸轮机构10的中心轴与电机的输出轴连接，电机通过凸轮机构驱动型芯磁性抛光模4做往复相对运动。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中方法的实施步骤等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (2)

1.一种电火花线切割贯通形型腔模具的磁流变抛光方法，包括以下步骤：

1）电火花线切割加工完成贯通形型腔模具后，将极性相反的两块永磁铁分别吸附在与所述贯通形型腔模具形状相吻合的型芯的顶部和底部，且将所述型芯和两块永磁铁固定制作成一型芯磁性抛光模；

2）将所述贯通形型腔模具固定在一抛光槽内，且将磁流变抛光液倒入所述抛光槽中，使所述贯通形型腔模具与所述磁流变抛光液充分接触；

3）将所述型芯磁性抛光模固定在一可竖直往复运动的升降机构上；

4）将所述型芯磁性抛光模放置到所述抛光槽中，且将所述型芯磁性抛光模插设在所述贯通形型腔模具内，所述贯通形型腔模具与型芯之间的间隙内的磁流变抛光液中的顺磁颗粒在磁场作用下沿磁场方向结成链状结构，磁流变抛光液中的磨粒夹设在所述链状结构中，所述型芯表面形成一层形状与被抛光表面吻合的抛光层；

5）所述升降机构驱动所述型芯磁性抛光模在所述贯通形型腔模具内作往复运动，所述抛光层对所述贯通形型腔模具进行整体式抛光。

2.如权利要求1所述的一种电火花线切割贯通形型腔模具的磁流变抛光方法，其特征在于：所述升降机构采用凸轮机构，所述位于型芯顶部的永磁铁与凸轮机构的推杆固定连接，所述凸轮机构的中心轴与电机的输出轴连接，电机通过凸轮机构驱动型芯磁性抛光模做往复运动。

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