电化学去毛刺设备技术方案

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电化学去毛刺设备技术方案

简介：

苏州电加工机床研究所（苏州中特机电科技有限公司）成立于 1958年，原隶属于机械工业部，1999年 7月转企划归隶属于中央企业工委的中国机械装备（集团）公司管理，现隶属国资委，为国有高科技企业。本所是全国电加工行业的归口单位，主要从事电火花成形加工、电火花线切割加工、电火花小孔加工、超声波抛光、电化学以及其它复合加工等特种加工的基础技术、加工工艺及设备的研究、开发和生产，致力于提高模具、航天航空、汽车制造、轧钢、纺织、通讯等行业的加工能力和装备水平。此外，本所还负责全国电加工行业的技术发展规划，中国机械工程学会特种加工分会、中国机床工具协会特种加工分会、全国特种加工机床标准化技术委员会、中国模具协会技术委员会均挂靠在本所；机械工业电加工机床产品质量监督检测中心和国家商检局电加工机床认可实验室也设在本所；全国中文核心期刊《电加工与模具》也由本所出版发行。

我所于八十所代初开始按机械工业部下达的科研任务进行了电化学去毛刺加工工艺和设备的研究，并成功地设计开发出了电化学去毛刺设备系列。经过不断改进、完善，该设备先后获得了国家专利、机械工业部科技进步奖。该设备自动化程度高，工艺先进，使用可靠，为国内一汽轿车股份公司、无锡威孚股份公司、玉柴机器股份有限公司等三十多家企业所使用，并得到广泛肯定，深受用户欢迎，认为其工艺水平与国际该类设备的专业制造公司德国 Bosch公司基本相当，完全可替代该类设备的进口。

电化学去毛刺的主要用途和特点：

在我国目前的工业生产中，绝大多数机械零件的去毛刺操作仍然停留在手工作业上，其方法既原始且其效果又不尽如人意，尤其是对于工件上难以清理部位的毛刺则更是如此。电化学去毛刺设备利用电化学的方法，对金属材料制成的工件，自动地完成去毛刺作业。它可广泛用于汽车、发动机、气动、液压、工程机械、油泵油嘴等行业不同金属材质的泵、阀、缸体、齿轮、连杆等零件的去毛刺加工。

电化学去毛刺加工及设备具有以下特点：

（1） 加工后工件的物理和化学性能不变。

（2） 工件去毛刺部位具有选择性，工件其它部位不受影响。

（3） 工件在加工过程中完全不变形。

（4） 加工时间短，生产效率高，即使是极其复杂形状工件，也只需几秒至几十秒的加工时间，且同一夹具上可装夹多个工件同时加工。

（5） 机床的调整简单方便，工作可靠，既使是非熟练工人操作，加工质量也能保证。

（6） 所使用的工具电极夹具调整简单，使用寿命长。电化学去毛刺的基本原理：电化学去毛刺的基本原理是利用金属在电解工作液中产生阳极溶解的电化学反应现象。如下图所示：


以工件为阳极，工具电极为阴极，当强迫使电解液通过工件上的毛刺和特殊设计的工具电极之间十分狭小的间隙同时，短时间加以电解电压，这时在工件的毛刺或棱边部分电流最集中，电流密度也最大，因而使毛刺很快被溶除，棱角也被倒圆。

在电化学去毛刺的过程中，工件和工具电极二者是相对固定不动的，即属于固定式工具阴极的电化学加工方法。电化学去毛刺加工中，电极间的反应是相当复杂的，影响因素也较多。以钢零件电化学去毛刺为例，当采用 NaNo3为基本的水溶液为电解液时，在电解—液中存在着 H+、OH—、Na+、No3 等离子，此时阳极反应为：在外电源作用下，阳极（即工件）表面: Fe-3e—>Fe+++ Fe++++3OH——>Fe（OH）3 生成的 Fe（OH）3沉淀物被流动的电解液带走。在理想的情况下，电化学反应过程中，阳极金属（即工件）不断被溶解，水被分解消耗，因而使电解液的浓度有一定变化，而其它离子在电化学反应过程中起导电作用，其本身不会消耗。

一、总体方案及主要技术指标：

设备选用 DJK6032A电化学去毛刺机床，去除内花键零件内花键拉刀出口处毛刺（详见工艺图）。机床采用 3工位加工形式，即每次装夹内花键零件同时加工。该机床主要包括主机、工作液系统、电源电控系统、工具电极夹具等部分。

