探究精密机械零件去毛刺与抛光加工的新工艺应用

赵文胜

摘 要：机械制造行业在发展的进程中，劳动力相对集中在精密零件精细加工环节，而这一环节工作难度系数也是相对较大的，一般情况下机械零件在加工的过程消耗的成本费用高达总生产成本的15%。文章在浅谈各类精密机械零件去毛刺与抛光加工的重要意义的基础上，着重地探究几种去毛刺与抛光加工的新工艺在精密机械零件加工与制造进程中的运用。

关键词：精密机械零件 去毛刺 抛光加工 新工艺

中图分类号：TG580.692 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）11（b）-0083-02

在精密机械零件的制作与加工的进程中，全面地提升精密机械零件精细加工质量是极为关键的，其设计了多样化的加工技术。而去毛刺与抛光两大问题一直被视为精密机械零件自动化生产进程中最大的弊病[1]。宇航产品要求10倍显微镜下观测无微小毛刺，零件表面不能有任何划伤，毛刺作为多余物一旦掉落就会严重影响卫星的安全性能。只有在高端新工艺、新技术的辅助下，机械产品的应用性能与外部美观度才有所保障。磨粒流加工、热能去毛刺和电化学加工3种新工艺技术在对金属零件表面进行处理之时取得了良好的效果[2]。

1 分析各类精密机械零件去毛刺与抛光加工的重要意义

在工业化以及自动化进程不断加速的局势中，只有机械零件毛刺在去除的情况下其零件表面的质量才会相应f 提升，也就是说无论是在产品的性能还是在装配与外观的质量以及使用年限上均达到改良与优化的效果[3]。例如在航空发电机机械系统传动中，只有去除毛刺，才会有效地规避传动系统卡死问题的出现；此外，在切削加工和装配的环节，毛刺和锐边消除以后才会强化机械零件抗疲劳的能力，从而延长机械设备使用的年限。总之，去毛刺和提高表面精度是机械零件在生产制造过程中不可缺少的工序，其可能会消耗一定的人力、物力以及财力，但是在优化产品性能方面发挥关键性的作用，可以认为去毛刺工艺环节的有效落实可以推动机械制造企业可持续发展前进的历程。

2 探究精密机械零件的去毛刺

2.1 机械去毛刺

这是一种借助切削加工去毛刺的方法，只有在加工刀具与被加工零件的毛刺或导角部位相切时，才能达到去除毛刺的目的。

2.1.1 基本工作原理

即动力刷去毛刺，这种加工方法在操作之时是极为简易的，面对经机械加工之后的零件，对其去毛刺之时，对刷子可以采用手工操作的措施，也可以使用机械操作的方法，一旦应用的是机械操纵刷子去除零件表面的毛刺，可以被称之为动力刷去毛刺或机械刷去毛刺。对动力刷的工作原理进行概述，可以将其视为一种多刃切削工具，每条刷丝都在同步地进行切削工序。在实际的加工环节中，刷子始终与精密机械零件处于旋转运动或直线往复运动这类相对运动的状态中，刷丝能够对零件产生多次的压接、摩擦、切削和弹性冲击的效果，最终达到去毛刺与抛光加工的加工目标。

2.1.2 动力刷机械去毛刺特征

优点：去毛刺效果良好，不会使机械零件表面产生划痕，同时达到倒圆、抛光、去锈的效果；可以有效地增强零件耐磨性和抗疲劳性，从而延长其使用的年限；刷子种类具有多样性的特点，可以安置于机械设备之中；在加工成本上体现经济性的特点，同时易于操控。

缺点：机械零件以及刷子的外部构造等因素，均有可能成为去除复杂型腔内部隐蔽毛刺的屏障，此时细微孔和窄缝处的毛刺很难被彻底清除；一旦毛刺高度大于300 mm，该工艺技术就无法达到对其去除的目标；此外，动力刷使用的时长是极为短暂的。

