CN107779943A - 一种金属内孔等离子抛光装置及其加工方法 - Google Patents

Abstract

一种金属内孔等离子抛光装置及其加工方法，涉及一种抛光装置及其加工方法。电解质等离子抛光机由排风管、升降装置、挂架、工作上箱、抛光槽、循环管路、工作下箱以及加热管组成，绝缘卡具挂接在挂架上；排风管连接外部排风装置，加热管连接外部循环供水装置，循环管路连接外部装有电解液的槽体，通过绝缘卡具对金属工件进行紧固并挂接在挂架上，利用外部绝缘导管将供液管线与导电金属管连通，启动循环泵使电解液形成循环流，同时开启外部循环供水装置加热抛光槽内电解液，将导电金属管及导电金属片与外部电源连接，金属工件浸没到抛光槽内的电解液中。它解决了金属工件内孔抛光不便的问题，绿色环保，具有极高的推广价值。

Description

一种金属内孔等离子抛光装置及其加工方法

技术领域

本发明涉及一种抛光装置及其加工方法，尤其是一种金属内孔等离子抛光装置及其加工方法。

背景技术

抛光加工一直是金属类产品生产制造过程的重要环节，而传统的抛光方法却因为对环境以及人类健康有不利影响而逐渐被更替。其中，机械抛光虽然能获得较为平整的表面，但不能胜任形状复杂的工件的抛光加工，加工过程中会产生金属粉尘，危害人体健康；化学抛光加工效率高，可抛光形状复杂的工件，但化学抛光使用的抛光液多为腐蚀性液体，对环境污染大；超声抛光、磨粒流抛光以及磁力研磨成本过高，适用范围较小。

等离子抛光加工技术最早源自白俄罗斯，是一种绿色高效的加工技术，在解决金属工件表面高效去毛刺抛光问题的同时，也有效降低了对环境以及人类健康的不利影响。等离子抛光加工技术使用低浓度的盐溶液作为工作介质，用清洁的电能作为动力，利用等离子体放电优先产生于尖端凸起部位的特点对金属表面的毛刺进行去除。与传统的抛光方法相比，该技术解决了生产车间的粉尘和腐蚀性废液排放污染环境的问题，同时也降低了设备成本，简化了操作过程和加工工序。目前，等离子抛光加工技术已被引入我国企业，以避开传统抛光方法存在的问题。

内孔加工在金属工件加工中占据了33%的比例，传统的抛光方法很难对细长孔和形状复杂的内孔进行抛光，而目前，等离子抛光加工技术对金属工件的内孔抛光也少有研究，授权公告号CN102828186B，授权公告日2014年10月15日，名称为《量产用电解质等离子抛光机》的发明专利，虽然解决了等离子抛光加工技术的部分问题，但仍未解决金属工件的内孔抛光问题，金属工件的内孔等离子抛光扔是一个亟待解决的重点和难点问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属内孔等离子抛光装置及其加工方法，它解决了金属工件内孔抛光不便的问题，采用等离子抛光加工技术，绿色环保，具有极高的推广价值。

