一种轻合金铸件复杂型腔的水平激振抛磨装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种轻合金铸件复杂型腔的水平激振抛磨装置及方法，激振电机固定连接在支撑座上，通过隔振器与底座连接，铸件固定板通过弹簧与支撑座连接。预先将加工介质装入铸件型腔中，使用堵头封堵，铸件由夹具装夹在铸件固定板上，铸件姿态根据空间型腔结构及分布可分多步调整装夹，启动激振电机水平激振实现轻合金铸件复杂型腔的抛磨加工，加工完成后，排出加工介质并清洗烘干。该工艺加工可一次性实现轻合金铸件复杂型腔抛磨，加工效率高，且能达到环保要求。

A horizontal excitation polishing device and method for complex cavity of light alloy castings

The invention discloses a horizontal excitation polishing device and method for complex cavity of light alloy castings. The excitation motor is fixed on the support base, connected with the base through the vibration isolator, and the casting fixing plate is connected with the support base through the spring. The processing medium is pre-loaded into the casting cavity and plugged by a plug. The casting is clamped on the fixed plate of the casting by a clamp. According to the structure and distribution of the space cavity, the clamp can be adjusted by multi-step according to the casting posture. The horizontal excitation of the exciting motor is started to realize the polishing of the complex cavity of the light alloy casting. After the processing is completed, the processing medium is discharged. Wash and dry. The process can realize the complex cavity grinding of light alloy castings at one time, with high processing efficiency and environmental protection requirements.

【技术实现步骤摘要】
一种轻合金铸件复杂型腔的水平激振抛磨装置及方法
本专利技术涉及零件表面光整加工
，具体是一种轻合金铸件复杂型腔的水平激振抛磨装置及方法。
技术介绍
新型发动机制造中，结构功能件采用轻合金砂型整体浇铸成型，可以实现轻量化、整体化和一体化。这类铸件的内外形结构都很复杂，外形结构一般有各种安装孔、定位销孔、螺纹孔、凸台平面、接合面、基准面、加强筋等，内形结构多有空间不规则分布的小孔径润滑油路、进排气道、冷却水道、异形腔体结构的油箱、空心叶片内外环连接腔等。由于其内流道孔径小、弯道多、形状复杂，高温浇注极易造成铸件正常除芯后成品件内腔粘砂或产生氧化皮等缺陷，表面完整性指标难以满足设计要求。广泛应用于铸件外表面清砂的设备主要有磨光机、水爆池、抛丸机等，但是对于内部复杂型腔的清砂无能为力；高压水射流可以去除直孔和小直径孔的残砂，由于水流遇到管路壁面会造成压力显著损失，不适合清理弯曲孔、环形孔和外小内大的联通型腔；磨粒流工艺也难以清理大变径多通道型腔；化学溶解方法可以清除特定成分的残砂，不但操作环境有严重污染，而且会对铸件零件表面有腐蚀伤害；聚能超声空化清理的可达性受到空间复杂型腔的形状和位置限制；普通的振动清砂平台可以清除主体砂芯，受振动原理和激振方式的制约，不能有效清除残砂更不能提高型腔完整性综合指标；前述各种方法的组合也很难有效解决复杂型腔全方位清除残砂并提高表面完整性。现阶段实际生产中常用两种操作办法，一是采用手工穿细钢丝双向拉动的方式，但无法清除到孔、槽、腔的死角部位；二是采用软轴小铣刀的方式，只能实现部分小孔清砂，不能实现全部型腔的处理。对于轻合金铸件，如果残砂清理不彻底，流道内存在烧结、粘附、残留的砂粒等异物，或者其表面完整性不足，将严重增大液体流动阻力，导致压力损失，异物还可能导致系统中相关零部件损坏，甚至造成事故。
