金属工件去毛刺装置及方法与流程

本发明涉及机加工后去除毛刺技术领域，尤其涉及一种金属工件去毛刺装置及方法。

背景技术：

在机械加工领域，金属工件毛坯机加工过程中在进出刀口或内部细深孔交叉位置会产生毛刺，对于精密液压元件来说，毛刺的危害尤其严重。例如，液压阀内部存在很多深孔相互贯通而形成的尖棱和毛刺，在工作过程中受到高压液体的冲刷容易脱落，从而导致液压阀内表面被擦伤、密封件被损坏，以及出现串液、漏液、堵塞油路的现象，严重时甚至导致系统压力无法建立，使系统失控，造成整机故障。

人工去毛刺和爆炸去毛刺是目前较常用的去毛刺方法，能够去除金属工件外表面、沟槽、直径较大孔位置的毛刺。但是对于金属工件内部直径较小且长径比较大的细深孔交叉位置的毛刺，人工去毛刺的方式不易准确定位目标，且难以将工具伸入到孔内去除毛刺，爆炸去毛刺的方式由于毛刺爆炸燃烧不充分，极易产生金属瘤屑并附着在孔内壁，会影响孔壁表面质量。

为此现有技术中出现了另一种去除毛刺方法，具体为：将电源的一极与金属工件连接，另一极与电解液连接，在电源接通且将金属工件浸入电解液时，电解产生的气体和短路放热产生的气体，就会在工件的孔内形成混合气层，将工件与电解液隔开，气层在电压作用下被击穿从而将毛刺去除。

虽然此种去毛刺方法更加简单易操作，但是在实际使用过程中发现，此种通过金属工件与电解液瞬时短路进行去毛刺的方法，仍难以对工件内部细深孔内特别是交叉位置的毛刺起到较好的去除作用。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种金属工件去毛刺装置及方法，能够更彻底地去除金属工件内孔中的毛刺。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种金属工件去毛刺装置，包括：电源、绝缘管、槽体和置于所述槽体内的电解液，所述绝缘管的第一端与所述电解液连通，第二端伸入工件上需要去毛刺的孔内，所述电源的第一极与所述工件导通，第二极用于与所述电解液导通，能够在接通所述电源且通过所述绝缘管将所述电解液引入所述孔内的毛刺部位时，形成气层，并将所述气层在电压作用下击穿以去除毛刺。

进一步地，所述绝缘管的第二端伸入所述孔内靠近毛刺的位置。

进一步地，所述工件整体位于所述电解液之外。

进一步地，所述金属工件去毛刺装置还包括第一导线，用于实现所述电源的第二极与所述电解液导通，所述第一导线的一端与所述电源的第二极连接，另一端插入到所述绝缘管内靠近毛刺的位置。

进一步地，还包括设在所述绝缘管上的增压部件，用于将所述槽体内的电解液输送至所述孔内的毛刺部位。

进一步地，还包括控制部件，所述增压部件为流量可调的泵，所述控制部件能够对所述泵的流量进行定量调节。

进一步地，还包括设在所述电解液上方的工作台，所述工作台与置于所述工作台上的工件能够相互导电，所述电源的第一极与所述工作台连接。

进一步地，还包括装夹部件，用于将所述工件移动至所述工作台上和/或对所述工件进行位置保持。

进一步地，所述工件上的孔为通孔，所述电解液在去除毛刺之后与气体一起从所述通孔未设绝缘管的孔口流出。

进一步地，还包括过滤部件，用于在所述电解液从孔内回流到所述槽体的过程中对所述电解液进行过滤。

为实现上述目的，本发明第二方面提供了一种金属工件去毛刺方法，包括如下步骤：

将绝缘管的第一端与置于槽体内的电解液连通，第二端伸入工件上需要去毛刺的孔内；

将电源的第一极与所述工件导通；

接通所述电源，且通过所述绝缘管将所述电解液引入所述工件上孔内的毛刺部位，同时所述电源的第二极与所述电解液导通，从而在毛刺部位形成气层，并将所述气层在电压作用下击穿以去除毛刺。