2.2 挤压珩磨去毛刺

2.2.1 基本工作原理

应用挤压一种半固态的成粘弹性的磨料介质（一般由基料、磨料和添加剂组成）渗透于待加工零件的棱边、表面从而产生磨蚀作用，实现去毛刺、倒圆和表面抛光目的。磨料的最大挤压力=介质受阻通道的横截面积×机床挤压力×100%。这一新型技术在对机械零件进行加工之前，要将零件放置于特殊设计的封闭夹具内，一定的压力和流量的共同作用下珩磨介质往复通过零件，在反作用力作用下，零件被加工部位在径向受到一定力度的挤磨、切削，从而实现去毛刺、倒圆和抛光的目标。

2.2.2 挤压珩磨去毛刺特征

优点：适用范围广；在加工环节具有方向性；精加工时间短。

缺点：不适用于较小盲孔或容积较小的空腔零件；大型的机械零件难以加工；在对机械零件加工之时存在浪费材料的现象。

3 阐述三种新工艺应用的具体实例

3.1 磨粒流加工应用实例

以0.2 mm为直径的小孔、以1.5 mm为直径的齿轮、以25 mm为半径的通道，或者是直径为12 mm的叶轮在加工的环节中均可以采用磨粒流加工技術。也就是说，在不同尺寸精密机械零件制作与加工的过程中均可以采用这一类型的工艺技术。但是技术人员在对这一加工工艺进行应用的过程中，如果面对的对象是大型机械设施的某个零件，应该做好技术应用前期准备工作，即安设专门化的输送通道。

在卫星系统进排气管、进气门、增压腔、喷油器、喷油嘴、气缸头零部件的精加工环节，该工工艺技术拥有较高的应用率。比如说在专门2工位磨粒流的生产线上粗糙的气缸头铸造件实现被精细加工的目标，优化了生产效率（30件/h）。有关数据显示该加工工艺的应用，使气缸头铸造零件表面的粗糙度从Ra4μm或Ra5μm降至到Ra0.4μm，可见降幅是极为显著的；此外该加工技术在卫星系统进排气管结构上的应用，可以有效地使废气排放量减少8%，发动机功率有6%的增幅，汽车行驶的距离是原先的1.05倍。

3.2 热能去毛刺加工工艺

该类型的去毛刺加工工艺技术最大的特点就是能够完全地依据制造者的主观意念去清除处于任何位置的毛刺，甚至可以延伸至人工无法涉及的方位，比如所机械零件的交界位置、盲孔里的毛刺等，正因如此，该工艺技术中在航空零部件和五金配件去毛刺与抛光加工环节的应用体现出巨大的实用价值。此外，该去毛刺工艺最大的优势是最大限度地压缩了机械设备整体的加工费用，使生产制造产业在单位时间内生产出更多数量的零配件，有效地规避了重复加工现象的出现。

3.3 电化学加工工艺

电化学抛光工艺技术具体在那些具有高纯净度标准的零件、人体手术植入构件、瓶模或者是形状各异对策不锈钢零件中有广泛的应用。这里笔者重点提及的内容是ECM仅仅满足常规加工方法的需求，在形状特殊化轮廓（例如柴油机的燃油喷油器喷油嘴的腔体）以及边角形状的零件加工环节是难以适用的。而ECD应用在安全气囊推进系统内表面的通孔和汇流板内部阶梯相交孔这类工件上之时，在对孔和边角进行去毛刺之时存在较大的难度系数；ECP可以大幅度地提高铣削三维轮廓（滚针轴承的滚针）表面的抛光效果。

4 结语

总之，机械零件欲要实现精加工的目标，去毛刺与抛光加工工艺技术就必须及时地引进与应用，但是技术人员在对磨粒流加工、热能去毛刺和电化学加工技术应用之时，一定要对机械零件的形状、尺寸等因素进行综合的分析[4]，同时坚持经济性的原则，从而选择最优质的工艺技术，使卫星零件和机械零件的性能达到全面优化的目标，为我国制造行业获得更为宽阔的发展空间。

参考文献

[1] 赵奔，魏凯，刘超，等.高压开关液压机构零件热能法去毛刺工艺研究[J].高压电器，2013（3）：134-138.

[2] 高航，吴鸣宇，付有志，等.流体磨料光整加工理论与技术的发展[J].机械工程学报，2015（7）：174-187.

[3] 杨明.精密机械零件精度加工新工艺分析[J].科技创新与应用，2015（12）：122-123.

[4] 徐立华.柴油机零件加工去毛刺方法及特点分析[J].装备制造技术，2013（12）：98-100.