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几种先进去毛刺工艺

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发表于 2019-5-15 09:56:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
毛刺——在金属行业奋斗过的人一定对它不陌生,在金属制品加工过程中,它是无处不在的,不论你采用多么高级的精密的设备,它都会伴随产品一起诞生。所谓毛刺,主要是材料的塑性变形而在被加工材料加工边缘生成的一种多余的铁屑,尤其是延展性或者韧性较好的材质,特别容易出现毛刺,而恰恰毛刺问题又是金属加工行业到目前为止工程师们无法解决的难题之一。
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! a8 x/ p0 c( @8 k& }" y+ k金属加工过程中的毛刺类型主要有飞边毛刺、尖角毛刺、飞溅等不符合产品设计要求的一种突出的多余的金属残余部分。对于这个问题,到目前为止还没有一种有效的方法能够在生产过程中将其杜绝,所以为了保证产品的设计要求,工程师们只有在后道的去除方面下功夫,到目前为止针对不同产品不同的去除毛刺的方法和设备已经有很多种了。9 O$ r" F% l7 F: O: x
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一般情况下, 可将去除毛刺的方法分为四大类:4 ]+ i9 g6 u. f
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粗级(硬接触):属于这一类的有切削、磨削、锉刀及刮刀加工等。. ]) R) H- L6 p) e" X
普通级(柔软接触):属于这一类的有砂带磨、研磨、弹性砂轮磨削及抛光等。4 `# G7 A. R# N% Z8 ]- F  Q
精密级(柔性接触): 属于这一类的有冲洗加工、电化学加工、电解磨削及滚动加工等。) {% X" c8 v3 M3 b
超精密级(精密接触):属于这一类的有磨粒流去毛刺、磁力研磨去毛刺、电解去毛刺、热能去毛刺以及密镭强力超声波去毛刺等, 这类去毛刺方法可获得足够的零件加工精度。7 k" ], i$ `1 m! t' b% P

: f3 X- z. R$ z% J+ C, E8 @当我们在选择去毛刺方法时,要考虑多方面的因素,例如零件材料特性、结构形状、尺寸的大小和精密程度,尤其要注意表面粗糙度、尺寸公差、变形以及残余应力等变化。
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所谓电解去毛刺就是一种化学去毛刺方法, 它可去除机械加工,磨削加工及冲压加工后的毛刺,并使金属零件尖边倒圆或倒棱。& |( e0 R8 i0 G9 y2 t0 Y# O1 d# ]
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利用电解作用去除金属零件毛刺的一种电解加工方法,英文简称 ECD 。将工具阴极(一般用黄铜)固定放置在工件有毛刺的部位附近,两者相距一定的间隙(一般为 0.3 ~ 1 毫米)。工具阴极的导电部分对准毛刺棱边,其他表面用绝缘层覆盖起来,使电解作用集中在毛刺部分。
' V" s0 \% T) {
  v7 D" A9 G" U# ?加工时工具阴极接直流电源负极,工件接直流电源正极。压力为 0.1 ~ 0.3 兆帕的低压电解液( 一般用硝酸钠或氯酸钠水溶液 ) 流过工件与阴极之间。当接通直流电源后,毛刺便产生阳极溶解而被去除,被电解液带走。- U8 s& ?! }$ `: e: F5 G# h
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电解液有一定腐蚀性,工件去毛刺后应经过清洗和防锈处理。电解去毛刺适用于去除零件中隐蔽部位交叉孔或形状复杂零件的毛刺,生产效率高,去毛刺时间一般只需几秒至几十秒。
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* W" L# F; a4 f4 T0 G  b这种方法常用于齿轮、花键、连杆、阀体和曲轴油路孔口等去毛刺,以及尖角倒圆等。缺点是零件毛刺的附近也受到电解作用,表面会失去原有光泽,甚至影响尺寸精度。) M' t3 A6 l# d
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当然除了电解去除毛刺,还有下面几种特种去除毛刺方法:
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  1. 磨粒流去毛刺  1 U  ]9 A( }) p8 U3 |6 c
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磨料流加工技术(AFM)是国外70年代末发展起来的一项精饰去毛刺新工艺,此工艺特别适合于刚刚进入精加工阶段的毛刺,但是对于小而长的孔以及底部不通的金属模等均不宜加工。! p: A* V, P! K3 g
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  2. 磁力研磨去毛刺  
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- q% i; O1 F; ?8 D% V5 {: o8 `4 F此法60年代起源于前苏联、保加利亚等东欧国家,80年代中期日车则对其机理和应用作厂深入研究。4 {: B  ]; l4 s. i2 x! V6 r& F

