CN108637226A - 一种金属铸件的毛刺水口去除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超声波去毛刺工艺，将待处理金属铸件固定于工作台；向工作台不间断地倒入磨料，并在倒入磨料的过程中利用超声波振动头驱动待处理金属铸件与磨料产生振动，使得磨料与待处理金属铸件发生撞击以去除待处理金属铸件表面的毛刺；本发明提高去毛刺和去水口的效率，也进一步提高了去毛刺和去水口的品质。
Description
技术领域
本发明涉及金属铸件的表面处理技术的技术领域，尤其是涉及一种金属铸件的毛刺水口去除方法。
背景技术
随着社会的发展及科技的进步，人们对产品质量的要求变得越来越苛刻，其中在产品的质量问题中最难解决的问题其实就是产品的毛刺问题，产品在使用过程中由于毛刺的存在会对零件的性能产生一定的影响，所以去毛刺工序是产品制造过程中必不可少的一个重要的环节。
在毛刺去除技术中应用的最早、最普遍，手工去毛刺是传统的去毛刺方法之一，但这种方法在实际应用中也具有一定的缺点，如工人的劳动强度较大，实际操作起来比较复杂，故对工人的技术要求较高，生产效率较低，毛刺去除后工件的质量不太稳定等。
振动滚磨也是现有去毛刺的技术方式之一，振动滚磨去毛刺在毛刺去除时机床操作比较简单，磨料的来源比较广泛，磨料的种类较多，生产效率很高，加工后工件的质量较好、比较稳定，但是这种方法对大毛刺的去除比较困难。
高压水射流去毛刺，从喷嘴喷出的压力如果过小，则有可能会使得毛刺去除的效果不佳；但压力过大，虽然能够将毛刺去除，但有可能会对工件产生一定的破坏。此方法需要对水压的合理控制要求较高，容易造成去毛刺效果不稳定。
需要发明一种去毛刺和水口效率高且去毛刺和水口效果好的磨料和工艺方法，因此有必要予以改进。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种金属铸件的毛刺水口去除方法，通过超声和磨料的配合，快速自动去除金属铸件表面的毛刺和水口，提高毛刺和水口的去除效率，把水口和毛刺去除干净，提高去毛刺或去水口的金属铸件表面的光洁度高。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种金属铸件的毛刺水口去除方法，包括以下步骤：
步骤一、装夹，将连结有水口及金属铸件的待处理金属铸件固定于工作台，通过超声传导压头压紧待处理金属铸件；
步骤二、加入磨料，朝向待处理金属铸件上方连续倒入磨料，并将磨料倒在待处理金属铸件之上；其中，磨料是由氧化铝颗粒、钢球、陶瓷颗粒及滑石粉混合而成的混合物；
步骤三、超声去毛刺，超声波发生设备根据预先设定的超声波工作参数产生第一超声波，通过超声波发生设备向固定在超声传导压头上部的超声波变幅杆传导第一超声波，第一超声波通过超声传导压头传导至待处理金属铸件及磨料，并控制第一超声波的加工功率为2000W-3500W，加工时间为3-5S，使磨料产生共振而具有动能，在产生共振的磨料接触毛刺时，磨料的动能传导至毛刺而使毛刺从根部断裂，通过磨料撞击待处理金属铸件表面的毛刺而去除毛刺；
步骤四、超声去水口，在完成超声去毛刺之后，超声波发生设备根据预先设定的超声波工作参数产生第二超声波，通过超声波发生设备向固定在超声传导压头上部的超声波变幅杆传导第二超声波，第二超声波通过超声传导压头传导至待处理金属铸件及磨料，并控制第二超声波的加工功率为4000W-4500W，加工时间为0.5-1.1S，金属铸件的水口与金属铸件的连结处设定有断裂处，将第二超声波传导至水口及磨料，使水口及断裂处产生共振，断裂处的超声共振结合磨料的共振撞击，使水口从断裂处断开；
