數控加工中心替代手工去毛刺的工具及方法

宿華龍，王廣福,王剛

(吉林江機特種工業有限公司機，吉林 吉林 132021)

數控加工中心替代手工去毛刺的工具及方法

宿華龍，王廣福,王剛

(吉林江機特種工業有限公司機，吉林 吉林 132021)

本文簡要介紹了三種適用于數控加工中心去毛刺的工具及方法。在不借助專業去毛刺設備的情況下實現自動化、高效率去除零件毛刺。加工質量高、穩定性好，具有一定的實用性和可推廣性。

加工中心；去毛刺；纖維油石研磨刷；交叉孔；浮動刀柄

加工機械零件的時候，容易出現毛刺，除了對零件的性能、精度有不利影響，而且還會縮短零件使用壽命，此外，產品裝配的時候，如果有毛刺，會導致各個機構相互干涉，甚至卡死。現在，很多去除毛刺的方法都是手工操作，效率不高，在去除的過程中還會損壞零件，對零件精度產生更大影響。不僅如此，毛刺去除花費的時間較久，而且成本較高，所以產品整體成本就會提高，導致生產成本難以有效降低。我公司今年將毛刺上機臺列為主要攻關項目。

軍工領域中應用的機械零件都有很高的精度要求，因而在機構設計中，怎樣有效去除毛刺是亟需解決的問題。而且，軍工產品制造中，去毛刺是不可或缺的一道工序，提高去除毛刺的技術，優化毛刺去除工藝，尋找到高效率毛刺去除方式，能夠在很大程度上降低產品成本，而且能夠有效促進產品質量的提升。

以下對去除毛刺的3個方法進行概括性介紹，加工時通過浮動區毛刺倒角刀柄、纖維油石研磨刷、通孔去毛刺倒角刀替代手工去毛刺，不僅解決了手工去毛刺耗時耗力的問題，而且能夠有效的保證去毛刺的均勻性和一致性，避免手工去毛刺或零件轉序時對零件造成損壞。

1 交叉孔棱邊去毛刺方法

交叉孔毛刺一般指鉆削與零件主孔垂直或傾斜的徑向表面時內腔處殘留的多余材料。毛刺的存在會影響零件質量及使用壽命，譬如在液壓系統中，交叉孔上的毛刺易脫落而導致滑閥卡死，出口堵塞或者管子被割破導致泄漏，影響工作。

對交叉孔毛刺，一直以來是個令人頭痛的問題。當前主要采用手工法進行去除，即操作人利用銼刀，刮刀、倒角刀、砂紙等工具進行毛刺去除，操作困難，費時費力，加工的一致性較差，有時還會劃傷零件內部加工好的表面，因此開發一種可行的自動化去毛刺工具就變得非常重要了。下面介紹的就是一種簡單、實用且先進的交叉孔去毛刺工具XEBEC纖維油石刷。

日本XEBEC（銳必克）公司生產的纖維油石研磨刷由氧化鋁纖維材料制成,多條絲狀材料豎起形成柱形研磨刷，頂端擁有1000個高密度的切削刃口，切削刃口可在加工過程中自行尖銳，有穩定而持續的研磨能力。

將研磨刷柄部裝于加工中心的刀柄中，根據所加工孔的直徑選用不同型號的研磨刷，調整好露出長度，便于在實際加工中根據需要調整刀具補償。零件固定于工作臺上；建立工件坐標系；編程使研磨刷在主軸靜止狀態下移動到孔內；在交叉孔位置旋轉主軸，主軸轉速范圍8000～12000r/min；在離心力的作用下研磨刷沿徑向脹開，脹開的研磨刷在交叉孔棱邊處沿軸向往復移動，將附著在棱邊上的厚度小于0．2mm的毛刺折斷使其脫落，之后研磨刷在主軸靜止狀態下退出，如圖1所示。

圖1 研磨刷去毛刺過程示意

XEBEC纖維油石研磨刷具有較強的抗水性，不會受冷卻液影響其研磨性能，去毛刺效率是金剛石尼龍刷的6倍，壽命可達7倍以上，不存在尼龍刷或鋼絲刷的變形情況，去毛刺效率高等，因此值得廣泛推廣此種去交叉孔毛刺的工具及方法。