主要技术参数和规格： 1、工作台尺寸：600mm×320mm 2、主轴行程：200mm 3、主轴至工作台最大距离：450mm 4、电解液槽容积：1.6m3 5、电源输出额定电压：DC24V 6、电源最大输出电流：600A 7、定值电流测量范围（分档设定值）：100 A、200 A、300 A、400 A、500 A、600A 8、压缩空气（现场提供）： 0.6 Mpa，0.6 m3/h 9、输入电压、电流： 3相 AC380V 50HZ 18KVA 10、设备占地面积: 2750mm ×2310mm 11、上下料方式：人工 12、加工工位：3工位 13、机床工作节拍（包括装夹时间）：2.5~3分钟/循环，即生产节拍：2.5 ~3分钟/件。 14、毛刺大小和方向：毛刺长度≤0.8 mm、厚度≤0.15 mm，方向与电极进入方向平行。 15、工件加工前须经清洗去除切屑、油污等脏物。工件加工后须清洗残留电解液。本项工作由需方自行解决。

二、主机：

DJK6032A电化学去毛刺机床主机采用全防腐钢板焊接结构，工作区域为全不锈钢制成，用花岗岩制成工作台置于机床床身上，耐腐蚀，绝缘性好。床身两侧为主柱，立柱支撑固定横梁，横梁上安置主轴部件和气控箱。

主轴部件也采用全防腐结构，用气控驱动，上下滑动采用双导柱形式，在加工区域前面还备有气动控制上下提拉的挡溅门。 在加工区域后侧为电解工作液进回液口。进液口通过软管与电解工作液槽连通，回液口通过回液管使工作腔内的工作液回入电解液系统内。

在加工区域后上方备有空气抽风口，可与厂房通风管相联接，以消除加工过程中由于电解工作液的流动可能产生的雾气。

三、电源控制系统：

     DJK6032A电化学去毛刺机床的电气系统分为直流电源和控制系统二部分。(一)工作原理： 电气系统分为直流电源和控制系统总原理：如图：


(二)电化学去毛刺电源：
电化学去毛刺加工电源采用晶闸管整流电源。电源电压可调，电流实现分档定值控制。电源的输出具有稳压运行性能，还具有过流、短路等保护功能。

定值电流控制电路是对加工电流进行定值控制。因为电化学去毛刺时，各种因素的存在，加工电流可能会超出正常电流值。这样，不仅损坏了电极和工件，而且无法进行正常的生产。定值电流控制的使用是尽可能地避免由于电流不正常所造成的损失。

(三)控制系统:
控制系统由可编程控制器、机床电器、对刀检测和定值电流控制电路等组成。可编程控制器用于手动操作和自动循环的控制。手动操作是由主轴上下、档门上下、主泵开关、对刀、启动等按钮开关来接通和断开各控制的工作方式。自动循环是机床处在原位时，按下启动按钮，自动执行一个周期操作。操作完后机床停在原位上。
机床电器是由控制电气系统的电源和温度检测组成。电气系统的电源控制由急停按钮，带锁开关，准备按钮控制。

四、电解工作液系统：

电解液槽由优质不锈钢焊接而成，输液主泵采用国际著名泵业制造公司丹麦格兰富（GRUNDFOS）生产的 SPK4-15/15型浸入式不锈钢泵。

电解液在长期使用后，其中所含的金属氢氧化物和其它杂质不断增加，这将使电解液的粘度增大，影响电解液在加工间隙内的流动，严重时会发生短路，造成工件和电极的损坏。本系统可对电解液进行粗、精两道过滤（选配）。粗过滤采用全防腐的纸带过滤机过滤，以去除电解液中的杂质和大颗粒蚀除产物。精过滤采用滤芯过滤，由于蚀除产物——金属氢氧化物颗粒细微，须定期对过滤器及滤芯进行清洗和更换。

五、工具电极夹具单元及对工件的要求：

工具电极夹具采用固定式阴极结构，工具电极由人工插入后装入机床夹具，每套电极夹具根据工件去毛刺部位的具体去毛刺结构及要求，专门设计制造。 阳极和阴极（即工件和电极）之间的金属接触会出现短路，导致电极和工件的损坏。因此有必要对工件上毛刺的大小和方向作如下规定： 毛刺大小和方向：毛刺长度≤0.8mm、厚度≤0.15 mm，方向与电极进入方向平行。
如果由于前道工序非正常切削加工，而使工件产生超过上述要求的飞边毛刺时，应当调整切削加工工序，使产生的毛刺符合上述要求，或用手工工具将毛刺飞边预先去除后，方可进行加工。

吸附在工件上的脱落的切屑以及污物也会造成加工时的短路故障、加工缺陷以及不良的导电接触，因此，工件必须经过前道清洗后才能进行加工。工件去毛刺加工后，零件表面粘附有电解液，须进行清洗并作防锈、钝化处理。

六、设备价格：

1． DJK6032A电化学去毛刺机床：XXX万元人民币。
包括：
（1）主机：壹台

（2）电源电控系统：壹套

（3）电解工作液系统（标配）：壹套

2．
内花键零件电极夹具：XX万元人民币/套。

3．
选用附件：
工作液过滤系统（二级过滤）：XX万元人民币。

上述报价含增值税、包装费。
苏州电加工机床研究所 苏州中特机电科技有限公司