步骤五，成品，从工作台取出金属铸件，得到成品。
进一步的技术方案中，所述第一超声波的振幅在50μm以上，第一超声波把磨料机械振动的质点位移或速度放大，并将超声能量集中在毛刺上；第一超声波包括由超声波变幅杆转换及传导至所述待处理金属铸件及所述磨料的纵波和横波；
所述第二超声波的振幅在80μm以上，第二超声波把磨料机械振动的质点位移或速度放大，并将超声能量集中在水口上；第二超声波包括由超声波变幅杆转换及传导至所述待处理金属铸件及所述磨料的纵波和横波。
进一步的技术方案中，所述步骤一中，通过超声波设备中的自动送料机构间歇将待处理金属铸件输送至工作台；
所述步骤二中，通过磨料输送装置输送磨料到设置于工作台上方的送料管，通过送料管朝向工作台及固定在工作台的待处理金属铸件倾倒或喷射磨料；
通过磨料掉落在处理金属铸件表面的磨料完成超声去毛刺加工及超声去水口加工；或者通过挡板或夹具在待处理金属铸件上方形成一磨料室，使落入磨料室中的磨料堆填在待处理金属铸件上方；
按照重量份配比磨料包括：氧化铝颗粒38-42份、钢球28.5-31.5份、陶瓷颗粒19-21份以及滑石粉9.5-10.5份；
所述步骤三中，通过水口将所述第一超声波传导至所述金属铸件，通过金属铸件将第一超声波传导至金属铸件表面的毛刺以及散落在金属铸件表面的磨料，使磨料产生质点位移和速度放大，通过磨料及毛刺的机械振动去除毛刺，通过吸料管抽吸工作台之上的磨料，以回收使用磨料；
所述步骤四中，通过吸料管抽吸工作台之上的磨料，以回收使用磨料；
所述步骤五中，通过自动取料机构自动从工作台取出金属铸件。
进一步的技术方案中，所述氧化铝颗粒包括球型氧化铝颗粒和片型氧化铝颗粒的其中一种或两种的混合物，球型氧化铝颗粒是表面带有尖状物的圆球体；球型氧化铝颗粒的直径为100-200微米，尖状物的高度为1-10微米；片型氧化铝颗粒是转角处带有尖角的多边形形状的薄型片状体，片型氧化铝颗粒的粒径为100-200微米。
进一步的技术方案中，所述钢球是由至少两种不同直径规格的钢材制成的圆球体混合而成，钢球的直径为1-3mm；所述陶瓷颗粒的粒径为80-220微米；所述滑石粉的目数为500-800目。
进一步的技术方案中，所述磨料按重量份配比包括氧化铝颗粒40份、钢球30份、陶瓷颗粒20份及滑石粉10份。
进一步的技术方案中，所述钢球包括直径为3mm的3mm钢球、直径为2mm的2mm钢球和直径为1mm的1mm钢球，三种直径规格的钢球之间的重量份配比为3mm钢球:2mm钢球:1mm钢球＝8-10份：20-30份：50-60份；选用的所述陶瓷颗粒的选用直径为140-160微米；所述滑石粉的选用目数为600-700目。
进一步的技术方案中，所述步骤三中，第一超声波的功率为控制在2000W、振幅为控制在50-60μm，频率为控制在20K，第一超声波使磨料机械振动的质点位移或速度放大，并将超声能量集中在金属铸件的毛刺上；
所述步骤四中，将所述第二超声波的功率为控制在4000W、振幅为控制在80-100μm，控制在频率为20K，第二超声波使磨料机械振动的质点位移或速度放大，并将超声能量集中在金属铸件的水口上。
进一步的技术方案中，所述步骤一中，将待处理金属铸件定位放置于带有定位型腔的夹具之上，通过夹具定位待处理金属铸件，并将待处理金属铸件中的金属铸件嵌设于夹具的定位型腔中，且使金属铸件的毛刺加工面朝向上，水口朝向上或朝向下。
进一步的技术方案中，所述步骤一中，通过超声传导压头将待处理金属铸件压紧于定位型腔中，并使超声传导压头压贴于待处理金属铸件的水口之上，通过超声传导压头将超声波传导至水口，再由水口传导至待处理金属铸件的金属铸件。