实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

一种金属内孔等离子抛光装置，包括电解质等离子抛光机以及绝缘卡具，所述的电解质等离子抛光机包括排风管、升降装置、挂架、工作上箱、抛光槽、循环管路、工作下箱以及加热管，所述的工作上箱底面敞口设置并与抛光槽槽口端固定连通，工作上箱前侧壁设有开关门，工作上箱后侧壁中间位置设有竖向的豁口，所述的挂架位于工作上箱内部，挂架尾端伸出所述的豁口通过固定在工作上箱后侧的升降装置实现竖向的升降，所述的排风管一端与工作上箱顶面固定连通，所述的工作下箱顶面敞口设置，所述的抛光槽固定在工作下箱内上方的中间位置，所述的循环管路设置在工作下箱内下方，循环管路包括循环泵、排液管线及供液管线，所述的排液管线中间位置安装有循环泵，排液管线一端与抛光槽底面固定连通，排液管线另一端穿出工作下箱一侧壁设置的通孔一，所述的供液管线一端密封穿入抛光槽一侧壁设置的通孔二，供液管线另一端穿出工作下箱一侧壁设置的通孔三，所述的加热管设置在工作下箱内，加热管包括T形供水管、T形排水管及两个蛇形走水管，所述的两个蛇形走水管并列设置在抛光槽左右两侧，所述的T形供水管及T形排水管均设置在抛光槽后侧，T形供水管两支管端分别与两个蛇形走水管下端固定连通，所述的T形排水管两支管端分别与两个蛇形走水管上端固定连通，T形供水管的主管端穿出工作下箱一侧壁设置的通孔四，T形排水管的主管端穿出工作下箱一侧壁设置的通孔五，所述的绝缘卡具包括底座、上卡件、压紧横梁、固定轴套、导电金属管、导电金属片及两根对拉螺杆，所述的底座上表面设有凹槽并卡装在具有内孔的金属工件底部，所述的上卡件上部为n形构件、下部为圆环状构件且制为一体，上卡件下端卡装在所述的金属工件顶部，所述的压紧横梁固定在上卡件上端，压紧横梁中心位置设有竖向的金属管穿孔，所述的导电金属管匹配插装在所述的金属管穿孔内，导电金属管下端从金属工件顶部伸入所述的内孔内，所述的固定轴套紧固套装在导电金属管侧壁中间位置，固定轴套卡设在压紧横梁上表面，压紧横梁与底座通过两根对拉螺杆进行紧固，所述的导电金属片为条形金属片并竖向设置，导电金属片下端与底座固接，导电金属片上端挂接在挂架上。

一种金属内孔等离子抛光方法，包括如下步骤：

步骤1：在所述的排风管另一端安装外部排风装置，将所述的T形供水管的主管端与外部可控制水温的循环供水装置的出水端固定连通，所述的T形排水管的主管端与外部可控制水温的循环供水装置的进水端固定连通，在所述的排液管线另一端及供液管线另一端分别固定连通一根外部连接管，两根所述的外部连接管均伸入外部装有电解液（硝酸铵溶液，浓度为4%~5.5%）的槽体内；

步骤2：通过所述的绝缘卡具对金属工件进行紧固，装配前绝缘卡具各部件清洗干净，不得有毛刺飞边，装配按照先下后上的顺序进行，装配过程中避免所述的导电金属管弯曲变形，所述的两根对拉螺杆拧紧不能出现松动，所述的导电金属片上端通过外部绝缘挂钩挂接在挂架上；

步骤3：利用外部绝缘导管将供液管线所述的一端与导电金属管上端固定连通，启动所述的循环泵使所述的抛光槽内存有适量电解液，电解液在抛光槽与所述的外部槽体之间形成循环流，流量在2.1L/min~2.8L/min之间，同时开启所述的外部循环供水装置通过加热管加热抛光槽内电解液，使电解液温度达到75℃~95℃；

步骤4：将所述的导电金属管及导电金属片与外部电源（280V~320V）连接，导电金属管为阴极，所述的导电金属片为阳极，先接通所述的外部电源，之后再通过升降装置控制绝缘卡具匀速下降，直至使金属工件浸没到抛光槽内的电解液中（保持竖向浸没），经过7min~10min完成对金属工件内孔的抛光加工。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明便于对金属工件内孔抛光，不受内孔形状限制，适用范围更广；