技术实现思路
本专利技术提供一种轻合金铸件复杂型腔的水平激振抛磨装置及方法。一种轻合金铸件复杂型腔的水平激振抛磨装置，包括底座(1)、隔振器(2)、支撑座(3)、激振电机(4)、弹簧组(5)、铸件固定板(6)和夹具(7)；两个激振电机(4)并列固定连接在支撑座(3)上，通过隔振器(2)与底座(1)连接，铸件固定板(6)通过弹簧组(5)与支撑座(3)连接；两个激振电机(4)同型号且反向回转，综合产生水平激振力，使得所述支撑座(3)水平振动；弹簧组(5)由多个左旋和右旋弹簧组成，组合后等效弹簧横向刚度足够悬挂铸件固定板(6)、夹具(7)、铸件(8)和加工介质(9)，其中左旋弹簧和右旋弹簧的数量相同，上下、左右分别对称布置。所述的装置，隔振器(2)为具有水平和竖直方向刚度和阻尼的弹性元件，包括橡胶弹簧或空气弹簧。所述的装置，支撑座(3)水平振动双振幅为1～1.5mm；隔振器(2)和弹簧组(5)的共同作用可实现振幅放大功能，使所述铸件固定板(6)、夹具(7)、铸件(8)和加工介质(9)同步水平振动双振幅为3～7mm。所述的装置，夹具设计为可以实现对铸件进行不同姿态装夹的夹具形式，铸件8在加工过程中的姿态通过夹具7的调整可实现8个不同位置分别装夹。根据任一所述装置的水平激振抛磨方法，包括以下步骤：步骤一：依据铸件(8)实体及型腔三维模型，判定实际需要抛磨加工的可独立封闭的型腔数和每个可独立封闭型腔实际存在的孔口数，并做好标记；步骤二：依据三维模型分别计算每个可独立封闭型腔的体积；步骤三：选择适合每个独立封闭型腔使用的加工介质(9)并确定装入量体积百分数；步骤四：给每个独立封闭型腔分别装入加工介质(9)，并采用堵头(10)封口；步骤五：采用夹具(7)，将铸件(8)按起始工序姿态要求装夹在铸件固定板(6)上；步骤六：启动激振电机(4)，按一定加工时间实施激振抛磨；步骤七：抛磨加工结束后，打开各型腔堵头(10)，变化铸件(8)姿态在振动状态下排出加工介质(9)并收集。步骤八：高压水清洗、高压气体吹干铸件(8)，并整体高温烘干，送检。所述的水平激振抛磨方法，步骤六之后还包括以下步骤：采用夹具(7)，将铸件(8)按不同的姿态调整(多次)装夹在铸件固定板(6)上；按铸件轴线竖直大端面朝下、上下法兰盘止口定位任意位置为起始位置加工10分钟，之后依次绕铸件轴线顺时针旋转30°，连续调整三个位置各加工10分钟，然后，大端面朝上、上下法兰盘止口定位任意位置为起始位置加工10分钟，再依次绕铸件轴线顺时针旋转30°连续调整三个位置各加工10分钟，共加工80分钟，这样能够使得铸件内部不同位置的表面都得到良好的激振抛磨。所述的水平激振抛磨方法，步骤三中加工介质(9)包括颗粒介质、液体介质，液体介质包括化学剂和水；其中颗粒介质为直径1.5mm的不锈钢钢球，液体介质中化学剂为HYA磨液，按1:10与水混合。所述的水平激振抛磨方法，步骤四中装入加工介质(9)的方法为用量杯或量筒测好待装料，采取多孔分别装料方式，把待装颗粒介质全部装入，随后封堵除加液孔外的多个孔口，加入液体介质后，封堵最后一个孔。所述的水平激振抛磨方法，步骤七中排料的方法为打开全部型腔堵头(10)，调控铸件(8)多个方位，低频激振排出加工介质(9)。所述的水平激振抛磨方法，步骤八中的整体烘干的温度在60-80摄氏度，烘干时间在10-15分钟。本专利技术的有益效果如下：激振电机固定连接在支撑座上，通过隔振器与底座连接，铸件固定板通过弹簧与支撑座连接。预先将加工介质装入铸件型腔中，使用堵头封堵，铸件由夹具装夹在铸件固定板上，铸件姿态根据空间型腔结构及分布可分多步调整装夹，启动激振电机水平激振实现轻合金铸件复杂型腔的抛磨加工，加工完成后，排出加工介质并清洗烘干。该工艺加工可一次性实现轻合金铸件复杂型腔抛磨，加工效率高，且能达到环保要求。本专利技术装置结构紧凑、合理，制作方便，采用间接激振原理，通过弹簧系统放大工作振幅，实现用较小的激振力驱动大型振动体；并且不会随着物料负荷的变化而影响振动性能的发挥。