本发明和现有技术相比所具有的优点是：
1、本发明中的磨料采用了氧化铝颗粒，氧化铝颗粒表面具有尖物状结构，而且氧化铝颗粒的硬度较高，耐磨性好的特点，提高去毛刺的效率。
2、氧化铝颗粒表面具有尖物状结构，在对工件去毛刺或去水口的过程当中，容易在工件表面出现细微的划痕，陶瓷颗粒的表面较为平整、圆滑，本发明中的氧化铝颗粒与陶瓷颗粒的结合使用，可使氧化铝颗粒去毛刺或去水口过程中产生的划痕加以磨平，达到抛光效果，进一步提高去毛刺或去水口待处理金属铸件的表面光洁度。
3、要想提高毛刺效率，务必需要磨料有更大的速度，而产生高速度，务必要求材料具有高弹性模量，才能在超声的声塑性作用下产生高的速度，本发明的组份中配合钢珠的使用，针对产品内部不同尺寸部位有不同大小的毛刺，设计了不同规格的钢球尺寸，使不同尺寸的毛刺或水口都能有针对性的去除，达到较好的去毛刺或去水口效果。
4、同时在本发明组份中加入滑石粉，可以减少磨料与待处理金属铸件内腔各个部位的冲击，减少磨料在待处理金属铸件内部摩擦，进一步提高去毛刺或去水口的效率。
5、本发明自动化去除压铸工件中的水口，批量化去除待处理金属铸件的各种毛刺，节省人力物力，提高加工效率，减少加工成本。
6、本发明减少电镀流程工序和电镀总工时，提高去毛刺和去水口的效率，同时提高去毛刺和去水口的品质。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的示意图。
图2是本发明氧化铝颗粒表面带有尖状物的圆球体形状结构示意图。
图3是本发明氧化铝颗粒转角处带有尖角的菱形薄片结构示意图。
图4是本发明氧化铝颗粒转角处带有尖角的三角形薄片结构示意图。
图5是本发明毛刺去除模型示意图。
图6是去毛刺和去水口的人工方式和超声加磨料的加工数据对比表格。
图7是本发明超声去水口和毛刺的超声设备示意图。
图8是本发明超声波去毛刺和去水口加工周期示意图。
图9是本发明磨料配比方案1-3的超声去毛刺率实验数据对比示意图。
图10是本发明磨料中氧化铝颗粒、钢球、陶瓷颗粒及滑石粉配比方案1-3。
图中：1、待处理金属铸件 11、毛刺 12、磨料 13、作用力速度方向 2、自动送料机构 21、磨料输送装置 211、送料管 22、超声传导压头 23、工作台 24、超声装置 32、变幅杆4、氧化铝颗粒 41、尖状物
具体实施方式
以下仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。
一种金属铸件的毛刺水口去除方法，如图1、图7和图8，包括以下步骤：
步骤一、装夹，将连结有水口及金属铸件的待处理金属铸件固定于工作台。
具体的，通过超声传导压头22压紧待处理金属铸件1；通过超声波设备中的自动送料机构2间歇将待处理金属铸件1输送至工作台23。将待处理金属铸件1定位放置于带有定位型腔的夹具之上，通过夹具定位待处理金属铸件1，并将待处理金属铸件1中的金属铸件嵌设于夹具的定位型腔中，且使金属铸件的毛刺加工面朝向上，水口朝向上或朝向下。
通过超声传导压头22将待处理金属铸件1压紧于定位型腔中，并使超声传导压头22压贴于待处理金属铸件1的水口之上，通过超声传导压头22将超声波传导至水口，再由水口传导至待处理金属铸件1的金属铸件。
步骤二、加入磨料12，朝向待处理金属铸件1上方连续倒入磨料12，并将磨料12倒在待处理金属铸件1之上；通过磨料12输送装置21输送磨料12到设置于工作台23上方的送料管211，通过送料管211朝向工作台23及固定在工作台23的待处理金属铸件1倾倒或喷射磨料12，通过磨料12掉落在待处理金属铸件1表面的磨料12完成超声去毛刺加工及超声去水口加工。
