基于剪切增稠機理的工件表面光整去毛刺加工方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及精密加工領域，尤其是一種工件表面光整去毛刺加工方法。
【背景技術】
[0002] 在去除材料的機械加工中，由去除材料力引起的工件材料塑性變形，并且伸出工 件兩相鄰表面的凸出物稱為毛刺。精加工中的去毛刺工藝屬于工件表面光整加工范疇，一 般為零件制造過程中的最終精加工工序。因此，精加工中的去毛刺工序不僅需要對工件表 面的毛刺進行去除，還要使工件保持良好的表面質量；當然，最好是還能夠改善工件的表面 質量。所W，不但去毛刺效果好、加工效率高、適用范圍較廣、實施成本較低，而且還能夠大 幅改善工件的表面質量的去毛刺加工方法是較為理想的去毛刺加工方法。
[000引目前，國外已從系統工程的角度來研究毛刺問題，并成立了 "世界去毛刺協會"，大 力實施"毛刺工程"，常見的去毛刺方法有振動去毛刺法，滾動去毛刺法，電化學去毛刺法， 搖筒竄光去毛刺法，化學去毛刺法，熱能去毛刺法，擠壓巧磨去毛刺法，噴射去毛刺法，運些 去毛刺方法都或多或少存在一些弊端，不夠理想。
【發明內容】
[0004] 為了克服現有去毛刺加工方法的去毛刺效果較差、加工效率較低、適用范圍較窄、 成本較高的不足，本發明提供一種工件表面光整去毛刺加工方法，該方法不但去毛刺效果 好、加工效率高、適用范圍較廣、實施成本較低，而且還能夠大幅改善工件的表面質量。
[0005] 為了解決上述技術問題本發明的技術方案如下：
[0006] -種基于剪切增稠機理的工件表面光整去毛刺加工方法，采用含有磨料的具有剪 切增稠效應的非牛頓流體作為加工液；加工過程中，工件相對加工液運動，對加工液施加剪 切力，直到工件表面的毛刺被去除，得到產品。
[0007] 前述的基于剪切增稠機理的工件表面光整去毛刺加工方法中，所述工件的材質為 普通鋼、中碳鋼、合金鋼、軸承鋼、不誘鋼或彈黃鋼。
[0008] 進一步，所述加工液由20~40份的多徑基醒高聚體、35~50份的磨料、3~5份 的化學活性劑和30~40份的水組成，用量為重量份；所述磨料粒徑為2~15ym;所述磨料 由碳化棚、碳化娃、氧化侶中的兩種W上物質組成；所述化學活性劑由月桂基橫化班巧酸單 醋二鋼、挪油酸單乙醇酷胺橫基班巧酸單醋二鋼、醇酸憐酸醋、挪油酸單乙醇酷胺、挪油酷 胺丙基甜菜堿、月桂基兩性醋酸鋼中的兩種W上物質組成。研究發現，在上述加工條件下， 本發明方法的加工效率較高。
[0009] 更進一步，所述磨料由50% (重量百分比）的碳化棚、25% (重量百分比）的碳化 娃和25% (重量百分比）的氧化侶組成，其中，碳化棚的粒徑為2~10ym，碳化娃的粒徑 為5~15ym，氧化侶的粒徑為8~15ym;所述化學活性劑由60% (重量百分比）的醇酸 憐酸醋和40% (重量百分比）的月桂基兩性醋酸鋼組成。研究進一步發現，在上述加工條 件下，本發明方法的加工效率可W得到進一步提高。
[0010] 再進一步，加工過程中，加工液的溫度為35~45°C。實驗表明，在該溫度條件下， 本發明方法的加工效率較高。
[0011] 作為前述的基于剪切增稠機理的工件表面光整去毛刺加工方法的改進，加工過程 中，工件相對于加工液做行星式運動，即在工件自轉，加工液在加工池中隨加工池一起旋 轉，且工件相對加工液的旋轉軸屯、旋轉，工件的自轉速度為100~lOOOr/min，加工液的旋 轉速度為60r/min~3(K)r/min。實驗結果表明，在上述加工條件下，本發明方法的加工效率 較高。