进一步地，将所述绝缘管的第二端伸入工件的孔内的步骤具体为：

将所述绝缘管的第二端伸入所述孔内靠近毛刺的位置。

进一步地，在接通所述电源的步骤之前，还包括：

将第一导线的一端与所述电源的第二极连接，另一端插入到所述绝缘管内靠近毛刺的位置。

进一步地，在接通所述电源的步骤之前，还包括：

将所述工件置于设在所述电解液上方的工作台上，以使所述工件整体位于所述电解液之外。

进一步地，将所述电源的第一极与所述工件导通的步骤具体包括：

将所述电源的第一极与所述工作台连接，所述工作台与置于所述工作台上的工件能够相互导电。

进一步地，将所述工件置于设在所述电解液上方的工作台上的步骤具体包括：

通过装夹部件将所述工件移动至所述工作台上；和/或

对所述工件进行位置保持。

进一步地，通过所述绝缘管将所述电解液引入所述孔内的毛刺部位的步骤具体包括：

启动设在所述绝缘管上的增压部件，以将所述槽体内的电解液输送至所述孔内的毛刺部位。

进一步地，所述增压部件为流量可调的泵，所述金属工件去毛刺方法还包括：

控制部件在去毛刺之前或去毛刺的过程中对所述泵的流量进行定量调节。

基于上述技术方案，本发明的金属工件去毛刺装置，可通过绝缘管将槽体内的电解液引导至工件孔内靠近毛刺的部位，减小了电解液在孔内与工件发生反应的接触面积，使孔内产生的气体量减少，这样电解液可顺利到达毛刺部位发生反应，并改善孔内排气情况；而且还能够减小电解液在孔内消耗的电压，使电源施加于毛刺部位的实际电压在发生短路时产生的能量足以将毛刺去除。这些优点可以优化去毛刺的效果，并提高去毛刺的效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明金属工件去毛刺装置的一个实施例的结构示意图；

图2为本发明金属工件去毛刺方法的一个示意性实施例的流程示意图；

图3为本发明金属工件去毛刺方法的一个具体实施例的流程示意图。

附图标记说明

1－泵；2－电源；3－槽体；4－电解液；5－工件；6－第一导线；7－绝缘管；8－工作台；9－交叉孔；10、第二导线；a－第一孔口；b－第二孔口。

具体实施方式

以下详细说明本发明。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。

本发明中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”和“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

发现目前的通过金属工件与电解液瞬时短路进行去毛刺的方法，难以对工件内部细深孔交叉位置毛刺无法起到较好的去除作用，发明人发现主要原因在于，其一，电解液浸入孔内之后在抵达毛刺部位的过程中，会与孔壁接触短路产生大量水蒸气，如果孔径较小会使排气条件较差，水蒸气在孔内形成的压力会阻碍电解液到达工件的孔深处继续进行去毛刺反应；其二，电解液在细深孔内部流动过程中会产生电压损失，导致到达交叉位置毛刺处的实际电压远低于工作电压，因而气层被击穿时在毛刺部位产生的能量不足以将毛刺彻底去除。

按照上述思路，本发明提供了一种改进的金属工件去毛刺装置，在一个示意性的实施例中，如图1所示，该金属工件去毛刺装置包括电源2、绝缘管7、槽体3和置于槽体3内的电解液4，绝缘管7的第一端与电解液4连通，第二端伸入工件5上需要去毛刺的孔内且不超过毛刺位置，电源2的第一极与工件5直接或间接导通，第二极用于与电解液4导通，能够在接通电源2且通过绝缘管7将电解液4引入孔内的毛刺部位时，形成气层，并将气层在电压作用下击穿以去除毛刺。

此种去毛刺装置适用于去除各种交叉孔、盲孔、直孔等中的毛刺，且工件5上开设孔的截面形状不作限制。绝缘管7可采用绝缘软管，以提高安装连接时的适应性。电解液4采用低浓度的中性盐配制，容易发生电离，无污染。而且采用低浓度的电解液4不仅能够减少溶质的使用量以节约成本，还能控制反应速度不至于太剧烈。

