[发明专利]一种金属模具的数控电解抛光方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于制造业的先进制造技术领域，涉及一种金属模具的快速抛光方法及抛光装置。

背景技术

金属模具的形状精度及表面粗糙度直接影响着成形加工产品的质量。金属模具的传统加工工序主要包括铣削加工、研磨及抛光。其中研磨和抛光是决定金属模具质量的重要工序。这一工序当前在很大程度上依靠手工加工，在金属模具制造成本中所占比例也较大，抛光时间可达到整个金属模具加工周期的1/3，急需实现自动化以提高效率。

传统数控加工模具的表面残留着等间距进给的加工痕迹，研磨抛光加工的目的就是去除机械加工的残留痕迹，达到要求的较高的形状精度和表面粗糙度。研磨抛光加工作为铣削加工的后续工序，通常采用手工操作，对工人熟练程度要求较高。它要求在加工余量很小的条件下，修正形状误差，减小表面粗糙度值，达到加工要求。

对于金属板料拉延成型快速金属模具，比较成功的是电弧喷涂金属模具，金属电弧喷涂快速制模的母模一般是采用石膏等非金属模型，金属喷涂模具的表面质量完全取决于石膏母模的表面质量，而石膏属于低硬度、低强度材料，不可能达到金属表面质量，表面粗糙度一般在Ra10～30μm，金属型壳的复制工艺形成的特点决定了金属喷涂模具表面的粗糙度也在Ra10～30μm，这样的表面状态还不能作为高等级的汽车覆盖件模具使用。一般都是通过手工抛光的方法来改善模具的表面粗糙度。

因此，通过数控电解抛光工艺，对金属模具表面进行快速精加工处理，可快速改善金属模具表面粗糙度，提高模具等级。

中国专利ZL200710148276.4“用于电解抛光的电解液以及电解抛光方法”，内容为一种用于电解抛光的电解液，在施加低电压时可以提供具有高平整特性的加工表面，同时保证对导电材料较高的加工速率，并且可以去除不必要的导电材料并暴露阻挡膜，而不导致碟陷、过蚀或阻挡膜与金属导电材料之间的界面处的蚀刻。用于工件的表面导电材料的电解抛光的电解液由水溶液构成，其成分中包括至少一种有机酸或其盐、至少一种具有磺酸基的强酸、缓蚀剂和水溶性聚合物化合物。

美国Jumer，John F.专利，Method for containerless portableelectro-polishing(专利号US4330381)。该专利是对金属表面先进行机械打磨，然后对打磨过的金属表面进行电解抛光。

不论是使用手工进行抛光或者是先进行机械打磨后再使用电解抛光的加工方法，都存在抛光时间长，精度等级不高与效率低的问题，尤其是对于表面质量状况要求比较高的模具来说，更是难于满足需要。

发明内容

针对现有技术中存在的抛光时间长，精度等级不高与效率低，难于满足表面质量状况要求比较高的模具需要的情况，本发明提供一种新型的电解抛光工艺和装置。该方法使用数控电解抛光机床、电解抛光电源、软毡轮，电解液以及磨粒等工具，对金属模具表面进行电解抛光处理，实现快速抛光。

其技术方案如下：

一种金属模具的数控电解抛光的装置，该装置包括：数控电解抛光机床，抛光电源，电解抛光阴极，电解液容器及电解液，磨粒，设置在电解液容器底部的超声波发生装置，连接管路及操作系统，抛光电源通过导线与数控电解抛光机床与电解抛光阴极相连接，阴极连接软毡轮，电解抛光的软毡轮设置在可以在X、Y、Z三个方向上任意转动或者移动的数控电解机床的主轴上。

在电解液容器内盛有电解液，设置在容器底部的超声波发生装置，与容器内盛的电解液被容器的底部所隔开。

在超声波发生装置发出的高频振荡信号作用下的电解液中悬浮着掺入电解液中的磨粒。

进水管路一端连接电解液容器，另一端连接金属模具的型面，出水管的一端从电解液容器中一直延伸到被抛光模具表面的液体输出口上。

一种模具的数控电解抛光的方法，包括下列步骤：

1)电解液的配制：将电解质按重量百分比为15％的NaNO₃、2％的NaCl，其余为水的混合物搅拌溶解，加入240#绿碳化硅磨粒，重量百分比为1～5％，利用超声波发生装置使其240#绿碳化硅磨粒在电解液中呈现悬浮的状态；

2)阳极的准备对待抛光的模具表面或者零件进行手工打磨处理，去除表面残留的杂质或者锈迹，并对表面使用清水进行清洗；

3)阴极的准备阴极采用芯部为金属杆的软毡轮，并安装到电解抛光机床的主轴上；