在金屬、非金屬零件的制造過(guò)程中， 會(huì)不同程度地產(chǎn)生毛刺。毛刺將影響航空零件

的檢測(cè)、裝配、使用性能、工作壽命等。

去毛刺的方法很多， 可將它們分為四大類：

(1)粗級(jí)（硬接觸） 屬于這一類的有切削、磨削、銼刀及刮刀加工等。

(2)普通級(jí)（柔軟接觸）：屬于這一類的有砂帶磨、研磨、彈性砂輪磨削及拋光等。

(3)精密級(jí)（柔性接觸）： 屬于這一類的有沖洗加工、電化學(xué)加工、電解磨削及滾動(dòng)加工等。

(4)超精密級(jí)（精密接觸）：屬于這一類的有磨粒流去毛刺、磁力研磨去毛刺、電解去毛刺、熱能去毛刺以及密鐳強(qiáng)力超聲波去毛刺等， 這類去毛刺方法可獲得足夠的零件加工精度。

以上所述的第四大類去毛刺方式有個(gè)專屬名詞--特種加工，特種加工又被稱為非傳統(tǒng)或非常規(guī)加工，英譯：Non-traditional（conventional） Machining，簡(jiǎn)寫(xiě)：NTM或NCM。 特種加工是利用特殊機(jī)械能、電能、化學(xué)能、電化學(xué)能、光能等進(jìn)行加工的方法。

    當(dāng)我們?cè)谶x擇去毛刺方法時(shí)，要考慮多方面的因素，例如零件材料特性、結(jié)構(gòu)形狀、尺寸的大小和精密程度，尤其要注意表面粗糙度、尺寸公差、變形以及殘余應(yīng)力等變化。

    下面具體說(shuō)一下特種加工里面的幾個(gè)方法：

一、磨粒流去毛刺

磨料流加工技術(shù)(AFM)是國(guó)外7O年代末發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)精飾去毛刺新工藝，此工藝特別適合于剛剛進(jìn)入精加工階段的毛刺，但是對(duì)于小而長(zhǎng)的孔以及底部不通的金屬模等均不宜加工。

AFM是靠機(jī)床所提供一定壓力，強(qiáng)迫半固體狀的呈粘彈性的磨料介質(zhì)(硅樹(shù)脂加添加劑)加壓通過(guò)被加工零件表面，介質(zhì)往復(fù)擠過(guò)工件的內(nèi)外表面、邊緣和孔道，以達(dá)到去毛刺、去銳邊和拋光等光整加工的目的。這種加工方法有所謂的擠壓珩磨(簡(jiǎn)稱EH )和流體動(dòng)力加工兩種， 這二種方法的主要差別是所用加工介質(zhì)及加工壓力不同，EH通常是在105kgf／cm 高壓下工作， 而流體動(dòng)力加工是使用拋光劑， 在低壓10～34kgf／cm 下加工，AFM加工的最小孔徑為0．35mm，毛刺的最大厚度為0．3mm， 倒棱的最大半徑為1～1.5mm。

影響磨粒流加工質(zhì)量的因素很多， 關(guān)鍵是加工介質(zhì)、機(jī)床和夾具。加工介質(zhì)是由磨料、基料及添加劑等組成的。

① 磨料：氧化鋁、碳化硅、碳化硼及金剛石、一般使用碳化硅較多， 它的切削性能好， 使用壽命長(zhǎng)， 碳化硼價(jià)格雖貴， 但可獲得較高的加工質(zhì)量。金剛石價(jià)格最高， 但對(duì)研磨硬質(zhì)合金之類的零件卻是不可少的，近幾年還采用了氮化硼磨料。根據(jù)毛刺的大小、孔的大小及表面粗糙度的要求，可選用20#～600#范圍內(nèi)的磨料，粗磨料的切削能力強(qiáng)，但表面粗糙度不好，細(xì)磨料用于拋光及加工鋁質(zhì)類材料，若將600#的細(xì)磨料和粗磨料按一定比例混合，混合后的混合料可增加加工介質(zhì)的穩(wěn)定性。

② 基料(拋光劑)

基料是一種高分子聚合物， 它具有流動(dòng)性好， 受溫度影響后性能變化小， 無(wú)毒， 對(duì)金屬無(wú)污染腐蝕， 長(zhǎng)期穩(wěn)定， 可與磨?；旌暇鶆虻忍匦?。據(jù)JIS標(biāo)準(zhǔn)， 標(biāo)準(zhǔn)粘度的基料有四種，代號(hào)為50、1O0、200、300（數(shù)字小， 粘度大， 亦即流動(dòng)性差)。

