CN107999915A - 基于高压脉冲电流触发纯氧环境下毛刺燃烧的细长孔去毛刺方法 - Google Patents

Abstract

一种基于高压脉冲电流触发纯氧环境下毛刺燃烧的细长孔去毛刺方法，其特征在于该去毛刺方法步骤为：先将细长孔所在零件接地，再将零件整体置于纯氧环境中或仅在细长孔内通入纯氧，然后将通有高压脉冲电流的金属电极伸入细长孔内并靠近毛刺利用火花放电将毛刺点燃，待无火花产生既毛刺去除干净后，将金属电极从细长孔中取出，并将零件从纯氧环境中取出或停止向细长孔内通入氧气，最后清洗细长孔，以去除毛刺燃烧产生的金属氧化物等，即可实现去除细长孔内毛刺。与原有方法相比，该方法自适应性好，去除毛刺效果更彻底，能耗更低。

Description

基于高压脉冲电流触发纯氧环境下毛刺燃烧的细长孔去毛刺 方法

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，涉及一种细长孔去毛刺的方法，具体地说是一种基于高压脉冲电流触发纯氧环境下毛刺燃烧的细长孔去毛刺方法。

背景技术

在金属切削加工过程中，各种加工方法不同程度地均会产生毛刺，其往往出现在两个表面连接处或棱边上，一般表现为微小尖棱凸出物。毛刺的存在，严重地影响着零件或产品的质量和精度。以细长孔为例，其多作为液压或气压元器件中工作介质流道。使用过程中毛刺脱落后，一旦进入液压或气压系统的回路中，不但会使运动件卡死、回路或过滤网堵塞等而造成事故，而且还会引起流体紊流或非层流，降低液压或气压系统的工作性能，等等。因此，毛刺的去除一直备受机械加工领域人员的重视。然而，当零件具有复杂型腔、相贯相交孔系、深孔、盲孔等结构时，这些结构处不仅极易产生毛刺，而且这些结构处的毛刺属于内部毛刺去除难度极大。

目前比较常见的去毛刺的方法，有电解去毛刺（利用电化学溶解作用）、超声波去毛刺（利用超声空化作用）、挤压珩磨去毛刺（利用机械力作用）等。但是，这些方法在去除细长孔内毛刺时尚不够理想。电解去毛刺法，不可避免地存在着对工件的腐蚀，而且还会对环境造成污染；超声波去毛刺法，由于细长孔特殊的结构引起超声作用不均匀，导致去毛刺不彻底；挤压珩磨法，其珩磨头则很难进入细长孔实现去毛刺。

近年来，出现了一种利用高压脉冲电流的热作用去毛刺的新方法。如专利号为CN201610812664.7的发明专利，所述方法为先将毛刺易出现部位接地，再将通有高压脉冲电流的金属电极靠近毛刺区域，击穿毛刺处的空气以产生等离子体，并释放处局部的高温使金属毛刺熔化或气化，以达到去毛刺的目的。然而，其利用的仅是高压脉冲电流的热作用。当脉冲电流较小的时候，毛刺不能完全气化，部分熔融的毛刺仍会粘连在工件上，去除毛刺不够彻底；当脉冲电流较大的时候，高压脉冲电流的热作用又会对零件产生热影响甚至造成烧伤现象。众所周知，金属微粉在高浓度氧气环境下其燃点大多比熔点低，例如铁粉在0.1MPa的纯氧环境下其燃点仅为930℃，而一般环境下纯铁的熔点高达1538℃。若以高压脉冲电流将处于高浓度氧气环境中的毛刺（其物性与金属微粉极为类似）点燃，使毛刺燃烧生成金属氧化物，可较好地解决上述仅利用高压脉冲电流热作用去毛刺所存在的问题。

通过对国内外相关文献的检索，目前尚未发现基于高压脉冲电流触发高浓度氧气环境下毛刺燃烧的细长孔去毛刺方法可供使用。

发明内容

本发明的目的是针对细长孔内毛刺去除困难，而现有去毛刺方法对于去除细长孔内毛刺存在去除不彻底等问题，发明一种基于高压脉冲电流触发纯氧环境下毛刺燃烧的细长孔去毛刺方法。

本发明的技术方案是：

一种基于高压脉冲电流触发纯氧环境下毛刺燃烧的细长孔去毛刺方法，其特征在于该去毛刺方法包括如下步骤：

第一步，将细长孔所在零件接地；

第二步，将零件整体置于纯氧环境中或仅在细长孔内通入纯氧；

第三步，将通有高压脉冲电流的金属电极伸入细长孔内易产生毛刺的区域并做旋转运动，当金属电极靠近毛刺时产生火花放电，在纯氧下将毛刺点燃发生类似金属微粉燃烧的反应使毛刺转变为金属氧化物；

第四步，当金属电极不再产生火花放电即意味着毛刺已去除干净，然后将金属电极从细长孔中取出，并将零件从纯氧环境中取出或停止向细长孔内通入氧气；

第五步，清洗细长孔，以去除去毛刺过程中所产生的金属氧化物等，即可实现去除细长孔内毛刺。

所述纯氧为工业用纯氧，氧含量为99%及以上。

所述在细长孔内通入纯氧，可以高压氧直接注入细长孔，当细长孔为盲孔时在去毛刺过程中全程注氧，当细长孔为通孔或贯通孔可将孔的一端密封。

所述金属电极为铜钨合金针电极。

所述高压脉冲电流为纳秒级高压脉冲电流，电压可根据零件大小、材质及毛刺严重程度进行设定。

所述清洗细长孔，也可以结合零件清洗工序一同进行。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

本发明的有益效果：

（1）采用本发明所述方法去毛刺过程中，高压脉冲电流在经过毛刺区域，会因为毛刺尖端效应而使毛刺温度迅速升高并达到燃点，而零件其他区域则几乎不会产生温升，其对复杂结构零件上毛刺具有很强的自适应性。

