[发明专利]金属流道内表面磨粒辅助电解抛光用喷头及方法

说明书

本发明公开了一种金属流道内表面磨粒辅助电解抛光用喷头及方法。本发明的主要特征在于：包括进液管接头、过流环、端盖和前置电极头，整体材料为高锰钢，其中端盖外表面做绝缘处理；混有磨粒的电解液以一定的压力经喷头喷射到金属流道内壁表面，当前置电极头与金属流道内壁间充满电解液时，在电源的作用下，金属流道内表面发生电化学阳极溶解反应，去除金属流道内表面的多余物及凸起，对流道内表面进行抛光；磨粒随电解液以高速撞击金属流道内表面，磨粒的机械微磨削作用对金属流道内表面进行进一步的抛光处理；喷头在进给机构控制下沿金属流道轴线做进给运动，从而完成整个金属流道内表面的抛光处理。

技术领域

本发明属于金属流道内表面抛光技术和设备领域，具体涉及一种可对金属流道内表面进行磨粒辅助电解抛光的装置及抛光方法。

背景技术

增材制造可以实现一体化、轻量化复杂结构的快速制造，在多种产品中应用该技术，提升效果明显，基于增材制造技术的一体化、轻量化零件，一般具备复杂结构，对伺服机构阀体类零件，随形流道是其主要结构特征之一，但目前增材制造成形内流道表面质量不能满足流道要求，表面有较多黏附物，整体呈阶梯形貌，表面粗糙度较大，需要进行表面抛光处理。

目前表面抛光处理主要采用以下几种方法：传统机械抛光、激光抛光、化学抛光、磨粒流抛光。传统机械抛光一般主要用于零件外表面的抛光；激光抛光后零件表面存在抛光层，且抛光可达性较差；化学抛光过程较难控制，表面质量改善有限，且以产生有毒气体，抛光液对环境造成很大污染；磨粒流抛光容易出现“过抛”及“磨粒镶嵌”的问题。对于加工干涉性强、可达性差的流道类金属构件，上述方法均不能达到令人满意的效果。

针对金属流道内表面的抛光处理，磨粒辅助电解抛光被认为是一种极具潜力的技术，但目前该技术也主要是应用在零件的外表面抛光中，对于金属流道内表面磨粒辅助电解抛光装备及工艺的研究较少。为了突破增材制造复杂流道结构件内表面处理的核心关键问题，推广增材制造技术在流道类结构件上的应用，有必要开发出一种适用于金属流道内表面的磨粒辅助电解抛光的装置及方法。

发明内容

为了解决金属流道内表面难抛光的问题，本发明提供了一种金属流道内表面磨粒辅助电解抛光用喷头及方法。

本发明技术方案如下：

一种金属流道内表面磨粒辅助电解抛光用喷头，其特征在于：由第一端向第二端依次包括进液管接头、过流环、端盖和前置电极头；

上述进液管接头直径小于待抛光金属流道的内径；进液管接头第一端、第二端两端均为外螺纹结构,其中进液管接头第一端通过螺纹方式与高压软管连接，进液管接头第二端内部开设有环形凹槽，环形凹槽直径等于过流环外径，高度小于过流环厚度；

上述端盖第一端为内螺纹结构，与进液管接头第二端通过螺纹方式连接；端盖第二端设置环形挡块，环形挡块内径小于上述过流环外径；

上述过流环位于端盖与进液管接头之间，端盖与进液管接头通过螺纹进行连接并将过流环夹紧固定；过流环中心开设有中心螺纹孔，环周向开设有至少四个通孔；

上述前置电极头由两段组成，其中第一段为外螺纹结构，与上述过流环中心螺纹通孔连接固定；第二段为圆柱状电极，该圆柱状电极的长度介于1-5mm之间，直径大于上述端盖第二端的环形挡块内径，小于上述端盖第二端外径；前置电极头的第一段和第二段过渡部分斜面相对于横截面的倾角介于30°-60°之间。上述进液管接头、过流环、端盖和前置电极头材料为高锰钢，其中端盖的外表面做绝缘处理。

利用上述装置进行金属流道内表面磨粒辅助电解抛光的方法包括以下步骤：

1）混有磨粒的电解液经增压设备，高压软管和喷头喷射到金属流道内表面，使金属流道内表面和前置电极头之间充满电解液；