其中，磨料12按重量份配比包括氧化铝颗粒38-42份、钢球28.5-31.5份、陶瓷颗粒19-21份以及滑石粉9.5-10.5份；
磨料12中的氧化铝颗粒4包括球型氧化铝颗粒和片型氧化铝颗粒混合而成的混合物。
球型氧化铝颗粒是表面带有尖状物41的圆球体；球型氧化铝颗粒的直径为100-200微米，尖状物41的高度为1-10微米，尖状物41为锥体形状，其上部具有一尖端，凸出在球型氧化铝颗粒表面的尖状物41提高毛刺去除效率。
片型氧化铝颗粒是转角处带有尖角的多边形形状的薄型片状体，片型氧化铝颗粒按其边数区分包括三边形、四边形或五边形等，也可以是带有尖角的不规则形状的或异形的薄型片状体，片型氧化铝颗粒的粒径为100-200微米。
磨料12中的钢球包括至少两种不同直径规格的、且直径为1-3mm的钢材制成的圆球体；较佳的，磨料12中的钢球是由三种不同直径的钢球混合而成。
选用的钢球中，按重量份配比包括直径为3mm的3mm钢球8-10份、直径为2mm的2mm钢球20-30份以及直径为1mm的1mm钢球50-60份。
磨料12中的陶瓷颗粒直径为80-220微米；较佳的，选用的陶瓷颗粒的直径为140-160微米；
磨料12中的滑石粉的目数为500-800目，较佳的，选用的滑石粉的目数为600-700目。
依据压铸件毛刺特点，参考各磨料材料特性，采用如图10表格中所示三种方案：
磨料的第一种优选方案：
磨料按重量份配比包括：氧化铝颗粒38份，钢球28.5份，陶瓷颗粒19份，滑石粉9.5份，其中，钢球包括直径为3mm的3mm钢球、直径为2mm的2mm钢球和直径为1mm的1mm钢球，三种直径的钢球的重量份数比为：3mm钢球8份、2mm钢球20份和1mm钢球50份。
磨料的第二种优选方案：
磨料按重量份配比包括：氧化铝颗粒40份，钢球30份，陶瓷颗粒20份，滑石粉10份，其中，钢球包括直径为3mm的3mm钢球、直径为2mm的2mm钢球和直径为1mm的1mm钢球，三种直径的钢球的重量份数比为：3mm钢球10份、2mm钢球30份和1mm钢球60份。
磨料的第三种优选方案：
磨料按重量份配比包括：氧化铝颗粒42份，钢球31.5份，陶瓷颗粒21份，滑石粉10.5份，其中，其中，钢球包括直径为3mm的3mm钢球、直径为2mm的2mm钢球和直径为1mm的1mm钢球，三种直径的钢球的重量份数比为：3mm钢球9份、2mm钢球25份和1mm钢球55份。
分别对上述三种优选方案对压铸件进行超声去毛刺试验，统计去毛刺后产品毛刺残留，得到了不同方案去毛刺率，如图9所示，以方案2为最优方案。
根据物理知识动量与能量守衡规律所知，如图5所示，毛刺务必受到外力冲击产生扭力力矩，扭矩公式为：M＝N×R，M表示扭矩，毛刺一生成其值一般为常量，N表示作用在毛刺上的力，R表示作用力到支点距离，毛刺越小，其R愈小，N需要越大，当冲击力矩大力毛刺本身的最大力矩时，毛刺被冲断裂。根据公式P＝M×V其中P为动量，为一衡值，M为磨料的质量，V为超声作用在磨料上产生的速度，F为超声作用在磨料上的力，t为作用时间，其中M＝F×V，P为作用在毛刺上的力，V为速度，因此根据以上公式可知道加工过程中材料去除率不仅与磨料速度有关，而且与磨粒本身的物理性质：如直径、体积比等有关；或与毛刺和磨料二者之间的相对速度有关。从摩擦学的观点来看，光整加工的过程也包含摩擦、磨损的过程，磁场强度越大，在待处理金属铸件表面所产生的作用力越大，磨粒对待处理金属铸件表面所产生的切削、滚压、滑擦的能力就越大，加工效率越高；磨粒和待处理金属铸件的相对速度越大，加工过程中所产生的光整加工能量就越大，加工效率越高。磨粒中的成分、粒度也会影响材料去除的速度，磨粒的化学成分直接影响到其硬度的高低，硬度越高，材料去除越快，加工效率就越高；在满足表面质量要求的情况下，选用粒度粗的磨料可提高加工效率。