2.本发明采用等离子抛光加工技术，绿色环保，具有极高的推广价值；

3.本发明对电解质等离子抛光机的加热管进行了改进，增加了换热面积，能够更好的控制抛光槽内电解液的温度，效率更高。

附图说明

图1是本发明的电解质等离子抛光机的主视图；

图2是图1的左视图；

图3是图1的俯视图；

图4是本发明的电解质等离子抛光机的加热管的轴测图；

图5是本发明的绝缘卡具的主视图；

图6是图5的左视图；

图7是图5的俯视图；

图8是本发明的电解质等离子抛光机的升降装置的轴测图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

具体实施方式一：如图1~图8所示，本实施方式公开了一种金属内孔等离子抛光装置，包括电解质等离子抛光机以及绝缘卡具，所述的电解质等离子抛光机包括排风管1、升降装置2、挂架3、工作上箱4、抛光槽5、循环管路6、工作下箱7以及加热管8，所述的工作上箱4底面敞口设置并与抛光槽5槽口端固定连通，工作上箱4前侧壁设有开关门4-1，工作上箱4后侧壁中间位置设有竖向的豁口，所述的挂架3位于工作上箱4内部，挂架3尾端伸出所述的豁口通过固定在工作上箱4后侧的升降装置2实现竖向的升降，所述的排风管1一端与工作上箱4顶面固定连通，所述的工作下箱7顶面敞口设置，所述的抛光槽5固定在工作下箱7内上方的中间位置，所述的循环管路6设置在工作下箱7内下方，循环管路6包括循环泵6-1、排液管线6-2及供液管线6-3，所述的排液管线6-2中间位置安装有循环泵6-1，排液管线6-2一端与抛光槽5底面固定连通，排液管线6-2另一端穿出工作下箱7一侧壁设置的通孔一，所述的供液管线6-3一端密封穿入抛光槽5一侧壁设置的通孔二，供液管线6-3另一端穿出工作下箱7一侧壁设置的通孔三，所述的加热管8设置在工作下箱7内，加热管8包括T形供水管8-1、T形排水管8-2及两个蛇形走水管8-3，所述的两个蛇形走水管8-3并列设置在抛光槽5左右两侧，所述的T形供水管8-1及T形排水管8-2均设置在抛光槽5后侧，T形供水管8-1两支管端分别与两个蛇形走水管8-3下端固定连通，所述的T形排水管8-2两支管端分别与两个蛇形走水管8-3上端固定连通，T形供水管8-1的主管端穿出工作下箱7一侧壁设置的通孔四，T形排水管8-2的主管端穿出工作下箱7一侧壁设置的通孔五，所述的绝缘卡具包括底座9、上卡件10、压紧横梁11、固定轴套12、导电金属管13、导电金属片15及两根对拉螺杆14，所述的底座9上表面设有凹槽并卡装在具有内孔的金属工件16底部，所述的上卡件10上部为n形构件、下部为圆环状构件且制为一体，上卡件10下端卡装在所述的金属工件16顶部，所述的压紧横梁11固定在上卡件10上端，压紧横梁11中心位置设有竖向的金属管穿孔，所述的导电金属管13匹配插装在所述的金属管穿孔内，导电金属管13下端从金属工件16顶部伸入所述的内孔内，所述的固定轴套12紧固套装在导电金属管13侧壁中间位置，固定轴套12卡设在压紧横梁11上表面，压紧横梁11与底座9通过两根对拉螺杆14进行紧固，所述的导电金属片15为条形金属片并竖向设置，导电金属片15下端与底座9固接，导电金属片15上端挂接在挂架3上。

具体实施方式二：如图2、8所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述的升降装置2包括伺服电机2-1、轴杆2-2、升降板2-3、安装座2-4及两根限位圆杆2-5，所述的升降板2-3中心位置设有内螺纹孔，所述的轴杆2-2侧壁制有外螺纹，轴杆2-2旋接在升降板2-3所述的内螺纹孔中，升降板2-3两侧分别设有一个限位圆孔，所述的两根限位圆杆2-5分别转动插装在升降板2-3对应所述的限位圆孔内，所述的安装座2-4设置在升降板2-3下方并与工作上箱4后侧壁固接，轴杆2-2下端通过轴承与安装座2-4转动连接，两根限位圆杆2-5下端均固定在安装座2-4上，所述的伺服电机2-1输出轴外端与轴杆2-2上端通过联轴器同轴固接，伺服电机2-1壳体与工作上箱4后侧壁固接，所述的挂架3尾端与升降板2-3固接。

具体实施方式三：如图5、6、7所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述的底座9、上卡件10及压紧横梁11均采用聚四氟乙烯材料制成。

具体实施方式四：如图5、6、7所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述的导电金属管13及导电金属片15均采用304不锈钢材料制成。

具体实施方式五：本实施方式公开了一种使用具体实施方式一、具体实施方式二、具体实施方式三或具体实施方式四进行金属工件内孔抛光的加工方法：

步骤1：在所述的排风管1另一端安装外部排风装置，将所述的T形供水管8-1的主管端与外部可控制水温的循环供水装置的出水端固定连通，所述的T形排水管8-2的主管端与外部可控制水温的循环供水装置的进水端固定连通，在所述的排液管线6-2另一端及供液管线6-3另一端分别固定连通一根外部连接管，两根所述的外部连接管均伸入外部装有电解液（硝酸铵溶液，浓度为4%~5.5%）的槽体内；