& N4 ^5 D8 ?9 P# R8 B. V1 c$ @! [磁力研磨时将工件放入两磁极形成的磁场中,在工件和磁极的间隙中放入磁性磨料,磨料在磁场力的作用下沿磁力线方向整齐排列,形成一只柔软且具有一定刚性的磁研磨刷,当工件在磁场中旋转井作轴向振动时,工件与磨料发生相对运动,磨料刷就对工件表面进行研磨加工;磁力研磨法能够高效、快速的对零件进行研磨和去毛刺,适用于各种材料、多种尺寸、多种结构的零件,是一种投资少、效率高、用途广、质量好的精加工方法。& A9 g/ e8 \6 X- F- n

+ [4 \: O! c' F$ D8 v, G& Z2 U1 A目前国外已可对旋转体内外表面、平板类零件、齿轮轮齿、复杂型面等进行研磨和去毛刺,去除导线线材上的氧化皮,清理印制电路板等。
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  3. 热能去毛刺  
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+ P7 \% D2 y+ Q! i9 O) k热力去毛刺(TED )是用氢氧气体或氧与天然气形成时混合气爆燃后产生的高温将毛刺烧掉。是将氧气和氧气或天燃气和氧气通入一个密闭的容器内,经火花塞点火, 使混合气在瞬时内爆燃放出大量的热能而去除毛刺。但工件经过燃爆燃烧后, 其氧化粉末会附着工件表面上, 必须加以清洗或酸洗。
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. K# S8 Y! |2 s3 D* O/ u5 p; L3 {  4. 密镭强力超声波去毛刺  0 O3 K' s, n5 z
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密镭强力超声波去毛刺技术是近几年开始流行的一种去毛刺方法,仅仅就附属的清洗效率是普通超声波清洗机的10~20倍,空穴在水槽内均匀密布,使超声波无需借助清洗剂就可以在5~15分钟内同时完成。
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4 l4 E* S6 ^$ l以下是我根据工厂生产过程中为大家整理了10种最常见去毛刺方式:
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  (1) 人工去毛刺   2 f4 a2 {& G& e/ c: r) Z( C. A: T
这个也是一般企业普遍采用的方式,采用锉刀、砂纸、磨头等作为辅助工具。锉刀有人工锉刀和气动错动。
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/ C/ j) Q( \& u! s简评:2 z& i7 r3 P9 S4 @
人工成本较贵,效率不是很高,且对复杂的交叉孔很难去除。
: |0 k0 l( J# T# Q" H  A6 M1 `对工人技术要求不是很高,适用毛刺小,产品结构简单的产品。
- P/ O* D3 |, P# I) h8 d3 y7 m& j3 g
  (2) 冲模去毛刺  
: V# S5 f) x% w% r& \1 X9 ?; S采用制作冲模配合冲床进行去毛刺。
1 w6 _( |2 u7 k6 G  N; e  x
; L; H1 V1 y# J$ x# T' T6 P+ i简评:3 ~5 \" u  ^7 P2 Q
需要一定的冲模(粗模+精冲模)制作费,可能还需要制作整形模。
4 o. E+ M% H. t+ h- A适合分型面较简单的产品,效率及去毛刺效果比人工佳。( e* ~8 j' u2 J# S( _