本发明中的磨料12采用了氧化铝颗粒4，如图2至4所示，氧化铝颗粒4的表面具有尖物状41结构而且氧化铝颗粒4具有硬度较高，耐磨性好的特点，能提高去毛刺的效率。氧化铝颗粒4的表面为具有尖物状41结构，在对待处理金属铸件去毛刺或去水口的过程当中，容易在待处理金属铸件表面出现细微的划痕，陶瓷颗粒的表面较为平整、圆滑，本发明中的氧化铝颗粒4与陶瓷颗粒的结合使用，可使氧化铝颗粒4去毛刺或去水口过程中产生的划痕加以磨平，达到抛光效果，进一步提高去毛刺或去水口待处理金属铸件的表面光洁度。要想提高毛刺效率，务必需要更大的速度，而产生高速度，务必要求材料具有高弹性模量，才能在超声的声塑性作用下产生高的速度，本发明的组份中配合钢珠的使用，针对产品内部不同尺寸部位有不同大小的毛刺，设计了不同规格的钢球尺寸，使不同尺寸的毛刺都能有针对性的去除，达到较好的去毛刺或去水口效果。同时在本发明组份中加入一定量的滑石粉，可以减少磨料与待处理金属铸件内腔各个部位的冲击，减少磨料在待处理金属铸件内部摩擦，进一步提高去毛刺或去水口的效率。
除了以上组份外，还可加入2份以下的氧化镁颗粒或氧化钙颗粒。本磨料方案还可加上氧化镁颗粒或氧化钙颗粒成分也可达到本发明目的和效果，在去刺时使去除毛刺的区域变得更平滑。
选择三种不同直径的钢球是对待处理金属铸件上存在不同大小的毛刺进行针对性处理，体积越大，对毛刺产生的冲击力越大，针对大的毛刺，需要大的钢球处理，针对小的毛刺，需要小钢球处理。直径为3mm的3mm钢球是针对3微米以上的毛刺，直径为2mm的2mm钢球是针对1-3微米的毛刺，直径为1mm的1mm钢球是针对1微米以下的毛刺。
步骤三，超声去毛刺，超声波发生设备根据预先设定的超声波工作参数产生第一超声波，通过超声波发生设备向固定在超声传导压头22上部的超声波变幅杆32传导第一超声波，第一超声波通过超声传导压头22传导至待处理金属铸件1及磨料12，并控制第一超声波的加工功率为2000-3500W，加工时间为3-5S，具体的，第一超声波的功率为2000W，振幅为50-60μm，频率为20K；第一超声波包括由超声波变幅杆转换得到纵波和横波，包含纵波和横波的第一超声波传导至待处理金属铸件及磨料，处理金属铸件表面的毛刺在纵波和横波作用下产生共振，同时传导到磨料的第二超声波具有横向和纵向的动能，磨料具有多方向的动能，磨料的运动具有多向性，因此，通过具有纵波和横波的第一超声波能够去快地去除毛刺，且去除速度更快。
使磨料12产生共振而具有动能，在产生共振的磨料12接触毛刺11时，磨料12的动能传导至毛刺11而使毛刺11从根部断裂，通过磨料12撞击待处理金属铸件1表面的毛刺11而去除毛刺11；在超声去毛刺过程中，通过吸料管抽吸工作台之上的磨料12，以回收使用磨料12。