③ 3)添加劑

根據(jù)不同的需要， 可在磨粒流加工介質(zhì)中添加不同的添加劑， 如退粘劑、增塑劑、潤(rùn)滑劑等， 它們對(duì)調(diào)整加工介質(zhì)的粘性、可塑性及潤(rùn)滑性等有重要作用。

二、磁力研磨去毛刺

    此法60年代起源于前蘇聯(lián)、保加利亞等東歐國(guó)家，80年代中期日車則對(duì)其機(jī)理和應(yīng)用作廠深入研究。

    磁力研磨時(shí)將工件放入兩磁極形成的磁場(chǎng)中，在工件和磁極的間隙中放入磁性磨料，磨料在磁場(chǎng)力的作用下沿磁力線方向整齊排列，形成一只柔軟且具有一定剛性的磁研磨刷，當(dāng)工件在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)井作軸向振動(dòng)時(shí)，工件與磨料發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，磨料刷就對(duì)工件表面進(jìn)行研磨加工；磁力研磨法能夠高效、快速的對(duì)零件進(jìn)行研磨和去毛刺，適用于各種材料、多種

尺寸、多種結(jié)構(gòu)的零件，是一種投資少、效率高、用途廣、質(zhì)量好的精加工方法。目前國(guó)外已可對(duì)旋轉(zhuǎn)體內(nèi)外表面、平板類零件、齒輪輪齒、復(fù)雜型面等進(jìn)行研磨和去毛刺，去除導(dǎo)線線材上的氧化皮，清理印制電路板等。

    根據(jù)國(guó)外資料報(bào)道，預(yù)計(jì)磁力研磨法的應(yīng)用將會(huì)向以下幾個(gè)方面發(fā)展：

①  利用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)工件進(jìn)行研磨加工，這種方法適合于加工形狀復(fù)雜的零件；

② 研制開(kāi)發(fā)導(dǎo)磁性更好和強(qiáng)度、硬度更高的新型磁性磨料，進(jìn)一步提高加工效率；

③ 利用磁流體對(duì)形狀復(fù)雜的零件進(jìn)行研磨、去毛刺；

④ 利用永久磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)代替電磁鐵對(duì)零件進(jìn)行加工；

⑤ 進(jìn)一步提高研磨特性和完善研磨設(shè)備的設(shè)計(jì)。

三、電解去毛刺

    電解去毛刺是一種化學(xué)去毛刺方法， 它可去除機(jī)械加工， 磨削加工及沖壓加工后的毛刺，并使金屬零件尖邊倒圓或倒棱。

    利用電解作用去除金屬零件毛刺的一種電解加工方法，英文簡(jiǎn)稱 ECD 。將工具陰極（一般用黃銅）固定放置在工件有毛刺的部位附近，兩者相距一定的間隙（一般為 0.3 ～ 1 毫米）。工具陰極的導(dǎo)電部分對(duì)準(zhǔn)毛刺棱邊，其他表面用絕緣層覆蓋起來(lái)，使電解作用集中在毛刺部分。加工時(shí)工具陰極接直流電源負(fù)極，工件接直流電源正極。壓力為 0.1 ～ 0.3 兆帕的低壓電解液 ( 一般用硝酸鈉或氯酸鈉水溶液 ) 流過(guò)工件與陰極之間。當(dāng)接通直流電源后，毛刺便產(chǎn)生陽(yáng)極溶解而被去除，被電解液帶走。電解液有一定腐蝕性，工件去毛刺后應(yīng)經(jīng)過(guò)清洗和防銹處理。電解去毛刺適用于去除零件中隱蔽部位交叉孔或形狀復(fù)雜零件的毛刺，生產(chǎn)效率高，去毛刺時(shí)間一般只需幾秒至幾十秒。這種方法常用于齒輪、花鍵、連桿、閥體和曲軸油路孔口等去毛刺，以及尖角倒圓等。缺點(diǎn)是零件毛刺的附近也受到電解作用，表面會(huì)失去原有光澤，甚至影響尺寸精度。

    電機(jī)及夾具時(shí)設(shè)計(jì)隨工件尖角部分與電極間的間隙以及加工形狀而異， 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn)：

① 使電解液均勻的流入倒圓部分；

② 不用去毛刺的部分應(yīng)絕緣；

③ 零件和陰極的相互位置應(yīng)該準(zhǔn)確、可靠、不使零件與陰極偏心，也不會(huì)造成加工間隙不均勻。

四、熱能去毛刺

   熱力去毛刺(TED )是用氫氧氣體或氧與天然氣形成時(shí)混合氣爆燃后產(chǎn)生的高溫將毛刺燒掉。

① 加工原理：將氧氣和氧氣或天燃?xì)夂脱鯕馔ㄈ胍粋€(gè)密閉的容器內(nèi)， 經(jīng)火花塞點(diǎn)火， 使混合氣在瞬時(shí)內(nèi)爆燃放出大量的熱能而去除毛刺。但工件經(jīng)過(guò)燃爆燃燒后， 其氧化粉末會(huì)附著工件表面上， 必須加以清洗或酸洗。