（2）采用本发明所述方法去毛刺过程中，毛刺燃烧产物为金属氧化物，通过常规清洗即可从零件表面去除，不会产生如现有技术中未能气化的熔融金属重新凝固而产生的残留物，其去毛刺彻底。

（3）本发明所述方法提出利用纯氧下金属微粉的燃点比起熔点低的特点，可在低电压等级实现去毛刺或较高电压等级下提高去毛刺效率，相对于现有高压脉冲电流热作用去毛刺的方法具有能耗低等优点。

附图说明

图1为某细长盲孔采用本发明方法去毛刺示意图。

图2为某细长纵横贯通孔采用本发明方法去毛刺示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但这不能用于对本发明的限制，本领域技术人员根据本发明的基本思想，可以做出各种修改或改进，但是只要不脱离本发明的基本思想，均在本发明的范围之内。

如图1。

实施例一。

一种基于高压脉冲电流触发纯氧环境下毛刺燃烧的细长盲孔去毛刺方法，具体包括如下步骤：

第一步，将细长孔所在零件接地；

第二步，将零件整体置于纯氧环境中或仅在细长孔内通入工业用纯氧，氧含量为99%及以上；并以高压氧直接注入细长孔内，如图1所示；

第三步，将通有高压脉冲电流的铜钨合金针电极伸入细长孔内易产生毛刺的区域并做旋转运动，当金属电极靠近毛刺时产生火花放电，在纯氧下将毛刺点燃发生类似金属微粉燃烧的反应使毛刺转变为金属氧化物；所述高压脉冲电流为纳秒级高压脉冲电流，电压可根据零件大小、材质及毛刺严重程度进行设定；

第四步，当金属电极不再产生火花放电即意味着毛刺已去除干净，然后将金属电极从细长孔中取出，并将零件从纯氧环境中取出或停止向细长孔内通入氧化；第五步，清洗细长孔，以去除去毛刺过程中所产生的金属氧化物等，即可实现去除细长孔内毛刺。所述清洗细长孔，也可以结合零件清洗工序一同进行。

实施例二。

如图2所示。

一种基于高压脉冲电流触发纯氧环境下毛刺燃烧的细长贯通孔去毛刺方法，具体包括如下步骤：

第一步，将贯通孔用塞子塞住，以防止氧化从贯通孔泄漏；

第二步，将细长孔所在零件接地；

第三步，将零件整体置于纯氧环境中或仅在细长贯通孔内通入工业用纯氧，可从需要去除毛刺的细长孔中注入纯氧，也可从孔塞入注入纯氧，如图2所示，工业纯氧的氧含量为99%及以上；并以高压氧直接注入；

第四步，将通有高压脉冲电流的铜钨合金针电极伸入细长孔内易产生毛刺的区域并做旋转运动，当金属电极靠近毛刺时产生火花放电，在纯氧下将毛刺点燃发生类似金属微粉燃烧的反应使毛刺转变为金属氧化物；所述高压脉冲电流为纳秒级高压脉冲电流，电压可根据零件大小、材质及毛刺严重程度进行设定；

第五步，当金属电极不再产生火花放电即意味着毛刺已去除干净，然后将金属电极从细长孔中取出，并将零件从纯氧环境中取出或停止向细长孔内通入氧化；第五步，清洗细长孔，以去除去毛刺过程中所产生的金属氧化物等，即可实现去除细长孔内毛刺。所述清洗细长孔，也可以结合零件清洗工序一同进行。

采用本发明所述细长孔去毛刺方法，对复杂结构零件上毛刺具有很强的自适应性，去除毛刺彻底且效率高（仅需5-10秒），能够满足液压或气压系统等对去毛刺要求极高场合用零件去毛刺的要求。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (6)

1.一种基于高压脉冲电流触发纯氧环境下毛刺燃烧的细长孔去毛刺方法，其特征在于它包括如下步骤：

第一步，将细长孔所在零件接地；

第二步，将零件整体置于纯氧环境中或仅在细长孔内通入纯氧；

第三步，将通有高压脉冲电流的金属电极伸入细长孔内有毛刺的区域并做旋转运动，当金属电极靠近毛刺时产生火花放电，在纯氧下将毛刺点燃发生类似金属微粉燃烧的反应使毛刺转变为金属氧化物；

第四步，当金属电极不再产生火花放电即意味着毛刺已去除干净，然后将金属电极从细长孔中取出，并将零件从纯氧环境中取出或停止向细长孔内通入氧气；

第五步，清洗细长孔，以去除去毛刺过程中所产生的金属氧化物，即实现去除细长孔内毛刺。

2.根据权利要求1所述的细长孔去毛刺方法，其特征是所述纯氧为工业用纯氧，氧含量为99%及以上。

3.根据权利要求1所述的细长孔去毛刺方法，其特征是所述在细长孔内通入纯氧时以高压氧直接注入细长孔内，当细长孔为盲孔时，在去毛刺过程中全程注氧，当细长孔为通孔或贯通孔时应将孔的一端密封。

4.根据权利要求1所述的细长孔去毛刺方法，其特征是所述金属电极为铜钨合金针电极。

5.根据权利要求1所述的细长孔去毛刺方法，其特征是所述高压脉冲电流为纳秒级高压脉冲电流，电压应根据零件大小、材质及毛刺严重程度进行设定。

6.根据权利要求1所述的细长孔去毛刺方法，其特征是所述清洗细长孔，也可以结合零件清洗工序一同进行。