与传统的单质体直接驱动设计相比，能够更好地降低电能消耗，同时提高加工效率。该装置及方法可一次性实现轻合金铸件复杂型腔的残砂清理及表面成性加工，加工效率高，成本低，且能达到环保要求。附图说明图1是本专利技术的加工原理图。1-底座；2-隔振器；3-支撑座；4-激振电机；5-弹簧组；6-铸件固定板；7-夹具；8-铸件；9-加工介质；10-堵头。图2是采用本专利技术方法抛磨某铸件铸造型腔，不同型腔部位抛磨前后内窥镜观察效果对比图(比例4:1)。图3是本专利技术激振原理位移传递率特征图。具体实施方式以下结合具体实施例，对本专利技术进行详细说明。实施例1：如图1所示，本专利技术提供一种轻合金铸件复杂型腔的水平激振抛磨装置，包括底座1、隔振器2、支撑座3、激振电机4、弹簧组5、铸件固定板6和夹具7；两个激振电机4并列固定连接在支撑座3上，通过隔振器2与底座1连接，铸件固定板6通过弹簧组5与支撑座3连接。两个激振电机4同型号且反向回转，综合产生水平激振力，使得所述支撑座3水平振动。弹簧组5由8个左旋和8个右旋弹簧组成，组合后等效弹簧横向刚度足以悬挂铸件固定板6、夹具7、铸件8和加工介质9，其中左旋弹簧和右旋弹簧的布置上下、左右分别对称。隔振器2为橡胶弹簧，水平和竖直方向的刚度和阻尼参数合理。支撑座3水平振动双振本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轻合金铸件复杂型腔的水平激振抛磨装置，其特征在于，包括底座(1)、隔振器(2)、支撑座(3)、激振电机(4)、弹簧组(5)、铸件固定板(6)和夹具(7)；两个激振电机(4)并列固定连接在支撑座(3)上，通过隔振器(2)与底座(1)连接，铸件固定板(6)通过弹簧组(5)与支撑座(3)连接；两个激振电机(4)同型号且反向回转，综合产生水平激振力，使得所述支撑座(3)水平振动；弹簧组(5)由多个左旋和右旋弹簧组成，组合后等效弹簧横向刚度足够悬挂铸件固定板(6)、夹具(7)、铸件(8)和加工介质(9)，其中左旋弹簧和右旋弹簧的数量相同，上下、左右分别对称布置。

【技术特征摘要】
1.一种轻合金铸件复杂型腔的水平激振抛磨装置，其特征在于，包括底座(1)、隔振器(2)、支撑座(3)、激振电机(4)、弹簧组(5)、铸件固定板(6)和夹具(7)；两个激振电机(4)并列固定连接在支撑座(3)上，通过隔振器(2)与底座(1)连接，铸件固定板(6)通过弹簧组(5)与支撑座(3)连接；两个激振电机(4)同型号且反向回转，综合产生水平激振力，使得所述支撑座(3)水平振动；弹簧组(5)由多个左旋和右旋弹簧组成，组合后等效弹簧横向刚度足够悬挂铸件固定板(6)、夹具(7)、铸件(8)和加工介质(9)，其中左旋弹簧和右旋弹簧的数量相同，上下、左右分别对称布置。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，隔振器(2)为具有水平和竖直方向刚度和阻尼的弹性元件，包括橡胶弹簧或空气弹簧。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，支撑座(3)水平振动双振幅为1～1.5mm；隔振器(2)和弹簧组(5)的共同作用可实现振幅放大功能，使所述铸件固定板(6)、夹具(7)、铸件(8)和加工介质(9)同步水平振动双振幅为3～7mm。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，夹具设计为可以实现对铸件进行不同姿态装夹的夹具形式，铸件8在加工过程中的姿态通过夹具7的调整可实现8个不同位置分别装夹。5.根据权利要求1-4任一所述装置的水平激振抛磨方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：依据铸件(8)实体及型腔三维模型，判定实际需要抛磨加工的可独立封闭的型腔数和每个可独立封闭型腔实际存在的孔口数，并做好标记；步骤二：依据三维模型分别计算每个可独立封闭型腔的体积；步骤三：选择适合每个独立封闭型腔使用的加工介质(9)并确定装入量体积百分数；步骤四：给每个独立封闭型腔分别装入加工介质(9)，并采用堵头(10)封口；步骤五：采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨胜强，姜豪增，刘青海，李东祥，高云松，虞强，王秀枝，吴炳源，崔建国，杨建，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西,14