该实施例的去毛刺装置在工作时，将电源2接通，可通过绝缘管7将槽体3内的电解液4引导至孔内靠近毛刺的部位，在电解液4离开绝缘管7后，工件5与电解液4之间发生瞬时短路放出大量的热，在短时间内使电解液4中的水快速汽化形成水蒸气，并以气层的形式将电解液4与孔的内壁隔离，而且气层在电压作用下被击穿，毛刺形成的尖角位置对电压的作用更为敏感，电压的作用及产生的热量将毛刺去除从而将毛刺去除。

此种去毛刺装置能够通过绝缘管直接将电解液4引导至接近毛刺的部位，减小了电解液在孔内与工件发生反应的接触面积，使孔内产生的气体量减少，压力减小，这样电解液4可顺利到达毛刺部位发生反应，并改善孔内排气情况；而且还能够减小电解液4在孔内消耗的电压，使电源2施加于毛刺部位的实际电压在发生短路时产生的能量足以将毛刺去除。这些优点可以优化去毛刺效果，缩短去毛刺时间，从而提高去毛刺效率。

在该示意性实施例中，只要将绝缘管7的第二端伸入孔内预设长度，去毛刺效果就能优于现有技术的方案。优选地，将绝缘管7的第二端伸入孔内靠近毛刺的位置，这样能够使电解液4直接在毛刺部位与工件5发生反应，尽量减少孔内产生的气体，并使电源2施加于毛刺部位的实际电压与提供的电压接近，最大限度地减小能量损耗，以更加彻底地去除毛刺并缩短去毛刺时间。

在一种实现方式中，在去毛刺时将工件5部分浸入电解液4中，对工件5的外表面进行绝缘防护，并将绝缘管7从孔的一端插入，电源2的第一极与工件5直接连接，第二极与电解液4通过导线直接连接。

在另一种实现方式中，参考图1，在电解液4上方设置工作台8，工件5放置在工作台8上，工件5整体位于电解液4之外。绝缘管7的第一端伸入电解液4中，第二端伸入工件5上需要去毛刺的孔内且不超过毛刺位置。

相应地，为了实现电源2的第二极与电解液4导通，金属工件去毛刺装置还包括第一导线6，例如金属丝，第一导线6的一端与电源2的第二极连接，另一端插入到绝缘管7内。这样在绝缘管7将电解液4引至毛刺位置时，就能够实现电源2的第二极与电解液4导通。将工件5置于电解液4之外能够使操作简单方便，可行性好。而且无需在去毛刺之前对工件5的外表面进行绝缘防护，在去毛刺之后也容易清洗。

对于细深孔来说，如果第一导线6用于与电解液4连接的一端距离毛刺位置较远，再加上绝缘管7的截面积较小，电解液4从第一导线6流动至毛刺部位的电阻较大，从而具有较大的电压损失。优选地，第一导线6用于与电解液4连接的一端插入到绝缘管7内靠近毛刺的位置。这样能够减小电解液4在绝缘管7内流动时产生的电压损失，可降低抛光电压，减少成本。具体地，第一导线6用于与电解液4连接的一端可从绝缘管7位于工件5外的某位置插入绝缘管7内，并顺着孔内的绝缘管7延伸至靠近毛刺的位置。

为了使电解液4能够从槽体3内顺利地通过绝缘管7到达工件5的毛刺部位，本发明的金属工件去毛刺装置还可包括增压部件，增压部件设在绝缘管7上，用于将槽体3内的电解液4输送至孔内的毛刺部位。

进一步地，本发明的去毛刺装置还包括控制部件，增压部件为流量可调的泵1，控制部件能够对泵1的流量进行定量调节。在电源2接通后，泵1可提供动力将槽体3内的电解液通过绝缘管7引入到工件5内的毛刺部位。在去毛刺之前和去毛刺过程中，都能通过控制部件对泵的流量进行精确控制，以控制电解液4的流量，从而满足不同大小孔径的去毛刺需求。

