齒輪電化學去毛刺機工藝簡介
齒輪電化學去毛刺機是一種先進的去毛刺技術(shù)，是電化學加工（電解加工）技術(shù)中發(fā)展較快、應用較廣的一項新工藝。作為電化學加工一種特殊的應用形式，它對加工工件無機械作用力，容易實現(xiàn)自動化或半自動化，適合去除高硬度、高韌性金屬零件的毛刺，可以在工件的特定部位進行限定加工。
齒輪機構(gòu)是在各種機構(gòu)中應用*為廣泛的一種傳動機構(gòu)，它可用來傳遞空間任意兩軸間的動力和運動，并且具有功率范圍大、傳動效率高、傳動比準確、使用壽命長、工作**可靠等優(yōu)點。而其加工質(zhì)量直接影響整機的運轉(zhuǎn)質(zhì)量。通過光整工藝去除齒面毛刺提高齒面質(zhì)量來改善齒輪使用性能和延長使用壽命一直是齒輪制造領(lǐng)域的研究重點。毛刺是金屬切削加工的必然產(chǎn)物，難以完全避免。毛刺的存在，不僅影響產(chǎn)品的外觀，而且影響產(chǎn)品的裝配、使用性能和壽命。隨著高科技的發(fā)展、產(chǎn)品性能的提高，對產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越嚴格，去除機械零件的毛刺就愈加重要。而隨著金屬材料向高強、高硬、高韌方向的發(fā)展，機械產(chǎn)品中復雜整體構(gòu)件日益增多，去毛刺的難度也隨之增大，傳統(tǒng)的手工去毛刺作業(yè)很難滿足上述發(fā)展對去毛刺的要求，各種機械化、自動化去毛刺新技術(shù)、新工藝應運而生。以往的去毛刺作業(yè)大都由手工完成,費工費時,效果差。國外一些先進的工業(yè)發(fā)達國家從戰(zhàn)略高度及系統(tǒng)工程角度來對待去毛刺問題,提出了“毛刺工程”(BurrEngineering) ,即“毛刺技術(shù)”(BurrTechnology) 概念.僅美國在其金屬加工生產(chǎn)投資中,去毛刺的投資就占2 %,每年花在**零件上毛刺的費用都在20 億美元以上,有的年份高達60億美元.這說明為了保證產(chǎn)品的高質(zhì)量,國外非常重視去毛刺加工,并大力發(fā)展去毛刺技術(shù)以及開發(fā)相應的高水平設(shè)備.而目前國內(nèi)仍采用刮刀、油石、砂布、銼刀或砂輪等機械方法去毛刺,費工費時,勞動強度大,又污染環(huán)境,并且只能靠目測和感覺操作,去毛刺質(zhì)量難以保證.國內(nèi)對于去毛刺技術(shù)的研究及應用起步較晚,雖然也取得了一定成績.但是,對去毛刺技術(shù)的機理規(guī)律及工藝應用的系統(tǒng)化研究還不夠**和深入。一是毛刺去除費工費時,而且不徹底,二是去除質(zhì)量難以保證.因此去毛刺已成為零件光整加工過程中的關(guān)鍵工序.電化學去毛刺是一種先進的去毛刺技術(shù)，是電化學加工（電解加工）技術(shù)中發(fā)展較快、應用較廣的一項新工藝。作為電化學加工一種特殊的應用形式，它對加工工件無機械作用力，容易實現(xiàn)自動化或半自動化，適合去除高硬度、高韌性金屬零件的毛刺，可以在工件的特定部位進行限定加工。對于手工難以處理、可達性差的復雜內(nèi)腔部位，尤其是交叉孔相貫線的毛刺，利用電化學去毛刺有著明顯的優(yōu)勢。電化學去毛刺對加工棱邊可取得較高的邊緣均一性和良好的表面質(zhì)量，具有去除毛刺效果好、**可靠、高效等優(yōu)點，一般情況和傳統(tǒng)工藝相比，效率可提高10倍以上。所以為了獲得高質(zhì)量的齒輪，應用電化學光整加工工藝對齒輪齒面進行光整加工去除毛刺的基礎(chǔ)研究,對于提高我國機械制造業(yè)在國際上的競爭力,促進我國經(jīng)濟的發(fā)展,有著重要的意義。
電化學加工又稱電解加工，包括從工件上去除金屬的電解加工和向工件上沉積金屬的電鍍，涂覆加工兩大類。電化學加工是利用電能、化學能進行陽極溶解的電化學作用原理,來達到去毛刺的目的.零件與直流電源的正極相連,稱為陽極,而由黃銅制作的管狀工具與電源負極相連,稱為陰極,其外表面涂絕緣層,兩極之間保持一定的間隙讓循環(huán)的電解液從間隙中通過.當陽極和陰極浸入溶液并通入直流電后,在直流電場作用下,隨著陽極的溶解,在工件表面上形成一層電阻較大而電導率較小的粘性液膜,亦稱鈍化膜,覆蓋在工件表面的低凹處,使該處的工件表面不受或少受電化學溶解腐蝕,而銳邊毛刺部位由于突出在工件表面,受電場、溫度場及流場作用的影響,加速了離子的擴散與遷移過程,此處難以形成鈍化膜,且突出的毛刺部位的電流密度很大,毛刺很快被溶解,迅速形成圓角,調(diào)整加工時間可控制圓角R < 0. 25。
電解加工時的電極反應：
陽極反應為陽極表面每個鐵原子在外電源的作用下放出(被奪去)兩個電子,成為正的二價鐵離子而溶解進入電解液中(Fe- 2e = Fe + 2) . 溶入電解液中的Fe + 2又與OH-離子化合,生成Fe (OH) 2,由于它在水溶液中的溶解度很小,故生成沉淀而離開反應系統(tǒng),Fe (OH) 2沉淀為墨綠色的絮狀物,隨著電解液的流動而被帶走. Fe(OH) 2 又逐漸為電解液中及空氣中的氧氧化為Fe (OH) 3 ,Fe(OH) 3 為黃褐色沉淀(鐵銹).
陰極反應為正的氫離子被吸收到陰極表面從電源得到電子而析出氫氣:2H+ + 2e=H2 ↑. 由此可見,電解加工過程中,在理想情況下,陽極鐵不斷以Fe +2的形被溶解,水被分解消耗,因而電解液的濃度稍有變化.但電解液本身并不消耗,只要過濾干凈,適當添加水分,可長期使用.
電解液：對于齒輪去毛刺考慮到零件加工精度、表面質(zhì)量和生產(chǎn)率的要求以及工件本身材料為45號調(diào)質(zhì)鋼,選擇中性鹽溶液,其價格低腐蝕性小、電流效率高、消耗小,濃度一般采用10%～15%.
電化學去毛刺設(shè)備己有系列化產(chǎn)品，在汽車發(fā)動機、通用工程機械、航空航天、氣動液壓等眾多行業(yè)得到廣泛應用，是電化學加工機床中生產(chǎn)批量較大，應用領(lǐng)域較廣的重要裝備。