金属零件在制造和使用的过程中,会经历一系列加工工艺,如磨削、钻孔、铣削、车削、攻丝、开槽等,在加工后难以避免地会留下多余的凸起或刺状物,这就是我们通常说的毛刺了。
毛刺不仅会破坏产品的表面处理和涂层,影响外观,还会影响零件的功能和装配精度,更甚者还会造成安全隐患,影响设备使用寿命。
可见,小毛刺也不能忽视!在金属加工过程中,去毛刺是一个非常重要的步骤。
如何去除毛刺?一、按接触类型分类(一)粗级(硬接触)·切削、磨削:通过刀具或磨具对零件进行加工,去除毛刺。例如在金属加工中,使用铣刀对零件边缘进行铣削,可以将多余的毛刺切削掉。这种方法常用于去除较大、较明显的毛刺,但可能会对零件表面造成一定的损伤,需要后续处理来保证表面精度。
·锉刀及刮刀加工:由操作人员使用锉刀或刮刀对零件进行手动刮擦,以去除毛刺。适用于毛刺较少、产品结构简单且对操作人员技术要求不高的产品。不过此方法效率低且耗时,对于复杂的十字孔等结构很难去除毛刺。
(二)普通级(柔软接触)·砂带磨、研磨:砂带磨是利用砂带在一定压力下与零件表面接触并摩擦,去除毛刺;研磨则是使用研磨剂对零件表面进行细致的研磨,使毛刺逐渐被磨掉。这种方法能够获得较好的表面光洁度,但对于一些隐蔽部位的毛刺可能难以完全去除。
·弹性砂轮磨削及抛光:弹性砂轮在磨削时能够根据零件表面形状进行一定程度的自适应,减少对零件的损伤;抛光操作可进一步提高零件表面的光滑度,在去除毛刺的同时改善零件外观。不过,这些方法对于一些特殊形状或复杂结构零件的毛刺去除效果可能有限。
(三)精密级(柔性接触)·冲洗加工:利用高压冲洗液对零件进行冲洗,将毛刺冲掉。这种方法适合去除一些较为松散的毛刺,对于附着较牢固的毛刺效果不佳,且可能需要特殊的冲洗设备和冲洗液。
·电化学加工(电解加工):
原理: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,工件接直流电源正极,工具阴极接负极,低压电解液(如硝酸钠或氯酸钠水溶液)流过工件与阴极之间,接通电源后毛刺产生阳极溶解被去除。
适用范围:适用于去除机械加工、磨削加工及冲压加工后的毛刺,可对金属零件尖边倒圆或倒棱,尤其适用于去除形状复杂零件的隐藏部位、交叉孔的毛刺,生产效率高(去毛刺时间几秒到几十秒),常用于齿轮、花键、连杆、阀体、曲轴油道的去毛刺以及尖角倒圆等。
缺点:零件上紧挨毛刺的部位会被电解,导致表面失去原有光泽,甚至影响尺寸精度,去毛刺后需要清洗工件并进行防腐处理。
·电解磨削:结合了电解加工和磨削加工的特点,既能利用电解作用快速去除毛刺,又能通过磨削提高零件的表面精度,但设备和工艺相对复杂,成本较高。
·滚动加工:通过让零件在特定的滚动装置中滚动,与滚动体或磨料等发生摩擦和挤压,从而去除毛刺。这种方法对于一些小型、规则形状的零件较为适用,可以批量处理,但对于形状复杂的零件可能效果不好。
(四)超精密级(精密接触)·磨粒流去毛刺:磨料流加工技术适用于刚进入精加工阶段的毛刺,但对于小而长的孔以及底部不通的金属模等不宜加工。
·磁力研磨去毛刺:将工件放入两磁极形成的磁场中,在工件和磁极间隙放入磁性磨料,磨料在磁场力作用下沿磁力线方向排列成磁研磨刷,当工件旋转并轴向振动时,磨料刷对工件表面研磨去毛刺。这种方法适用于各种材料、多种尺寸和结构的零件,能高效、快速地研磨和去毛刺,可用于旋转体内外表面、平板类零件、齿轮轮齿、复杂型面等的研磨和去毛刺,还能去除导线线材上的氧化皮、清理印制电路板等。
·热能去毛刺(热爆去毛刺、爆炸去毛刺):将氧气和氢气或天然气和氧气通入密闭容器内,经火花塞点火使混合气爆燃产生高温将毛刺烧掉。但工件燃烧后氧化粉末会附着在表面,需要清洗或酸洗。适用于去除各种类型的毛刺,尤其是一些难以用其他方法去除的毛刺。
·密镭强力超声波去毛刺:其附属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,无需借助清洗剂可在5-15分钟内同时完成去毛刺和清洗工作。
二、按操作方式分类(一)手动去毛刺·由经验丰富的技术人员使用简单工具(如锉刀、砂纸、磨头等)手动刮擦和抛光金属零件上的毛刺。这是最常用和最经济的方法,但过程耗时、效率低,对于复杂的十字孔很难去除毛刺,适用于毛刺少、产品结构简单,对操作人员技术要求不高的产品。
(二)机械去毛刺·使用机械刮削方式去毛刺,成本更高但比手动去毛刺更有效,常见的机械去毛刺法有磨削和滚压。例如使用磨床对零件进行磨削,通过砂轮的高速旋转将毛刺磨掉;滚压则是利用滚轮对零件表面进行滚压,使毛刺被压平或去除。
(三)冲模去毛刺·制作冲模配合冲床进行去毛刺。不过这种方法需要一定的冲模(粗模+精冲模)制作费,可能还需要制作整形模。
(四)研磨去毛刺(包含振动、喷砂、滚筒等方式)·振动研磨是将零件和研磨介质放入振动设备中,通过振动使研磨介质与零件表面相互摩擦去除毛刺;喷砂研磨则是利用高速喷射的砂粒冲击零件表面去除毛刺;滚筒研磨是将零件和研磨石等放入滚筒中,滚筒滚动时零件与研磨石相互摩擦去除毛刺。目前企业采用较多,但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,适合批量较大的小产品。
(五)冷冻去毛刺·利用降温使毛刺迅速脆化,然后喷射弹丸去除毛刺。设备价格大概在二三十万,适合毛刺壁厚较小且产品也较小的产品。