本发明的去毛刺装置特别适用于工件5上的孔为通孔的情况，只要是孔口相互连通就属于通孔，例如交叉孔9、直孔、弯曲孔等。这样电解液4在进入孔内去除毛刺之后与蒸气一起从通孔未设绝缘管7的孔口流出，由于通入绝缘管7内的电解液4流量较大，在电解液4与毛刺部位发生反应之后，产生的水蒸气随同电解液4一起从未设绝缘管7的孔口流出。对此种类型的工件去毛刺时，有利于电解液4和气体的排出，也能适用于直径较小的孔。若工件5上的孔为盲孔，需要使绝缘管7的直径小于孔径，使发生反应后的电解液4连通水蒸气从绝缘管7与孔之间的间隙流出。

进一步地，去毛刺装置还可包括过滤部件，用于在电解液4从孔内回流到槽体3的过程中对电解液4进行过滤，以去除反应之后电解液4中的金属屑等杂质，提高电解液4的纯度，从而提高去毛刺效率。

前面提到，电源2的第一极与工件5导通，考虑到工作台8上的工件5会经常更换，为了减少重复劳动，使工作台8与置于工作台8上的工件5能够相互导电，电源2的第一极与工作台8通过第二导线10连接，就实现了电源2的第一极与工件5间接导通。由于工作台8位置保持不变，电源2的第一极只需要一次连接就能批量地对工件5去除毛刺，能够提高生产效率，并保证第二导线10连接的可靠性。

进一步地，去毛刺装置还可还包括装夹部件，用于将工件5移动至工作台8上和/或对工件5进行位置保持。对于重量较大的工件5，例如阀体等，采用装夹部件能够方便地将工件5从其它位置转移至工作台8上，并将工件5在工作台8上进行限位，防止工件5在去毛刺过程中发生移动而影响去毛刺效果。

为了提高加工效率，工作台8上可设置多个放置工件5的工位，以同时对多个工件5进行去毛刺加工。装夹部件可使多个工件5保持在各自的工位上，防止相互影响。

为了使本领域技术人员更清楚地了解本发明去毛刺装置的工作原理，结合图1所示的具体实施例进行说明，去毛刺对象为工件5中孔交叉位置的毛刺。

(1)准备工作：

将工件5水平放置在工作台8上，工件5内交叉孔9的第一孔口a朝右，第二孔口b朝上。

将电源2的第一极通过第二导线10与工作台8连接，并使第一导线6的一端与电源2的第二极连接，另一端从绝缘管7的侧壁嵌入后延伸至靠近绝缘管7第二端的位置。

将L形绝缘管7的第一端插入槽体3内的电解液4中，第二端从交叉孔9的第一孔口a伸入工件5上的孔内直至靠近毛刺部位。这样就能使绝缘管7、第一导线6准确到达孔交叉位置的毛刺处，将电解液通过绝缘管7引导至孔交叉位置，使电解液4直接与毛刺部位接触。

(2)去毛刺过程：

通过控制部件对泵1的流量进行控制，以将电解液4的流量调节至与孔径大小相匹配。接通电源2，电解液4在泵1的动力作用下，通过绝缘管7从槽体3内直接引导至交叉孔9内的毛刺部位。

这时电解液4电解产生少量气体，同时工件5与电解液4之间发生瞬时短路放出大量的热，在短时间内使电解液4中的水快速汽化形成水蒸气，并以气层的形式将电解液4与孔内的毛刺部位隔离，而且气层在电压作用下被击穿，毛刺形成的尖角位置对电压的作用更为敏感，电压的作用及产生的热量将毛刺去除从而将毛刺去除。

发生反应后的电解液4连同水蒸气共同以一定速度从第二孔口b流出，返回槽体3中。在去毛刺过程中，也可根据实际情况对泵1的流量进行调节，以获得最优的去毛刺效果。

(3)去毛刺之后：

关闭电源2，将绝缘管7拔出，通过装夹部件将工件5从工作台8上移走，并对工件5进行清洗。

在该具体实施例中，绝缘管7、第一导线6的长度均可根据工件5中孔的长度来确定，例如交叉孔9中与第一孔口a对应的长度。在工件5大批量产业化生产中，针对不同结构形式的工件5可开发专用装夹部件和绝缘管7，而且还能同时对多个工件5去毛刺，以提高生产效率，降低成本。