' N/ I. t: E6 h4 A  (3) 研磨去毛刺  
5 T5 F! w) ?. c1 [此类去毛刺包含振动、喷砂、滚筒等方式,目前企业采用较多。" c3 Y4 n( d& ^+ t
8 e' G; d" z6 t- z6 w5 S
简评:
7 P8 E% d0 N4 k& c存在去除不是很干净的问题,可能需要后续人工处理残余毛刺或者配合其他方式去毛刺。
+ D8 I& u5 u$ i& B适合批量较大的小产品。
% V- D) B. q! o! k; C; P- h* ?# C9 Z2 |$ `0 U
  (4) 冷冻去毛刺  
# }4 H" ~7 _& l0 w6 \/ S: o利用降温使毛刺迅速脆化,然后喷射弹丸去除毛刺。
1 u  [7 g% n- k" O. W4 e! N; c; l# h. ~3 v9 W$ x1 K7 s: b
简评:8 u6 s7 I4 t9 D4 o* y
设备价格大概在二三十万;
8 z  i# T6 M0 R8 S& t5 C适合毛刺壁厚较小且产品也较小的产品。5 O7 L) Z& A' n6 N6 ^* H" P

5 c) q1 {" _$ J8 ~  (5) 热爆去毛刺  
! B" W2 v, u5 w: h) w. u也叫热能去毛刺、爆炸去毛刺。通过将一些易然气体,通入到一个设备炉中,然后通过一些介质及条件的作用,让气体瞬间爆炸,利用爆炸产生的能量来溶解去除毛刺。
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简评:
  s/ H: _* d8 C, G* b4 u! V2 J设备昂贵(上百万价格),操作技术要求高,效率低,副作用(生锈、变形);
2 g* V7 d$ q2 k( E主要运用在一些高精密的零部件领域,如汽车航天等精密零部件。& r% Y* O* D$ d* A9 `$ k3 Q; x
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  (6) 雕刻机去毛刺  
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简评:
: ^1 v9 l) I2 v7 i8 t! i1 c设备价格不是很贵(几万),适用于空间结构简单,所需去毛刺位置简单有规律。! q% r8 y, O2 q: J' Z8 D
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  (7) 化学去毛刺  
/ x# M: g3 P, s/ y7 A用电化学反应原理,对金属材料制成的零件自动地、有选择地完成去毛刺作业。
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简评:
0 Z! x5 h- @5 ?* e- E: t2 K4 \$ g适用于难于去除的内部毛刺,适合泵体、阀体等产品细小毛刺(厚度小于7丝)。
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  (8) 电解去毛刺  3 a8 P! g$ {/ u. Z4 H- T( T( w
利用电解作用去除金属零件毛刺的一种电解加工方法。
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简评:" o' P3 d/ g8 L1 I" n) K
电解液有一定腐蚀性,零件毛刺的附近也受到电解作用,表面会失去原有光泽,甚至影响尺寸精度,工件去毛刺后应经过清洗和防锈处理。8 m$ d/ A0 }9 R9 ~2 P
电解去毛刺适用于去除零件中隐蔽部位交叉孔或形状复杂零件的毛刺,生产效率高,去毛刺时间一般只需几秒至几十秒。
% l$ a. Q  g6 l9 P6 p' V7 |3 Y适用于齿轮、连杆、阀体和曲轴油路孔口等去毛刺,以及尖角倒圆等。0 C# X1 S7 Y) z/ G, S6 f' Z0 _+ `3 Q# @

! U0 y0 K9 a, ~" L: f) L- B7 ]* J. j  (9) 高压水喷射去毛刺  
5 q+ H9 E6 r' p" l1 Z) |以水为媒介,利用它的瞬间冲击力来去除加工后产生的毛刺和飞边,同时可达到清洗的目的。
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' c1 Z. x! g2 L( Y! Q5 X% ^( d2 B简评:* T. B; ~5 l0 u' ?0 f  r9 x
设备昂贵,主要用于汽车的心脏部位和工程机械的液压控制系统。
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  (10) 超声波去毛刺  
5 i) u" v7 M3 ~) z. t超声波产生瞬间高压去除毛刺。
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& _7 L  ~. r! Q简评:6 K: o$ Z( w' D1 U+ c, p/ e1 q
主要针对一些微观毛刺,一般如果毛刺需要用显微镜来观察的话,就都可以尝试用超声波的方法去除。
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