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嘉峪檢測網 2021-04-26 18:38
毛刺一直是零件制造商的“心腹之患”，而成為問題的并不僅僅只有毛刺。有時人們要求零件必須具有銳利的非連續(xù)邊緣，有時則要求零件邊緣應有規(guī)定尺寸精度的圓弧半徑。此外，去毛刺加工必須不破壞附近的表面、不改變零件的顏色或在零件表面沉積氧化物或其他材料。
許多零件制造商都在尋求成本效益更好的去毛刺方法、更精密的邊緣修整工藝、更快的加工速度和更小的負面影響。但是，零件的復雜性加上難以加工的材料特性，往往會使去毛刺加工成為一種艱難的挑戰(zhàn)。一些制造商必須快速、徹底地去除毛刺。例如，為了與零件的生產節(jié)拍相匹配，避免降低生產線的運行速度，許多汽車零件制造商必須在4秒鐘以內徹底去除一個零件的毛刺。而其他一些零件制造商的目標則是確保零件邊緣具有精確和可重復的幾何形狀。
下面介紹10種最具挑戰(zhàn)性的去毛刺加工以及獲得成功的方法，雖然所有這些去毛刺方法可能都存在這樣或那樣的不足之處。
（1）復合材料
復合材料零件去毛刺的難度名列前茅。有些復合材料由兩種金屬組成，而另一些復合材料（如電路板）則由不同的塑料、陶瓷和金屬層構成。一些航空復合材料（如碳纖維/鋁復合材料）具有極高的強度/重量比，但為了確保飛行安全，飛機零部件的邊緣必須滿足嚴苛的要求。
多層復合材料的開放邊緣（即頂部和底部暴露在外的表面）特別容易發(fā)生開裂、應力過大、分層剝離、吸收水分、持續(xù)磨損和化學腐蝕。所有這些問題都會對產品的壽命或性能產生不利影響。而去毛刺加工既有可能引起，也有可能避免或改善這些問題。
為了獲得合格的零件邊緣和表面，復合材料中的每一種材料都需要區(qū)別對待。因此，能改善某一種材料質量特性的最佳工藝有可能對其他材料卻有害無益。
還有另一個更具主觀性的問題：在加工不同的材料層時，邊緣由什么決定？人們普遍認為，在外表面上看到的輪廓才是邊緣。但對于復合材料來說，從一層材料到另一層材料的每一次過渡都可能形成一個邊緣。因此，復合材料產品可能有許多內部邊緣，而且每個邊緣可能都對產品性能至關重要。
在對復合材料進行去毛刺加工時，為了最大限度地減小毛刺，必須了解復合材料中各種材料的特性，以及用戶對每個界面的質量要求是什么。雖然可能有幾種加工/精整工藝都可以滿足最低質量要求，但應該從中仔細挑選出最佳工藝。
去毛刺加工應選用最合適的刀具，這就需要與刀具制造商密切合作，充分利用他們的知識儲備。此外，還應采用最佳切削條件，確保各層材料不會分層剝離。
（2）交叉孔
交叉孔會形成三維邊緣結構，而且相交線上每一點的毛刺厚度和高度都各不相同，這意味著基于相同大小毛刺的去毛刺工藝可能效果不佳。
除了旋轉式手持工具和一些專用去毛刺工具以外，熱能去毛刺也是一種適合許多金屬零件交叉孔（包括小直徑孔）的高效去毛刺方法。如果需要對交叉孔進行表面精整加工，采用電化學去毛刺方法和肯納金屬公司開發(fā)的擠壓珩磨磨料流加工也能在幾乎任何零件結構上獲得高質量邊緣。對于大直徑交叉孔，使用填充了磨料的橡膠或紙制彈頭型工具，可以快速而高效地完成去毛刺加工。
當孔的直徑小于3.175mm、深度大于10倍直徑時，去毛刺加工將變得更具挑戰(zhàn)性，因為大多數(shù)去毛刺工具或工藝方法都很難進入這些既深又小的交叉孔中。例如，去除汽車發(fā)動機曲軸中交叉深孔的毛刺難度很大，而生產節(jié)拍對去毛刺的速度要求使其難上加難，因為通常必須在4秒鐘或更短時間內完成所有去毛刺加工。
（3）變速器殼體
汽車變速器殼體是一個布滿狹窄通道的復雜“迷宮”，而在這些機械加工出的通道的每一側，通常都存在毛刺。錯綜復雜的通道使徹底去除這些毛刺成為一種艱難的挑戰(zhàn)。充填磨料的尼龍刷和其他類型的毛刷可以到達邊緣下方，并通過在邊緣上來回移動刷除毛刺。同樣的去毛刺技術也適用于汽車發(fā)動機缸體上尺寸達數(shù)百英寸的銑削邊緣。
（4）噴氣發(fā)動機的整體葉盤
葉盤是噴氣渦輪發(fā)動機的重要部件，其上分布有許多較短的渦輪葉片。整體葉盤通常是用單一鍛件直接加工而成，而不是先分別加工出各個葉片，并將其一一焊接到位，然后再對葉盤進行精加工。制造葉盤的材料為能承受1650℃高溫的耐熱超級合金，是典型的難加工材料。
這些價值不菲的葉盤必須具有形成氣流的精確廓形，且每條邊緣都必須完美無暇，這意味著沒有毛刺，并能構成特定的邊緣曲率（每一排葉片的邊緣曲率可能各不相同）。機器人搬運工件加上能最大限度減少毛刺產生的數(shù)控加工程序，為滿足這些嚴苛的要求提供了最佳解決方案。
（5）聚醚醚酮（PEEK）樹脂
