一种金属冲压件表面前处理方法与流程

本发明涉及金属前处理技术领域，具体涉及一种金属冲压件表面前处理方法。

背景技术：

金属制品中的大部分是经过冲压制成的，冲压件的零件重量轻、刚度好，并且板料经过塑性变形后，强度有所提高，并且具有较高的尺寸精度，同模件尺寸均匀一致，有较好的表面质量，为表面处理提供了方便条件；冲压件的表面在各种热处理、机械加工、运输及保管过程中，不可避免地会被氧化，产生一层厚薄不均的氧化层，也容易受到各种油类污染和吸附一些其他的杂质，通常采用前处理改善其表面质量以满足冲压件的后续加工；关于金属表面前处理的介绍，可参见：温健源,金属表面钝化处理新工艺研究[j],现代盐化工，2017(no.1).22-23。

冲压件表面处理中采用的化学处理液，在使用后造成的污染严重，不利于对其进行环保化处理，而无法针对冲压件的二次加工区域表面进行区域性的前处理，也增加了前处理中处理液的成本，并降低了处理液的有效利用率。

现有技术中也出现了一些关于金属冲压件表面前处理方法的技术方案，如申请号为201910311998x的一项中国专利公开了一种金属冲压件表面前处理方法：由底板、排污箱、喷水机构和进给机构配合完成冲压件的表面前处理，本发明可以解决日常使用的金属器皿，其冲压的产品内壁清洗主要存在的a：多种型号的金属器皿不好固定，在通过冲洗过程中金属器皿产生晃动，导致清理不干净；b：金属器皿固定不稳定，导致金属器皿容易发生脱落造成金属器皿损害；c：人工清理耗时费力，且金属器皿内壁残存的铁屑容易对清理人员造成伤害等难题，该技术方案可以实现稳固固定多种型号冲压产品并且自动清洗冲压件内壁的功能，具有固定牢靠、适应多种型号的冲压件、冲洗效率高以及对冲压件的冲洗干净等优点；但是该技术方案中将处理液对冲压件整块的进行表面处理，对于非加工区域的冲压件表面的前处理造成了浪费，增加了前处理工序中处理液的成本。

鉴于此，为了克服上述技术问题，本公司设计研发了一种金属冲压件表面前处理方法，采用了特殊的前处理方法，解决了上述技术问题。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，本发明提出了一种金属冲压件表面前处理方法，通过设置在处理头上的弹性筒环，通过弹性筒环将冲压件表面上的前处理区域密闭起来，使用较小剂量的处理液针对性的进行脱脂处理，降低了处理液的使用量，并维持了冲压件表面的前处理效果，从而提升了金属冲压件表面前处理中处理液的利用率。

本发明所述的一种金属冲压件表面前处理方法，该方法步骤如下：

s1、定位预热：将待加工的冲压件安装到工装台上的模腔中，并开启工装台内部的电磁铁，以加强对冲压件的定位效果，同时通过工装台对冲压件进行预热，使冲压件的温度升至60℃；对冲压件进行的预热，将其表面的水汽蒸发一部分，同时提高了附着的油污活性，利于后续脱脂的进行，并且能够对其达到时效处理的作用，进一步的提高冲压件的强度；

s2、表面脱脂：移动处理手至s1中工装台上定位后的冲压件上方，根据冲压件需加工的位置，改变工装台的姿态，使冲压件前处理的位置处于水平面上，再控制处理手定位至冲压件上并添加碱性溶液，将其表面的ph值控制在8.1-8.7之间，随后通过处理手向冲压件的表面涂抹乳液脱脂剂，反应30-40s后，通过处理手上的刷毛将冲压件表面的乳液脱脂剂擦拭干净，祛除冲压件表面附着的油污，得到脱脂后的冲压件；通过处理手对冲压件表面上的待加工区域进行针对性的处理，减少了对冲压件整体进行前处理时的材料消耗，避免前处理完成的冲压件在后序加工中受到再次污染；对冲压件表面的碱化处理利于脱脂剂的生效，从而提升对油污的处理效果；

s3、除氧化层：调整处理手的运行模式，并启动处理手上的球磨头，对s2中脱脂后的冲压件表面进行打磨，球磨头球磨的压力根据冲压件的材料硬度调整，球磨后冲压件表面的氧化层被祛除，继而露出金属材质的本体，用于后续的加工；冲压件表面的氧化层，会对后序冲压件的加工造成干扰，根据冲压件材料的硬度调整球磨头作用力。避免对冲压件板材的过度加工而破坏其表面，保护冲压件的加工效果；

s4、附膜保护：向s3中处理完成的冲压件表面上覆盖一层静电膜，吸附在冲压件的表面上，在冲压件运抵至加工工位后，通过电离处理将静电膜取下；对前处理完成的冲压件上覆盖保护膜，避免了转运过程中造成的污染，利用静电吸附的方式能够便捷的对保护膜进行拆装，提高保护膜的利用率；