步骤四，超声去水口，在完成超声去毛刺之后，超声波发生设备根据预先设定的超声波工作参数产生第二超声波，通过超声波发生设备向固定在超声传导压头22上部的超声波变幅杆32传导第二超声波，第二超声波通过超声传导压头22传导至待处理金属铸件1及磨料12，并控制第二超声波的加工功率为4000-4500W，加工时间为0.5-1.1S，具体的，第二超声波的功率为4000W，振幅为80-100μm，频率为20K。第二超声波具有更大的功率，且振幅调节为80-100μm，能够快速震断水口，第二超声波包括由超声波变幅杆转换得到纵波和横波，纵波和横波传导至待处理金属铸件的水口及磨料，使水口的连结处产生横向和纵向的共振，同时传导到磨料的第二超声波具有横向和纵向的动能，使水口的连结处产生共振并结合磨料的冲击，两者共同作用而将水口震断去除，通过具有纵波和横波的第二超声波能够去快地去除水口，去除速度快，且水口去除干净，水口无根部残留在金属铸件表面。
金属铸件的水口与金属铸件的连结处设定有断裂处，将第二超声波传导至水口及磨料12，使水口及断裂处产生共振，断裂处的超声共振结合磨料12的共振撞击，使水口从断裂处断开；在超声去毛刺过程中，通过吸料管抽吸工作台之上的磨料12，以回收使用磨料12。
步骤五，成品，通过自动取料机构自动从工作台取出金属铸件，从工作台取出金属铸件，得到成品。
本发明和现有技术相比所具有的优点是：本发明中的磨料采用了表面具有尖物状结构的氧化铝颗粒，而且氧化铝颗粒的硬度较高，耐磨性好的特点，提高去毛刺的效率。
氧化铝颗粒的表面为尖物状结构，在对工件去毛刺或去水口的过程当中，容易在工件表面出现细微的划痕，陶瓷颗粒的表面较为平整、圆滑，本发明中的氧化铝颗粒与陶瓷颗粒的结合使用，可使氧化铝颗粒去毛刺或去水口过程中产生的划痕加以磨平，达到抛光效果，进一步提高去毛刺或去水口工件的表面光洁度。
要想提高去毛刺或去水口的效率，磨料务必需要更大的速度，而产生高速度，务必要求材料具有高弹性模量，才能在超声的声塑性作用下产生高的速度，本发明的组份中配合钢珠的使用，针对产品内部不同尺寸部位有不同大小的毛刺，设计了不同规格的钢球尺寸，使不同尺寸的毛刺或水口都能有针对性的去除，达到较好的去毛刺或去水口效果。
同时在本发明组份中加入滑石粉，可以减少磨料与待处理金属铸件内腔各个部位的冲击，减少磨料在待处理金属铸件内部摩擦，进一步提高去毛刺或去水口的效率。
本发明采用磨料与超声波设备结合使用，超声波设备利用磨料对毛刺的碰撞、划擦作用使毛刺断裂，从而达到毛刺去除的目的。超声波加工去毛刺的原理是利用超声高频振动的能量激发待处理金属铸件和治具间的磨料高频振动，使得磨料相对治具或工件运动，对待处理金属铸件进行碰撞、冲击和磨削，同时利用超声声塑性效应使待处理金属铸件与磨料一起振动，反复作用于毛刺部位，从而使得毛刺脱落，同时超声波发生器可以24小时连续工作，大大提高了加工效率，降低人工成本，进一步提升经济效益。
本发明通过实验数据对比得出，如图6所示，人工去水口的情况下，对浇口的要求是不能太厚，若浇口太厚的情况下，人工无法直接去除，只能先通过其他工序把浇口做薄后，才能人工进一步的去水口，本发明方法中，超声波去水口或毛刺的过程中，对浇口的厚薄并无太大要求，由于超声波在加工过程中，使治具、待处理金属铸件和磨料之间产生共振，且磨料通过共振与待处理金属铸件不断地撞击，使浇口加厚也可以同样处理。人工去毛刺和去水口工艺与超声去毛刺和去水口工艺相比，超声去毛刺和去水口工艺能节省电镀前以下的4个步骤：脱脂除油、酸洗、抛光和清洗，使电镀前的加工工序更为简单，节省了加工时间，同时节约了人力成本，通过实验数据表明，本发明去毛刺工艺在24小时内的加工效率与人工相比，本发明超声波去毛刺去水口的效率大约相当于人工的100倍，大大提高了去毛刺效率。本发明超声波去毛刺和去水口的工艺使用上述实施例一至四的磨料进行超声波加工，本发明磨料能使待处理金属铸件的表面光洁度更高和去毛刺或水口的质量更佳。