步骤2：通过所述的绝缘卡具对金属工件16进行紧固，装配前绝缘卡具各部件清洗干净，不得有毛刺飞边，装配按照先下后上的顺序进行，装配过程中避免所述的导电金属管13弯曲变形，所述的两根对拉螺杆14拧紧不能出现松动，所述的导电金属片15上端通过外部绝缘挂钩挂接在挂架3上；

步骤3：利用外部绝缘导管将供液管线6-3所述的一端与导电金属管13上端固定连通，启动所述的循环泵6-1使所述的抛光槽5内存有适量电解液，电解液在抛光槽5与所述的外部槽体之间形成循环流，流量在2.1L/min~2.8L/min之间，同时开启所述的外部循环供水装置通过加热管8加热抛光槽5内电解液，使电解液温度达到75℃~95℃；

步骤4：将所述的导电金属管13及导电金属片15与外部电源（280V~320V）连接，导电金属管13为阴极，所述的导电金属片15为阳极，先接通所述的外部电源，之后再通过升降装置2控制绝缘卡具匀速下降，直至使金属工件16浸没到抛光槽5内的电解液中（保持竖向浸没），经过7min~10min完成对金属工件16内孔的抛光加工。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的装体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同条件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种金属内孔等离子抛光装置，包括电解质等离子抛光机，所述的电解质等离子抛光机包括排风管（1）、升降装置（2）、挂架（3）、工作上箱（4）、抛光槽（5）、循环管路（6）、工作下箱（7）以及加热管（8），所述的工作上箱（4）底面敞口设置并与抛光槽（5）槽口端固定连通，工作上箱（4）前侧壁设有开关门（4-1），工作上箱（4）后侧壁中间位置设有竖向的豁口，所述的挂架（3）位于工作上箱（4）内部，挂架（3）尾端伸出所述的豁口通过固定在工作上箱（4）后侧的升降装置（2）实现竖向的升降，所述的排风管（1）一端与工作上箱（4）顶面固定连通，所述的工作下箱（7）顶面敞口设置，所述的抛光槽（5）固定在工作下箱（7）内上方的中间位置，所述的循环管路（6）设置在工作下箱（7）内下方，循环管路（6）包括循环泵（6-1）、排液管线（6-2）及供液管线（6-3），所述的排液管线（6-2）中间位置安装有循环泵（6-1），排液管线（6-2）一端与抛光槽（5）底面固定连通，排液管线（6-2）另一端穿出工作下箱（7）一侧壁设置的通孔一，所述的供液管线（6-3）一端密封穿入抛光槽（5）一侧壁设置的通孔二，供液管线（6-3）另一端穿出工作下箱（7）一侧壁设置的通孔三，所述的加热管（8）设置在工作下箱（7）内，其特征在于：所述的加热管（8）包括T形供水管（8-1）、T形排水管（8-2）及两个蛇形走水管（8-3），所述的两个蛇形走水管（8-3）并列设置在抛光槽（5）左右两侧，所述的T形供水管（8-1）及T形排水管（8-2）均设置在抛光槽（5）后侧，T形供水管（8-1）两支管端分别与两个蛇形走水管（8-3）下端固定连通，所述的T形排水管（8-2）两支管端分别与两个蛇形走水管（8-3）上端固定连通，T形供水管（8-1）的主管端穿出工作下箱（7）一侧壁设置的通孔四，T形排水管（8-2）的主管端穿出工作下箱（7）一侧壁设置的通孔五，所述的金属内孔等离子抛光装置还包括绝缘卡具，所述的绝缘卡具包括底座（9）、上卡件（10）、压紧横梁（11）、固定轴套（12）、导电金属管（13）、导电金属片（15）及两根对拉螺杆（14），所述的底座（9）上表面设有凹槽并卡装在具有内孔的金属工件（16）底部，所述的上卡件（10）上部为n形构件、下部为圆环状构件且制为一体，上卡件（10）下端卡装在所述的金属工件（16）顶部，所述的压紧横梁（11）固定在上卡件（10）上端，压紧横梁（11）中心位置设有竖向的金属管穿孔，所述的导电金属管（13）匹配插装在所述的金属管穿孔内，导电金属管（13）下端从金属工件（16）顶部伸入所述的内孔内，所述的固定轴套（12）紧固套装在导电金属管（13）侧壁中间位置，固定轴套（12）卡设在压紧横梁（11）上表面，压紧横梁（11）与底座（9）通过两根对拉螺杆（14）进行紧固，所述的导电金属片（15）为条形金属片并竖向设置，导电金属片（15）下端与底座（9）固接，导电金属片（15）上端挂接在挂架（3）上。