由于PEEK具有優(yōu)異的物理性能、化學惰性和生物相容性，因此被廣泛應用于航空航天、醫(yī)療器件等行業(yè)。但是，加工后的PEEK零件往往會留下薄如羽毛的毛刺，而且許多制造商發(fā)現(xiàn)，很難在不影響零件的表面光潔度、尺寸、顏色和其他要求的情況下去除這些毛刺。
微型磨料噴砂設備制造商Comco公司銷售和營銷經理Patrick Byrne解釋說，雖然很難用小刀具安全地去除PEEK零件的毛刺，但可以采用一種微米級的軟磨具，在不破壞復雜零件幾何形狀和表面光潔度的情況下高速去除PEEK毛刺。低溫滾光工藝也能有效去除一些PEEK零件的外部毛刺。
（6）特氟龍（聚四氟乙烯）
特氟龍零件往往會產生很難去除的毛刺，在切除這些毛刺時，它會移位；而在噴砂處理時，毛刺則會彎曲。去除這種毛刺的關鍵是采用極其鋒利的刀具，或者在切削或噴砂之前，預先對零件進行冷凍處理。經過冷凍的特氟龍零件韌性降低，可以防止或減少加工時形成毛刺。同樣的方法也適用于其他許多塑料零件，但在冷凍處理時，必須選擇合適的溫度，以避免損壞零件。
（7）螺紋
加工螺紋時，在螺孔的入口和出口處可能會產生毛刺，這些毛刺通常位于螺紋牙頂兩側和牙槽邊緣。螺紋起始和終結處的毛刺比螺紋牙頂處的毛刺更厚，且位于不同平面上。因此，采用單一的去毛刺工藝通常效果不佳。用于批量光整加工的滾光工藝可以去除一部分螺紋毛刺，但對螺紋頂部的毛刺則無能為力。
由于滾光工藝能去除部分毛刺，因此其使用仍較廣泛，但必須注意，要防止毛刺碎屑殘留在螺紋牙槽中，以免在裝配時造成干涉。手工去毛刺、電化學去毛刺和SurfTran熱能去毛刺工藝對所有的螺紋毛刺都非常有效。
能解決一些問題。搓絲工藝可以加工出完美的無毛刺螺紋。此外，螺紋磨削也能有效防止產生較大的毛刺。
（8）飛機翼梁零部件
為了減輕會增大燃油成本的飛機重量，許多機身結構件上都有不少銑制的凹腔。加工后的工件通常都是薄壁件，而任何彎曲、劃傷或其他缺陷都會導致零部件不合格，因為這些受力零部件將要在飛機上使用幾十年，對其安全性的要求極其嚴格。由于許多凹腔都很深，而且可能對側壁表面平滑度也有很高要求，因此使去毛刺加工變得困難重重。
振動拋光是經常使用的去毛刺工藝，但需要使用較大的拋光機。毛刷去毛刺是首選工藝，可在工件被夾持在機床上時刷除其毛刺。該工藝的關鍵是選用合適的刷絲形狀、內嵌磨料、刷絲長度和加工參數(shù)。
（9）微型機械零件
制造微型零件（如微型齒輪、極薄的桿和擒縱機構夾板）一直是一種困難的挑戰(zhàn)，這些零件要求在30倍顯微鏡下邊緣無毛刺，且光滑邊緣半徑不超過0.025mm。如今，要求微型零件的尺寸更小、厚度更薄，加工數(shù)量從幾個到數(shù)百萬個，并要采用以前難以想象的各種工件材料。微小的零件尺寸及公差、要求極嚴的邊緣質量，以及先進的鈦合金、形狀記憶合金和其他金屬和塑料新材料的加工挑戰(zhàn)，使微型零件的邊緣光整加工進一步復雜化。
化學去毛刺、電解拋光、離心滾筒滾光和手工去毛刺適用于許多微型零件，但有時，唯一的解決辦法是：防止在去毛刺難度最大的部位形成毛刺。微沖壓行業(yè)可能是采用這種無毛刺加工方式的最好范例。人們還開發(fā)了激光加工微型零件的解決方案，如用皮秒和飛秒激光器在許多材料上進行無毛刺加工。同樣，微成型行業(yè)的領軍企業(yè)也花費大量時間進行實驗，研究流體在微型模具中的流動特性，并盡可能減少微型零件上產生的飛邊。雖然可以用激光快速燒除飛邊，但處理零件飛邊畢竟需要耗費本可用于其他地方的時間和金錢。
（10）微型醫(yī)用器件
醫(yī)用器件制造是另一個對去毛刺要求很高的領域。例如，在用激光加工血管支架后，可通過電解拋光從支架邊緣成功去除“激光毛刺”（準確地說，是熔融的金屬碎屑）。另一些需要植入人體的醫(yī)療器件（如骨螺釘、固定夾板、心臟起搏器和鎮(zhèn)痛施藥裝置）也必須確保沒有毛刺，以防止金屬微粒掉落到血管中并進入心臟，以及刺激或切割周圍組織。去毛刺加工后，必須對器件邊緣進行外科手術級的嚴格清潔。由于這些器件或邊緣可能只比人的頭發(fā)直徑略大一點，因此需要進行放大檢查，以確定是否存在毛刺。
此外，微型手術器械對邊緣質量也有嚴格要求。手術器械的邊緣必須清晰平整和無毛刺，這就需要在微小的邊緣上進行極其精細的邊緣光整加工。同樣，也必須將器械表面的細菌和其他病原體清除干凈。
高效去除零件毛刺面臨著各種困難，但即使是最具挑戰(zhàn)性的加工要求，也可以利用適當?shù)娜ッ坦に嚭凸ぞ邅碛枰詽M足。
來源：Internet
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