本发明通过同一超声波设备分步实现超声去毛刺和超去水口，超声波设备设有自动送料机构2、磨料输送装置21、超声装置24和分离装置。首先通过超声装置24预设去毛刺或去水口的加工功率和加工时间，分别设置超声去毛刺功率为2000W，加工时间为5S，超声去水口功率为4000W，加工时间为1S。把待处理金属铸件放置于治具上固定，把治具放置于自动送料机构2上，通过自动送料机构2把治具运输到超声传导压头22下的工作台23，触发超声波开关，超声传导压头22下移至工作台23，通过磨料输送装置21把磨料12不间断地加入至工作台23中，同时超声启动，按照预先设置程序加工功率为2000W，加工时间5S，先把处理工件去毛刺11，然后超声设备自动把加工功率变为4000W，加工时间1S，在把待处理金属铸件去水口，完成预先设置程序，超声停止，触发开关使超声传导压头22上升回到起始位置，治具通过自动送料机构2移动到磨料分离位置，出口流道连接有滤网装置和抖动装置，磨料12与废渣从磨料12出口落入出口流道通过滤网过滤后，通过抖动装置促使磨料与废料分离，磨料12通过回吸料管道进入磨料输送装置21，废料从出口流道的滤网装置掉落于废料盒，由此磨料可进行循环使用，下一个待处理金属铸件1随着自动送料机构2移动到工作台23，不断地按照设定的加工周期循环地对待处理金属铸件1进行去毛刺和去水口加工。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种金属铸件的毛刺水口去除方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、装夹，将连结有水口及金属铸件的待处理金属铸件固定于工作台，通过超声传导压头压紧待处理金属铸件；
步骤二、加入磨料，朝向待处理金属铸件上方连续倒入磨料，并将磨料倒在待处理金属铸件之上；其中，磨料是由氧化铝颗粒、钢球、陶瓷颗粒及滑石粉混合而成的混合物；
步骤三、超声去毛刺，超声波发生设备根据预先设定的超声波工作参数产生第一超声波，通过超声波发生设备向固定在超声传导压头上部的超声波变幅杆传导第一超声波，第一超声波通过超声传导压头传导至待处理金属铸件及磨料，并控制第一超声波的加工功率为2000W-3500W，加工时间为3-5S，使磨料产生共振而具有动能，在产生共振的磨料接触毛刺时，磨料的动能传导至毛刺而使毛刺从根部断裂，通过磨料撞击待处理金属铸件表面的毛刺而去除毛刺；
步骤四、超声去水口，在完成超声去毛刺之后，超声波发生设备根据预先设定的超声波工作参数产生第二超声波，通过超声波发生设备向固定在超声传导压头上部的超声波变幅杆传导第二超声波，第二超声波通过超声传导压头传导至待处理金属铸件及磨料，并控制第二超声波的加工功率为4000W-4500W，加工时间为0.5-1.1S，金属铸件的水口与金属铸件的连结处设定有断裂处，将第二超声波传导至水口及磨料，使水口及断裂处产生共振，断裂处的超声共振结合磨料的共振撞击，使水口从断裂处断开；
步骤五，成品，从工作台取出金属铸件，得到成品。
2.根据权利要求1所述的一种金属铸件的毛刺水口去除方法，其特征在于：所述第一超声波的振幅在50μm以上，第一超声波把磨料机械振动的质点位移或速度放大，并将超声能量集中在毛刺上；第一超声波包括由超声波变幅杆转换及传导至所述待处理金属铸件及所述磨料的纵波和横波；
所述第二超声波的振幅在80μm以上，第二超声波把磨料机械振动的质点位移或速度放大，并将超声能量集中在水口上；第二超声波包括由超声波变幅杆转换及传导至所述待处理金属铸件及所述磨料的纵波和横波。
3.根据权利要求1所述的一种金属铸件的毛刺水口去除方法，其特征在于：所述步骤一中，通过超声波设备中的自动送料机构间歇将待处理金属铸件输送至工作台；