2.根据权利要求1所述的一种金属内孔等离子抛光装置，其特征在于：所述的升降装置（2）包括伺服电机（2-1）、轴杆（2-2）、升降板（2-3）、安装座（2-4）及两根限位圆杆（2-5），所述的升降板（2-3）中心位置设有内螺纹孔，所述的轴杆（2-2）侧壁制有外螺纹，轴杆（2-2）旋接在升降板（2-3）所述的内螺纹孔中，升降板（2-3）两侧分别设有一个限位圆孔，所述的两根限位圆杆（2-5）分别转动插装在升降板（2-3）对应所述的限位圆孔内，所述的安装座（2-4）设置在升降板（2-3）下方并与工作上箱（4）后侧壁固接，轴杆（2-2）下端通过轴承与安装座（2-4）转动连接，两根限位圆杆（2-5）下端均固定在安装座（2-4）上，所述的伺服电机（2-1）输出轴外端与轴杆（2-2）上端通过联轴器同轴固接，伺服电机（2-1）壳体与工作上箱（4）后侧壁固接，所述的挂架（3）尾端与升降板（2-3）固接。

3.根据权利要求1所述的一种金属内孔等离子抛光装置，其特征在于：所述的底座（9）、上卡件（10）及压紧横梁（11）均采用聚四氟乙烯材料制成。

4.根据权利要求1所述的一种金属内孔等离子抛光装置，其特征在于：所述的导电金属管（13）及导电金属片（15）均采用304不锈钢材料制成。

5.一种使用权利要求1、2、3或4所述的一种金属内孔等离子抛光装置进行金属工件内孔抛光的加工方法，其特征在于：所述的加工方法包括如下步骤：

步骤1：在所述的排风管（1）另一端安装外部排风装置，将所述的T形供水管（8-1）的主管端与外部可控制水温的循环供水装置的出水端固定连通，所述的T形排水管（8-2）的主管端与外部可控制水温的循环供水装置的进水端固定连通，在所述的排液管线（6-2）另一端及供液管线（6-3）另一端分别固定连通一根外部连接管，两根所述的外部连接管均伸入外部装有电解液（硝酸铵溶液，浓度为4%~5.5%）的槽体内；

步骤2：通过所述的绝缘卡具对金属工件（16）进行紧固，装配前绝缘卡具各部件清洗干净，不得有毛刺飞边，装配按照先下后上的顺序进行，装配过程中避免所述的导电金属管（13）弯曲变形，所述的两根对拉螺杆（14）拧紧不能出现松动，所述的导电金属片（15）上端通过外部绝缘挂钩挂接在挂架（3）上；

步骤3：利用外部绝缘导管将供液管线（6-3）所述的一端与导电金属管（13）上端固定连通，启动所述的循环泵（6-1）使所述的抛光槽（5）内存有适量电解液，电解液在抛光槽（5）与所述的外部槽体之间形成循环流，流量在2.1L/min~2.8L/min之间，同时开启所述的外部循环供水装置通过加热管（8）加热抛光槽（5）内电解液，使电解液温度达到75℃~95℃；

步骤4：将所述的导电金属管（13）及导电金属片（15）与外部电源（280V~320V）连接，导电金属管（13）为阴极，所述的导电金属片（15）为阳极，先接通所述的外部电源，之后再通过升降装置（2）控制绝缘卡具匀速下降，直至使金属工件（16）浸没到抛光槽（5）内的电解液中（保持竖向浸没），经过7min~10min完成对金属工件（16）内孔的抛光加工。