[0012] 作為優選，加工過程中，工件的自轉速度為200~6(K)r/min，加工液的旋轉速度為 80r/min~120r/min。
[0013] 與現有技術相比，本發明提供了一種全新的工件表面光整去毛刺加工方法，并具 有了W下有益的技術效果。（1)加工效果好，效率高；(2)適用范圍廣，能夠用于對各種曲面 形狀的工件表面進行去毛刺加工；（3)實施成本低；(4)能夠大幅提高工件的表面質量。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本發明方法對異形工件表面去毛刺設備的整體示意圖。
[0015] 圖2是本發明方法基于剪切增稠機理對異形工件表面去毛刺的微觀模型示意圖， 其中，（a)表示未發生剪切增稠；化）表示剪切增稠初始階段；（C)表示剪切增稠增強；(d) 表示剪切增稠減弱。
[0016] 附圖標記：1-轉盤驅動機構；2-轉盤；3-工件夾具；4-工件5-加工液；6-循環管 路；7-累；8-補給裝置；9-過濾裝置；10-加工池；11-工件夾具驅動機構；12-毛刺；13-磨 粒；14-柔性固著磨具；15-轉向機構。
【具體實施方式】
[0017] 下面結合附圖對本發明作進一步描述。
[0018] 參照圖1和圖2,一種基于剪切增稠機理的工件表面光整去毛刺加工方法，采用含 有磨料的具有剪切增稠效應的非牛頓流體作為加工液；加工過程中，工件相對加工液運動， 對加工液施加剪切力，直到工件表面的毛刺被去除，得到產品。
[0019] 參照圖2(a)~（d)，加工過程中，加工液在剪切應力和剪切應變的作用下，表觀粘 度（一定剪切速率下的剪切應力與剪切速率的比值）迅速增大，對磨粒的把持力大大增強， 在加工位置形成一個柔性"固著磨具"14,運樣磨粒對工件表面產生微切削作用，工件表面 的毛刺迅速被去除，實現工件表面高效、高質量的去毛刺目的，同時，工件表面質量也能得 到極大改善（粗糖度減小）；加工液的流動特性保證了其形成的"固著磨具"能與不同曲率 的曲面都保持良好的吻合度，從而能用于平面、柱面、非球面、異形面等各種曲面形狀的工 件表面去毛刺，使得上述方法適用范圍廣；本發明所采用的加工液成本較低，且本發明易于 實施，所W，上述方法還有實施成本低的特點。
[0020] 參照圖1，基于剪切增稠機理的復雜型面零件光整去毛刺加工方法采用的裝置，包 括加工池10、工件夾具3、轉盤2和工件夾具驅動機構11，所述工件夾具3位于所述加工池 10內，所述工件夾具3安裝在工件夾具驅動機構11的下方，所述工件夾具驅動機構11安裝 在轉盤2上，所述轉盤2與轉盤驅動機構1連接，所述加工池10內放置加工液5,所述加工 液5為混有磨粒的具有剪切增稠效應的剪切增稠加工液。
[0021] 進一步，所述工件夾具驅動機構的驅動端安裝轉向機構15,所述轉向機構15上安 裝所述工件夾具3。
[0022] 再進一步，所述設備還包括循環系統，所述循環系統包括循環管路6、剪切增稠加 工液溫控與過濾裝置9、剪切增稠加工液補給裝置8和累7,所述加工池10的下部出口與循 環管路6的進口連接，所述循環管路6的出口與所述加工池10的上部入口連接，所述循環 管路6上沿著加工液流向依次安裝累7、剪切增稠加工液補給裝置8和剪切增稠加工液溫控 與過濾裝置9。
[0023] 該循環系統與所述加工池10連接，所述加工液5在經循環系統中從所述加工池10 的底部抽出并從所述加工池10上部輸入。
[0024] 所述剪切增稠加工液過濾裝置9包括過濾大顆粒磨