所述步骤二中，通过磨料输送装置输送磨料到设置于工作台上方的送料管，通过送料管朝向工作台及固定在工作台的待处理金属铸件倾倒或喷射磨料；
通过磨料掉落在处理金属铸件表面的磨料完成超声去毛刺加工及超声去水口加工；或者通过挡板或夹具在待处理金属铸件上方形成一磨料室，使落入磨料室中的磨料堆填在待处理金属铸件上方；
按照重量份配比磨料包括：氧化铝颗粒38-42份、钢球28.5-31.5份、陶瓷颗粒19-21份以及滑石粉9.5-10.5份；
所述步骤三中，通过水口将所述第一超声波传导至所述金属铸件，通过金属铸件将第一超声波传导至金属铸件表面的毛刺以及散落在金属铸件表面的磨料，
使磨料产生质点位移和速度放大，通过磨料及毛刺的机械振动去除毛刺，通过吸料管抽吸工作台之上的磨料，以回收使用磨料；
所述步骤四中，通过吸料管抽吸工作台之上的磨料，以回收使用磨料；
所述步骤五中，通过自动取料机构自动从工作台取出金属铸件。
4.根据权利要求1所述的一种金属铸件的毛刺水口去除方法，其特征在于：所述氧化铝颗粒包括球型氧化铝颗粒和片型氧化铝颗粒的其中一种或两种的混合物，球型氧化铝颗粒是表面带有尖状物的圆球体；球型氧化铝颗粒的直径为100-200微米，尖状物的高度为1-10微米；片型氧化铝颗粒是转角处带有尖角的多边形形状的薄型片状体，片型氧化铝颗粒的粒径为100-200微米。
5.根据权利要求1所述的一种金属铸件的毛刺水口去除方法，其特征在于：所述钢球是由至少两种不同直径规格的钢材制成的圆球体混合而成，钢球的直径为1-3mm；所述陶瓷颗粒的粒径为80-220微米；所述滑石粉的目数为500-800目。
6.根据权利要求1所述的一种金属铸件的毛刺水口去除方法，其特征在于：所述磨料按重量份配比包括氧化铝颗粒40份、钢球30份、陶瓷颗粒20份及滑石粉10份。
7.根据权利要求5所述的一种金属铸件的毛刺水口去除方法，其特征在于：所述钢球包括直径为3mm的3mm钢球、直径为2mm的2mm钢球和直径为1mm的1mm钢球，三种直径规格的钢球之间的重量份配比为3mm钢球:2mm钢球:1mm钢球＝8-10份：20-30份：50-60份；选用的所述陶瓷颗粒的选用直径为140-160微米；所述滑石粉的选用目数为600-700目。
8.根据权利要求1-7之一所述的一种金属铸件的毛刺水口去除方法，其特征在于：所述步骤三中，第一超声波的功率为控制在2000W，振幅为控制在50-60μm，频率为控制在20K，第一超声波使磨料机械振动的质点位移或速度放大，并将超声能量集中在金属铸件的毛刺上；
所述步骤四中，将所述第二超声波的功率为控制在4000W，振幅为控制在80-100μm，控制在频率为20K，第二超声波使磨料机械振动的质点位移或速度放大，并将超声能量集中在金属铸件的水口上。
9.根据权利要求1所述的一种金属铸件的毛刺水口去除方法，其特征在于：所述步骤一中，将待处理金属铸件定位放置于带有定位型腔的夹具之上，通过夹具定位待处理金属铸件，并将待处理金属铸件中的金属铸件嵌设于夹具的定位型腔中，且使金属铸件的毛刺加工面朝向上，水口朝向上或朝向下。
10.根据权利要求9所述的一种金属铸件的毛刺水口去除方法，其特征在于：所述步骤一中，通过超声传导压头将待处理金属铸件压紧于定位型腔中，并使超声传导压头压贴于待处理金属铸件的水口之上，通过超声传导压头将超声波传导至水口，再由水口传导至待处理金属铸件的金属铸件。
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