其中，s2至s3中所述的处理手包括机架、驱动台、处理头和控制器；所述机架的底端设置有基座，机架的顶端设有驱动台，机架上设置有数个传动关节，调整驱动台处于不同的姿态；所述驱动台的下方设有处理头，驱动台与处理头之间设置有传动轴相连接；所述处理头的底端周向上设置有数层叠加的弹性筒环，弹性筒环的内部相互贯通，弹性筒环的底部内侧设置有环形开口，环形开口内侧的处理头上设置有刷毛；所述驱动台的柱面上设置有液包，液包的底部设置有导管连通至弹性筒环上；所述处理头的下方设有工装台，工装台上安装有定位的冲压件；所述控制器控制处理头对冲压件的表面进行前处理；使用时，将处理手定位至冲压件表面的待处理区域，并向其先后涂抹碱溶液与脱脂剂，再将分解的油污擦拭干净，获得脱脂处理的冲压件表面，由于冲压件曲面的造型，使得涂抹的处理液难以稳定附着在其表面的固定区域内，使得分解的油污不够彻底，导致冲压件表面前处理的失效，而将整个冲压件浸泡在处理液中，增加了消耗的处理液，且对无需加工的表面区域进行前处理造成了浪费；因此，本发明通过设置在处理头上的弹性筒环，在处理手定位至冲压件表面的前处理区域时，降下处理手使得弹性筒环将其区域密闭起来，再将配制完成的适量处理液的液包连接到导管上，通过弹性筒环底部的开口覆盖冲压件的表面，待反应完全后，通过刷毛将分解的油污擦拭祛除，完成对冲压件表面的脱脂处理；本发明利用了设置在处理头上的弹性筒环，通过弹性筒环将冲压件表面上的前处理区域密闭起来，使用较小剂量的处理液针对性的进行脱脂处理，降低了处理液的使用量，并维持了冲压件表面的前处理效果，从而提升了金属冲压件表面前处理中处理液的利用率。

优选的，所述驱动台的柱面上设置有定位环，定位环套接在驱动台上的固定位置；所述液包安装在定位环上；使用时，弹性筒环定位至冲压件的表面后，为确保处理液在其表面与油污进行充分的反应，需要在添加处理液的过程中，转动弹性筒环带动添加的处理液从开口处分散开来，避免冲压件表面的油污凸起导致处理液的分布差异，使得连接的导管在处理手上缠绕起来，而影响到处理液的正常添加；通过设置在驱动台的定位环，使驱动环套接在驱动台的柱面上，在转动弹性筒环带动导管旋转时，使得液包通过定位环在驱动台上转动起来，避免导管产生的缠绕现象，继而维持金属冲压件表面前处理的处理效果。

优选的，所述驱动台的顶部设置有调节杆，调节杆的顶端设置有中空的观察球；所述观察球转动安装在调节杆的顶端，观察球的外部表面上设有角度刻线，观察球的内部设置有一个摆杆，摆杆在重力的作用下处于竖直方向上，摆杆与调节杆形成的倾斜角度带动观察球转动起来；使用时，为达到处理液对冲压件表面的油污针对性分解，需确保弹性筒环挤压到冲压件表面上的密闭效果，防止反应中的处理液渗漏出来，而影响到对油污的分解效果；通过设置在驱动台顶部的调节杆，控制弹性筒环平行于冲压件待处理区域的表面，进一步的通过观察球上标识的刻线，将弹性筒环的角度精确调节贴合于冲压件的曲面上，使反应中的分解液处于弹性筒环密闭的空间中，继而保持分解液的处理效果，提高金属冲压件表面前处理中处理液的使用效果。

优选的，所述处理头包括球磨头和壳体；所述球磨头与传动轴相连接，球磨头的外部设有壳体，壳体的外部与弹性筒环的上部相连接，壳体包裹在传动轴的部分设置有卡扣，通过壳体的升起使球磨头露出；使用时，将冲压件表面的油污脱脂处理完成后，继续祛除其表面的氧化层，需要使用球磨机对其表面进行人工打磨，增加了所需的工作量；通过设置在壳体上的卡扣，将处理头上的弹性筒环收起，使球磨头将其表面的氧化膜层打磨掉，简化了消除氧化层中打磨时的操作，从而提高了金属冲压件表面前处理的处理效率。

