[发明专利]一种利用低压喷束对精密零件去毛刺抛光的方法

说明书

本发明属于精密零件机械加工技术领域，具体涉及一种利用低压喷束对精密零件去毛刺抛光的方法。本发明方法包括如下步骤：首先，评价精密零件原表面的毛刺尺寸；其次，根据毛刺尺寸选择磨粒种类和喷束压力；最后，使用选定的磨粒种类和喷束压力通过一次或多次去除精密零件表面的毛刺，达到精密零件表面粗糙度Ra的加工要求。使用本发明方法能够实现不限零件结构复杂性及微细缝/孔/槽结构的去毛刺抛光，同时几乎不改变零部件任何尺寸及面型精度，且对表面不产生损伤层、变质层及腐蚀层。

技术领域

本发明属于精密零件机械加工技术领域，具体涉及一种利用低压喷束对精密零件去毛刺抛光的方法，该方法主要解决航空航天、机械、医疗、通讯及电子行业等超精密零部件外表面毛刺、刀纹、划痕的去除，以及对零部件表面抛光等表面质量改善。

背景技术

现有技术主要通过手工、喷砂、磨粒流、热爆炸及其它电解/化学/超声波/磁研磨等辅助方法去毛刺。

(1)手工：采用如锯条、锉刀或特殊制备的修边刀对零件边缘毛刺进行剐蹭去除过程，存在问题如下：去除不均匀；细微毛刺难以去除；可靠性不够：因工人作业疏忽或手艺不精导致毛刺去除不干净；效率低下；毛刺颗粒及粉尘对身体及环境不友好；对诸如微细小孔、槽体、腔体及死角区域无法有效手持工具进行接触加工；无法对表面粗糙度整体进行抛光改善；对微细等工具接触不到的区域无法加工，微细结构加工后因受力造成结构、尺寸或面型变形。手工去除后对棱边或面形造成尺寸精度损失。

(2)喷砂：利用高速砂流的冲击作用清理和粗化基体表面的过程，存在问题如下：对微细结构无法加工或加工后造成结构、尺寸或面型变形及棱边出现缺口；对诸如微细小孔、槽体、腔体及死角区域因砂粒堵塞难以有效加工；加工后易出现砂粒等多余物镶嵌残留；无法对表面粗糙度进行抛光改善，因粗化反而增加表面粗糙度；空气中砂流冲击将使零部件表面出现氧化膜等表面变质缺陷。

(3)磨粒流：磨粒流的加工原理是利用挤压半固态黏性磨料，使磨料中颗粒不断地往复对小孔内表面进行研磨，完成抛光和去毛刺加工过程中，存在问题如下：仅针对通孔结构适用，对其它如盲孔，沟槽、凸台等外平面及曲面几乎无法处理；造成小孔尺寸变形，小孔外部受力大而内部小，因力由外至内经摩擦衰减形成喇叭口；黏性磨料由于具有粘黏性而易残留在零件微细死角区域难以清除；针对不同尺寸结构的零件需制作不同的工装及夹具导致通用性很低加工成本很高。

(4)热能去毛刺：热能去毛刺机是零部件处于封闭工作室内，对工作室内易燃气体点火爆炸，爆炸产生的热冲击实现零部件毛刺去除过程中，存在的问题如下：对如铝合金、钛合金及镍基高温合金等易氧化性金属造成表面热损伤及氧化变质层，甚至伴随高温腐蚀；无法对工件表面粗糙度进行抛光改善；处理工件大小受毛刺去除腔室体积的限制；热加工对材料尤其表面组织结构会产生一定的影响和改变，间接影响材料的物理化学性能。热能去毛刺具有各项同性，难以实现选择性和指向性去毛刺。

(5)化学/电解抛光技术方法

化学抛光是指利用材料表面微观凸起的部分在化学介质中优先溶解而得到平滑的表面；电解抛光是利用阳极在电解池中所产生的电化学溶解现象，使阳极上的微观凸起发生选择性优先溶解以形成平滑表面的加工方法，它们存在着如下问题：仅作为零件表面进一步光亮化处理，粗糙度改善十分有限难以去除表面刀纹及划痕(若要去除需要很长的时间导致严重倒角及不均匀的减薄)，几乎不能实现毛刺的去除。电解抛光及化学抛光出现腐蚀：一方面由于铬酸、磷酸以及硫酸的强腐蚀性，会在工件表面形成了许多～μm大小的腐蚀孔洞；另一方面由于电化学的作用，其表面生成了许多点状、小片状的反应产物；同时，腐蚀孔洞也导致酸液残留孔内难以清除。由于化学/电解抛光依赖特定一种金属组元凹凸位置不同的溶解速率实现抛光，因此对多组元材料很难等速率抛光；而现在金属零部件几乎全为多组元合金。抛光液本身，以及抛光之后产生的废液也往往含有极难处理的危化物，抛光液随加工过程因反应产物增加而存在变化，难以长时间保证加工指标的可靠稳定。同时电化学抛光因为利用静电场，对于内腔和内流道难以制作仿形电极继而因静电屏蔽难以实现该类结构加工。