阀芯去毛刺工艺研究

王宗勇，邵宗光，荆兴亚，江平

（徐州阿马凯液压技术有限公司，江苏 徐州 221004）

阀芯，作为重要的液压零件，毛刺的去除是加工工艺中的重要一步。目前，对于机加工毛刺，常见的去毛刺工艺包括手工去毛刺、高压水去毛刺、热能去毛刺、磨粒流去毛刺、电解去毛刺、化学去毛刺等[1]。

不同的去毛刺方法，特点和适用范围也有所区别。在阀芯整个加工工艺流程中，各工序产生的毛刺特点不同，去毛刺的要求亦不同，系统考虑阀芯去毛刺问题，设计不同的去毛刺工艺，对于经济、高效地保证去毛刺质量尤为重要。

1 概况

由于工件材料的机械性能对毛刺的产生及毛刺形态有很大影响[2]，对于工件不同工序产生的毛刺，应安排不同去毛刺工艺。

因此，考虑毛刺特征和不同去毛刺工艺特点，经过多轮实际验证，阀芯加工工艺流程可设计为：机加工→毛刷轮粗去毛刺→手工去刺→清洗→表面处理→粗磨外圆→尼龙轮精去毛刺→精磨→清洗。下面重点介绍几种去毛刺工艺。

2 阀芯去毛刺工艺

在阀芯加工过程中，外圆车削、铣削、钻孔等机加工作业和外圆粗、精磨削作业，都会产生毛刺。对于机加工作业过程中产生的内孔过渡处的飞边、毛刺，常借助手工工具进行去除；对于机加工过程中产生的外圆处飞边、毛刺，可采用安装钢丝轮的通过式去毛刺设备进行粗去毛刺；对于磨削过程中产生的毛刺，可在精磨前，采用安装尼龙轮的通过式去毛刺设备进行精去毛刺。

2.1 钢丝轮去毛刺

在机加工过程中，工件未经表面处理，表面硬度较低，塑形较强，由于材料的塑形变形，在剪切断面处会形成飞边毛刺、挤压毛刺等，尤其在阀芯节流槽直角边缘及槽内圆孔集中了较大尺寸的毛刺。

为提升阀芯去毛刺的效率，对于外圆处产生的机加工毛刺，可采用通过式去毛刺设备，该设备采用无心磨床结构形式，不同之处在于，将砂轮改为钢丝去毛刺轮。可快速去除外圆毛刺。该设备可配置上下料装置，实现加工自动化，极大提升加工效率，降低加工成本。

图1 通过式去毛刺设备布局图

图2 通过式去毛刺设备去毛刺部分和钢丝轮示意图

由于不同的钢丝线径、钢丝长度和密度，去毛刺的效果也会不同，线径越大，刚性越强，去毛刺作用越强，去毛刺后表面越粗糙，线径过大，容易产生划伤。钢丝长度越短，刚性越强，去毛刺作用越强，但使用寿命越短。钢丝密度越大，去毛刺作用越强，但密度太大，会对节流槽侧边的毛刺去除效果产生不利影响。经实际验证，采用钢丝线径0.15mm、钢丝长度40mm、密度2000根/cm2的钢丝轮，去除外圆处产生的机加工毛刺效果较好。

图3 阀芯外圆处毛刺

图4 阀芯外圆去除毛刺后效果

2.2 手工去毛刺

由于钢丝轮去毛刺对于外圆处毛刺的去除效果较好，对于内孔处的毛刺，一般采用手工去除的方式更为经济、有效。常用的手工去毛刺工具包括高速钢钻头、刮刀、锉刀等，同时可采用气动或电动工具，提升手工去毛刺效率。手工去毛刺实际效果受操作者熟练程度影响很大，对于手工去毛刺方法、去除范围，去除程度，应根据毛刺状态和去毛刺要求，制作具体的标准和规范。

图5 手工去毛刺工具

2.3 尼龙轮去毛刺

如阀芯工艺流程所示，阀芯经表面处理后，需进行粗磨外圆和精磨外圆加工，阀芯表面处理后表面硬度可达52-58HRC，粗磨产生的毛刺较小，经显微观察测量，粗磨后的阀芯毛刺尺寸约为20μm～50μm。

图6 毛刺微观图像

对于这类毛刺，手工去除较为困难，且效果难以保证。经实际验证，采用通过式去毛刺设备，效果较好。此处去毛刺设备，同样为无心磨床结构，砂轮改为尼龙轮。尼龙轮目数越小，硬度越高，去毛刺作用越强，去毛刺后表面越粗糙，边缘形成的圆角越大。经实际验证，尼龙轮目数一般采用240#，硬度为7P。

为更好的保证去毛刺效果，尼龙轮为5片组合，每片之间设置一定间隔，起到容纳铁屑的作用，可以避免在去毛刺过程中划伤表面。尼龙轮去毛刺工序产生的圆角，对于避免在液压阀使用过程中的阀芯划伤、卡滞，提升阀芯的使用寿命，亦有助益。

图7 通过式去毛刺设备去毛刺部分和尼龙轮示意图

由于阀芯对于尺寸精度和圆柱度要求较高，一般为2μm。精磨工序作为决定尺寸精度和形状精度的最终工序，加工余量较小；而尼龙轮去毛刺工序可产生约0.05mm的圆角，可有效防止精磨工序毛刺的产生，因此，一般精磨工序之后不再安排单独的去毛刺工序。

图8 车削形成的尖角（×500）

图9 去毛刺形成的圆角（×500）

3 结语

工程机械液压阀芯的加工质量，是影响液压阀性能和使用寿命的关键因素，阀芯对尺寸精度、形状精度和粗糙度有着极高的要求，同样，毛刺的控制和去除直接影响阀芯质量，是保证阀芯在液压阀寿命周期使用性能和寿命的关键。通常我们对阀芯加工精度尤为重视，对于毛刺的控制，一定程度有所忽略。因此系统研究阀芯不同工序毛刺状态，并有针对性设计去毛刺工序，对于提升液压阀的质量和使用寿命，意义重大。