优选的，所述壳体上设置有标识环，标识环位于壳体上的传动轴部位；所述球磨头与传动轴的转动连接处设置有弹性联轴器，球磨头受到的径向压力使得弹性联轴器被压紧；使用时，在使用球磨机祛除氧化层时，对球磨机施加在冲压件上的作用力需要稳定的控制，否则会对冲压件的表面造成破坏；通过设置在壳体上的标识环，根据冲压件材料的性能，调整壳体升起至合适的高度，使得球磨头露出的高度被限定，在冲压件受到球磨头的作用力增大时，通过球磨头反馈至弹性联轴器上，使得球磨头在径向上升起，弹性筒环与冲压件的表面相接触，避免球磨头继续打磨冲压件的表面而造成破坏，从而确保了金属冲压件表面前处理的处理效果。

优选的，所述工装台的底部中心设置有转动座，工装台的四角设置有可升降调节的支腿；使用时，对冲压件的曲面进行前处理，需要调整处理头正对于曲面上，来确保其前处理的效果，仅调节处理头的角度难以完全与其表面相匹配；通过设置在工装台底部的转动座与支腿，配合可调节角度的处理头，便于将处理头的端部正对于冲压件的曲面上，优化了前处理过程的条件，从而提高了金属冲压件表面前处理的处理效果。

本发明的有益效果如下：

1.本发明通过设置在处理头上的弹性筒环，通过弹性筒环将冲压件表面上的前处理区域密闭起来，使用较小剂量的处理液针对性的进行脱脂处理，并维持了冲压件表面的前处理效果；设置在驱动台的定位环，使驱动环套接在驱动台的柱面上，在转动弹性筒环带动导管旋转时，使得液包通过定位环在驱动台上转动起来，避免导管产生的缠绕现象；设置在驱动台顶部的调节杆和观察球上标识的刻线，使反应中的分解液处于弹性筒环密闭的空间中，继而保持分解液的处理效果，提高金属冲压件表面前处理中处理液的使用效果。

2.本发明通过设置在壳体上的卡扣，将处理头上的弹性筒环收起，使球磨头将其表面的氧化膜层打磨掉，简化了消除氧化层中打磨时的操作；设置在壳体上的标识环，调整壳体升起至合适的高度，在冲压件受到球磨头的作用力增大时，使球磨头在径向上升起，弹性筒环与冲压件的表面相接触，避免球磨头继续打磨冲压件的表面而造成破坏；设置在工装台底部的转动座与支腿，配合可调节角度的处理头，便于将处理头的端部正对于冲压件的曲面上，提高了金属冲压件表面前处理的处理效果。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

图1是本发明中金属冲压件表面前处理方法的流程图；

图2是本发明中处理手的立体图；

图3是图2中a处的局部放大图；

图4是图2中b处的局部放大图；

图5是本发明中处理头部件的剖视图；

图6是本发明中工装台的主视图；

图中：机架1、基座11、传动关节12、驱动台2、传动轴21、液包22、导管221、定位环23、调节杆24、观察球241、角度刻线242、摆杆243、处理头3、弹性筒环31、环形开口311、刷毛312、球磨头32、弹性联轴器321、壳体33、卡扣331、标识环332、工装台4、转动座41、支腿42。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图6所示，本发明所述的一种金属冲压件表面前处理方法，该方法步骤如下：

s1、定位预热：将待加工的冲压件安装到工装台4上的模腔中，并开启工装台4内部的电磁铁，以加强对冲压件的定位效果，同时通过工装台4对冲压件进行预热，使冲压件的温度升至60℃；对冲压件进行的预热，将其表面的水汽蒸发一部分，同时提高了附着的油污活性，利于后续脱脂的进行，并且能够对其达到时效处理的作用，进一步的提高冲压件的强度；

s2、表面脱脂：移动处理手至s1中工装台4上定位后的冲压件上方，根据冲压件需加工的位置，改变工装台4的姿态，使冲压件前处理的位置处于水平面上，再控制处理手定位至冲压件上并添加碱性溶液，将其表面的ph值控制在8.1-8.7之间，随后通过处理手向冲压件的表面涂抹乳液脱脂剂，反应30-40s后，通过处理手上的刷毛312将冲压件表面的乳液脱脂剂擦拭干净，祛除冲压件表面附着的油污，得到脱脂后的冲压件；通过处理手对冲压件表面上的待加工区域进行针对性的处理，减少了对冲压件整体进行前处理时的材料消耗，避免前处理完成的冲压件在后序加工中受到再次污染；对冲压件表面的碱化处理利于脱脂剂的生效，从而提升对油污的处理效果；