此种去除毛刺的装置操作简单方便，可行性好，能够有效地去除工件5内部细深孔交叉处的毛刺；而且利用电源短路放热和放电击穿气层的原理去毛刺能提高效率；另外该方法无需根据工件特定的结构制备相应的电极，增加了通用性，满足同时对多孔进行去毛刺的需求，同时也能降低去毛刺所需的设备和工艺成本。此种去除毛刺的装置尤其适用于设有很多相互贯通深孔的零件，例如阀体等。

另外，本发明还提供了一种金属工件去毛刺方法，这部分的内容与去毛刺装置中给出的技术特征和技术效果可以相互借鉴。在一个示意性的实施例中，如图2所示的流程示意图，去毛刺方法包括如下步骤：

步骤101、将绝缘管7的第一端与置于槽体3内的电解液4连通，第二端伸入工件5上需要去毛刺的孔内；

步骤102、将电源2的第一极与工件5导通；

步骤103、接通电源2，且通过绝缘管7将电解液4引入工件5上孔内的毛刺部位，同时电源2的第二极与电解液4导通，从而在毛刺部位形成气层，并将气层在电压作用下击穿以去除毛刺。

其中，步骤101和102的执行顺序可以互换，步骤103在步骤101和102之后执行。

优选地，将绝缘管7的第二端伸入工件5的孔内的步骤具体为：将绝缘管7的第二端伸入孔内靠近毛刺的位置。

这样能够通过绝缘管7将电解液4直接引至毛刺部位，使电解液4直接在毛刺部位与工件5发生反应，尽量减少孔内产生的气体，并使电源2施加于毛刺部位的实际电压与提供的电压接近，最大限度地减小能量损耗，以更加彻底地去除毛刺并缩短去毛刺时间。

进一步地，在步骤103中接通电源2之前，如图3所示的流程示意图，去毛刺方法还包括：

步骤104、将第一导线6的一端与电源2的第二极连接，另一端插入到绝缘管7内靠近毛刺的位置。

步骤104与步骤101、102之间的执行顺序不作限制。在实际操作中，可以先通过步骤101将绝缘管7插入工件5的孔内，再通过步骤104将第一导线6插入到绝缘管7内。也可以先通过步骤104将第一导线6插入到绝缘管7内，再通过步骤101安装绝缘管7，这种方式能够降低第一导线6的连接难度，并易于观察到第一导线6插入到绝缘管7内的位置，以增加去毛刺结果的可控性。

进一步地，在步骤103中接通电源2之前，仍参考图3，去毛刺方法还包括：

步骤105、将工件5置于设在电解液4上方的工作台8上，以使工件5整体位于电解液4之外。

将工件5置于电解液4之外能够使操作简单方便，可行性好。而且无需在去毛刺之前对工件5进行绝缘防护，在去毛刺之后也容易清洗。其中，步骤105与步骤101、102和104的执行顺序不作限制，优选地，使步骤105在步骤101之前执行，在工件5放置好之后再将绝缘管7插入工件5的孔内，可保证绝缘管7准确地插入到孔内靠近毛刺的部位。

在将工件5放置在工作台8上的实施例来说，步骤102具体包括：将电源2的第一极与工作台8连接，工作台8与置于工作台8上的工件5能够相互导电。

进一步地，步骤105具体包括：

通过装夹部件将工件5移动至工作台8上；

通过装夹部件对工件5进行位置保持。

其中，装夹部件执行的这两个动作也可以只选其一。

在另一个实施例中，尤其是对于将工件5置于电解液4之外的实施例，在绝缘管7上设有增压部件，增压部件可另外配置电源实现供电。步骤103中通过绝缘管7将电解液4引入孔内的毛刺部位的步骤具体包括：

启动设在绝缘管7上的增压部件，以将槽体3内的电解液4输送至孔内的毛刺部位。

进一步地，增压部件为流量可调的泵1，仍参考图3，金属工件去毛刺方法还包括：

步骤106、控制部件对泵1的流量进行定量调节。步骤106可在去毛刺之前或去毛刺的过程中执行。

以上对本发明所提供的一种金属工件去毛刺装置及方法进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。