[发明专利]一种适用于柴油发动机缸体的电化学去毛刺设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种去毛刺的设备和方法，特别是一种适用于柴油发动机缸体的电化学去毛刺设备和方法。

背景技术

柴油发动机在工作时，润滑油通过缸体内交错的油道、油槽，流入曲轴、凸轮轴孔中轴瓦上的油孔，然后进入曲轴、凸轮轴轴颈油孔后通过相交孔道，最后送达到如连杆等部位，这样可以起到润滑连杆和连杆轴瓦的作用。由于金属材料存在塑性变形的情况，所以在油孔钻完工后，两孔相交(相贯)的地方会残留一些切屑，这就是“毛刺”。发动机缸体油路中毛刺会发生脱落，不仅关系到油路的清洁，还将直接影响柴油发动机的性能和使用寿命。由于在发动机缸体油路中存在毛刺，轻者将影响发动机的使用寿命，造成磨损加剧，咬缸、拉伤等故障；重者将存在严重的安全隐患，直接危害到人的生命。

当然，去毛刺的方法有很多，比如机械的方法，磨粒、磨料的方法，化学的方法，热能的方法等等。但对于柴油发动机缸体而言，机械去毛刺容易产生二次毛刺；磨粒、磨料的去毛刺方法，对于去毛刺零件的清洗提出了更高的要求，不仅磨粒易堵死在狭长的油道内，而且由于缸体零件材料是铸铁，在铸铁中会“储存”磨料，若清洗不干净反而会加剧传动件的磨损；化学去毛刺的方法会对不需要去毛刺的部位也会造成腐蚀；热能去毛刺的方法针对发动机缸体而言目前还不具有可供加工的大型设备，且在通过热能去毛刺后，零件表面易产生氧化；此外，发动机生产厂商还通过发动机的二次装配(先预装配，试运行，再拆开清洗脱落毛刺，再装配)来提高发动机(特别是油路)的清洁度，工序很繁杂。因此这几种传统的去毛刺技术都不能很好地适用于柴油发动机缸体的去毛刺问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于柴油发动机缸体的电化学去毛刺设备和方法，从而通过采用电化学去毛刺的加工原理，有效地去除缸体零件主油道、副油道、曲轴孔、凸轮轴孔内所有相贯、相交、油槽部位的毛刺并使其原毛刺棱边有一定倒圆。

本发明主要采用的电化学(电解)去毛刺的加工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，从而达到去毛刺的效果。

如图1所示：以工件为阳极，工具电极为阴极，当强迫使电解工作液通过工件上的毛刺和与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，这时在工件的毛刺上或棱边部分上的电流最集中，电流密度也最大，因而使毛刺很快被溶解去除，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。

在电化学去毛刺的加工过程中，电极间的反应是相当复杂的，影响因素较多。以钢制零件电化学去毛刺为例，当采用NaNo₃为基的水溶液为电解工作液时，在电解工作液中存在着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⁺⁺⁺+30H^--＞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。

实现本发明目的的技术方案是：为了通过采用电化学去毛刺的加工原理，有效去除缸体零件主油道、副油道、曲轴孔、凸轮轴孔内所有相贯、相交、油槽部位的去毛刺并使其原毛刺棱边有一定倒圆，本发明提供了一种适用于柴油发动机缸体的电化学去毛刺设备，该设备主要由主机、电源控制系统、电解工作液系统和侧向工具电极组成。其中，电源控制系统可向机床提供手动和自动顺序控制，并为电化学加工提供加工电源；电解工作液系统可通过工具电极内的输液路线向零件上需要电解加工的部位提供电解工作液。