s3、除氧化层：调整处理手的运行模式，并启动处理手上的球磨头32，对s2中脱脂后的冲压件表面进行打磨，球磨头32球磨的压力根据冲压件的材料硬度调整，球磨后冲压件表面的氧化层被祛除，继而露出金属材质的本体，用于后续的加工；冲压件表面的氧化层，会对后序冲压件的加工造成干扰，根据冲压件材料的硬度调整球磨头32作用力。避免对冲压件板材的过度加工而破坏其表面，保护冲压件的加工效果；

s4、附膜保护：向s3中处理完成的冲压件表面上覆盖一层静电膜，吸附在冲压件的表面上，在冲压件运抵至加工工位后，通过电离处理将静电膜取下；对前处理完成的冲压件上覆盖保护膜，避免了转运过程中造成的污染，利用静电吸附的方式能够便捷的对保护膜进行拆装，提高保护膜的利用率；

其中，s2至s3中所述的处理手包括机架1、驱动台2、处理头3和控制器；所述机架1的底端设置有基座11，机架1的顶端设有驱动台2，机架1上设置有数个传动关节12，调整驱动台2处于不同的姿态；所述驱动台2的下方设有处理头3，驱动台2与处理头3之间设置有传动轴21相连接；所述处理头3的底端周向上设置有数层叠加的弹性筒环31，弹性筒环31的内部相互贯通，弹性筒环31的底部内侧设置有环形开口311，环形开口311内侧的处理头3上设置有刷毛312；所述驱动台2的柱面上设置有液包22，液包22的底部设置有导管221连通至弹性筒环31上；所述处理头3的下方设有工装台4，工装台4上安装有定位的冲压件；所述控制器控制处理头3对冲压件的表面进行前处理；使用时，将处理手定位至冲压件表面的待处理区域，并向其先后涂抹碱溶液与脱脂剂，再将分解的油污擦拭干净，获得脱脂处理的冲压件表面，由于冲压件曲面的造型，使得涂抹的处理液难以稳定附着在其表面的固定区域内，使得分解的油污不够彻底，导致冲压件表面前处理的失效，而将整个冲压件浸泡在处理液中，增加了消耗的处理液，且对无需加工的表面区域进行前处理造成了浪费；因此，本发明通过设置在处理头3上的弹性筒环31，在处理手定位至冲压件表面的前处理区域时，降下处理手使得弹性筒环31将其区域密闭起来，再将配制完成的适量处理液的液包22连接到导管221上，通过弹性筒环31底部的开口覆盖冲压件的表面，待反应完全后，通过刷毛312将分解的油污擦拭祛除，完成对冲压件表面的脱脂处理；本发明利用了设置在处理头3上的弹性筒环31，通过弹性筒环31将冲压件表面上的前处理区域密闭起来，使用较小剂量的处理液针对性的进行脱脂处理，降低了处理液的使用量，并维持了冲压件表面的前处理效果，从而提升了金属冲压件表面前处理中处理液的利用率。

作为本发明的一种实施方式，所述驱动台2的柱面上设置有定位环23，定位环23套接在驱动台2上的固定位置；所述液包22安装在定位环23上；使用时，弹性筒环31定位至冲压件的表面后，为确保处理液在其表面与油污进行充分的反应，需要在添加处理液的过程中，转动弹性筒环31带动添加的处理液从开口处分散开来，避免冲压件表面的油污凸起导致处理液的分布差异，使得连接的导管221在处理手上缠绕起来，而影响到处理液的正常添加；通过设置在驱动台2的定位环23，使驱动环套接在驱动台2的柱面上，在转动弹性筒环31带动导管221旋转时，使得液包22通过定位环23在驱动台2上转动起来，避免导管221产生的缠绕现象，继而维持金属冲压件表面前处理的处理效果。