② 由于去毛刺效果是各種物理性能的綜臺(tái)影響， 所以對(duì)去毛刺效果的影響較復(fù)雜， 總的說(shuō)來(lái)、熱力去毛刺效果好壞的次序可列為： 鋅、鑄鐵、鋼、鋁、銅鎳和鉻合金。

③ 加工參數(shù)對(duì)去毛刺效果的影響主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

1） 燃?xì)饣旌媳龋?/p>

通過(guò)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)， 鋼， 合金鋼、銅這些材料對(duì)氫氧混合比的要求并不嚴(yán)格， 但鋁合金零件卻對(duì)混合比十分敏感， 必須嚴(yán)格控制在一定范眉內(nèi)。

2） 充氣壓力

3） 裝填密度

五、密鐳強(qiáng)力超聲波去毛刺

    密鐳強(qiáng)力超聲波去毛刺技術(shù)是近幾年開(kāi)始流行的一種去毛刺方法，僅僅就附屬的清洗效率是普通超聲波清洗機(jī)的10～20倍，空穴在水槽內(nèi)均勻密布，使超聲波無(wú)需借助清洗劑就可以在5～15分鐘內(nèi)同時(shí)完成：

① 去除微小毛刺，

②  改善顆粒度

③  提高清潔度

④  工件內(nèi)部深度去污

    理論依據(jù)：空化效應(yīng)是超聲波應(yīng)用的本質(zhì)特性，空化效應(yīng)指在超聲作用下,微氣泡表現(xiàn)出的各種形式的活性，這些微小氣泡或作非線性運(yùn)動(dòng)或在高壓作用下迅速增大、急劇壓縮、快速破裂或塌陷，發(fā)出強(qiáng)大的沖擊波；左圖為空穴形成至塌陷的模擬圖；右圖為空穴塌陷瞬間影像，空穴直徑約1毫米。

    空化中，當(dāng)氣泡閉合時(shí)產(chǎn)生的沖擊波強(qiáng)度最大；設(shè)氣泡膨脹時(shí)的最大半徑為Rm，氣泡閉合時(shí)的最小半徑為R，從膨脹到閉合，在距氣泡中心為1.587R處產(chǎn)生的最大壓力可達(dá)到Pmax=P04-4/3(Rm/R)3；當(dāng)R→0時(shí), Pmax→∞；根據(jù)上試的估算，局部壓力可達(dá)上千個(gè)大氣壓，由此可見(jiàn)空化產(chǎn)生的巨大作用。

    液體中要求有一個(gè)最低的作用于液體的聲壓幅度才能形成超聲空化，這個(gè)最低聲壓幅值稱為空化域。例如當(dāng)超聲波頻率為15KHZ時(shí)要求產(chǎn)生空化的聲強(qiáng)需要0.16 W/cm2～2.6W/cm2，而普通超聲波設(shè)備的空化聲強(qiáng)只有0.5 W/cm2～0.8W/cm2不足以產(chǎn)生足夠的空穴，這也是為什么普通超聲波在演示時(shí)需要加入清洗劑，因?yàn)榍逑磩┛梢詭椭暡óa(chǎn)生空穴；而密鐳強(qiáng)力超聲波去毛刺清洗設(shè)備不依賴清洗劑產(chǎn)生的空化聲強(qiáng)可以達(dá)到3 W/cm2～3.5W/cm2，從而產(chǎn)生密集均勻分布的空穴 。

    密鐳強(qiáng)力超聲波沖擊頻率為20000次/秒～80000次/秒不等；試驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)密鐳強(qiáng)力超聲沖擊處理的試樣，其疲勞強(qiáng)度相對(duì)未沖擊試樣提高37.9%左右，其疲勞壽命是未沖擊試樣的1.85～11倍。密鐳強(qiáng)力超聲沖擊形成較大數(shù)值的有利于疲勞強(qiáng)度提高的表面壓應(yīng)力，同時(shí)改變了微觀組織，改善了毛刺與基體連接區(qū)域的組織，使沖擊處理后的連接疲勞強(qiáng)度得以顯著提高，殘留的毛刺根部在以后的產(chǎn)品使用中未出現(xiàn)脫落現(xiàn)象；同時(shí)去除了產(chǎn)品中的微小毛刺與浮毛刺，大幅度提高了產(chǎn)品的清潔度和顆粒度。

   密鐳超聲波ISO執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：QW-MC-8.2.4-48。

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