作为本发明的一种实施方式，所述驱动台2的顶部设置有调节杆24，调节杆24的顶端设置有中空的观察球241；所述观察球241转动安装在调节杆24的顶端，观察球241的外部表面上设置有角度刻线242，观察球241的内部设置有一个摆杆243，摆杆243在重力的作用下处于竖直方向上；摆杆243与调节杆24形成的倾斜角度带动观察球241转动起来；使用时，为达到处理液对冲压件表面的油污针对性分解，需确保弹性筒环31挤压到冲压件表面上的密闭效果，防止反应中的处理液渗漏出来，而影响到对油污的分解效果；通过设置在驱动台2顶部的调节杆24，控制弹性筒环31平行于冲压件待处理区域的表面，进一步的通过观察球241上标识的刻线，将弹性筒环31的角度精确调节贴合于冲压件的曲面上，使反应中的分解液处于弹性筒环31密闭的空间中，继而保持分解液的处理效果，提高金属冲压件表面前处理中处理液的使用效果。

作为本发明的一种实施方式，所述处理头3包括球磨头32和壳体33；所述球磨头32与传动轴21相连接，球磨头32的外部设有壳体33，壳体33的外部与弹性筒环31的上部相连接，壳体33包裹在传动轴21的部分设置有卡扣331；使用时，将冲压件表面的油污脱脂处理完成后，继续祛除其表面的氧化层，需要使用球磨机对其表面进行人工打磨，增加了所需的工作量；通过设置在壳体33上的卡扣331，将处理头3上的弹性筒环31收起，使球磨头32将其表面的氧化膜层打磨掉，简化了消除氧化层中打磨时的操作，从而提高了金属冲压件表面前处理的处理效率。

作为本发明的一种实施方式，所述壳体33上设置有标识环332，标识环332位于传动轴21部位的壳体33上；所述球磨头32与传动轴21的转动连接处设置有弹性联轴器321，球磨头32受到的径向压力使得弹性联轴器321被压紧；使用时，在使用球磨机祛除氧化层时，对球磨机施加在冲压件上的作用力需要稳定的控制，否则会对冲压件的表面造成破坏；通过设置在壳体33上的标识环332，根据冲压件材料的性能，调整壳体33升起至合适的高度，使得球磨头32露出的高度被限定，在冲压件受到球磨头32的作用力增大时，通过球磨头32反馈至弹性联轴器321上，使得球磨头32在径向上升起，弹性筒环31与冲压件的表面相接触，避免球磨头32继续打磨冲压件的表面而造成破坏，从而确保了金属冲压件表面前处理的处理效果。

作为本发明的一种实施方式，所述工装台4的底部中心设置有转动座41，工装台4的四角设置有可升降调节的支腿42；使用时，对冲压件的曲面进行前处理，需要调整处理头3正对于曲面上，来确保其前处理的效果，仅调节处理头3的角度难以完全与其表面相匹配；通过设置在工装台4底部的转动座41与支腿42，配合可调节角度的处理头3，便于将处理头3的端部正对于冲压件的曲面上，优化了前处理过程的条件，从而提高了金属冲压件表面前处理的处理效果。

工作时，将处理手定位至冲压件表面的待处理区域，并向其先后涂抹碱溶液与脱脂剂，再将分解的油污擦拭干净，获得脱脂处理的冲压件表面；通过设置在处理头3上的弹性筒环31，在处理手定位至冲压件表面的前处理区域时，降下处理手使得弹性筒环31将其区域密闭起来，再将配制完成的适量处理液的液包22连接到导管221上，通过弹性筒环31底部的开口覆盖冲压件的表面，待反应完全后，通过刷毛312将分解的油污擦拭祛除，完成对冲压件表面的脱脂处理；设置在驱动台2的定位环23，使驱动环套接在驱动台2的柱面上，在转动弹性筒环31带动导管221旋转时，使得液包22通过定位环23在驱动台2上转动起来，避免导管221产生的缠绕现象；设置在驱动台2顶部的调节杆24，控制弹性筒环31平行于冲压件待处理区域的表面，进一步的通过观察球241上标识的刻线，将弹性筒环31的角度精确调节贴合于冲压件的曲面上，使反应中的分解液处于弹性筒环31密闭的空间中，继而保持分解液的处理效果；设置在壳体33上的卡扣331，将处理头3上的弹性筒环31收起，使球磨头32将其表面的氧化膜层打磨掉，简化了消除氧化层中打磨时的操作；设置在壳体33上的标识环332，根据冲压件材料的性能，调整壳体33升起至合适的高度，使得球磨头32露出的高度被限定，在冲压件受到球磨头32的作用力增大时，通过球磨头32反馈至弹性联轴器321上，使得球磨头32在径向上升起，弹性筒环31与冲压件的表面相接触，避免球磨头32继续打磨冲压件的表面而造成破坏；设置在工装台4底部的转动座41与支腿42，配合可调节角度的处理头3，便于将处理头3的端部正对于冲压件的曲面上，优化了前处理过程的条件。

显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。