2 通孔兩端孔口倒角去毛刺方法

加工通孔零件時，普通倒角刀具在孔的進口和出口兩端倒角去毛刺，只能加工完其中一端后調頭加工另一端。想要一次進刀同時倒角和去毛刺，目前還沒有一種較好的方法。下面推薦一種新型通孔倒角去毛刺刀具，無論是針對何種零件，都可以于孔口兩邊實現去毛刺、倒角，工序簡單，而且不用手工操作，便于操作，確保產品質量，同時還具備了效率高等特點。

EZFINI自動通孔去毛刺倒角刀主要有3個部分，即彈性閉合槽、刀片、刀桿體。其前面是孔導向體，而刀片槽口呈6°，前面呈45°，內端呈35°。倒角刀前面插進孔里，刀片呈45°角與刀桿相依靠，然后利用所具有的彈性強度去除孔口倒角毛刺，去除之后即可穿過孔，然后到孔底面去除倒角毛刺，具體參考圖2。刀片是基于彈性收縮，使得刀片外徑大小出現變化，因而可以穿過孔，在倒角處理以后，刀片圓周外角穿過孔的過程中不會損傷孔壁，穿過孔以后再展開，即可完成倒角切削。而進入孔壁下面以后，刀體不管處于閉合、張開狀態，都有倒角切削，尤其退刀的過程中，閉合刀片，內端角度產生變化，成為45°角，即倒角為45°。適應各種不同工件材質，能加工不銹鋼零件也能加工鋁合金件。但需要注意的是，用于鑄鐵零件去毛刺時，粉末狀切屑極易堵塞刀槽從而妨礙刀片動作。

圖2 去毛刺倒角刀加工過程示意

這種通孔去毛刺倒角刀具可以重磨，每重磨一次能加工800～2000件，可重磨多次。刀具壽命長，成本低。它除了可以針對零件的兩端倒角進程處理，同時就特殊零件而言，也是極為重要的處理工具。

3 鑄件輪廓倒角去毛刺方法

目前針對外形輪廓有誤差且不規則的鑄造零件經機加工后所形成的邊緣毛刺，一般以手持氣動、手工氣動為主，通過電動工具進行挫、打磨，以達到去除毛刺的目的，這個方法不但會損壞零件，而且效率不高，處理以后零件質量下降。而國外多個發達國家都是通過浮動去毛刺工具來進行處理，可以避免上述問題產生。

本文介紹一款適用于數控加工中心的AKS浮動去毛刺倒角刀柄如圖3所示，在加工難度比較大的鑄件制造中，要去除毛刺的時候，刀具、浮動機構能夠在制造時自行對工件外形邊緣進行跟隨動作，從而在一定范圍內補償同批次不同工件在尺寸上的誤差，避免過切或欠切的情況發生，同時又可高效去除毛刺，吸收工件及定位等各方面的誤差。

圖3 AKS浮動去毛刺倒角刀柄

AKS 浮動去毛刺倒角刀柄分為柄部和浮動刀頭兩部分，柄部可安裝在加工中心普通側固式刀柄中。浮動刀頭為ER-11彈簧夾頭，可夾持0．5～7mm切削頭(旋轉銼)，浮動機構可使刀頭部分朝側向偏移5°，標準切削頭露出夾頭部分20mm時最大浮動量為5mm，會根據零件的實際形狀自動徑向或軸向偏移（即仿形），沿不平整的邊緣移動加工，在零件的實際輪廓和程序間自動補償。與零件需要倒角的部位接觸時的壓力可以通過刀柄里面的機構進行調節，調試首件時如果切削頭跳動、倒角去毛刺不到位，說明接觸的壓力太低，需要調大壓力。壓入量直接影響倒角去毛刺的厚度，通常情況下壓入量越多，倒角越大。

需要注意的是，編程時主軸需要順時針旋轉，加工過程中圍繞工件順銑，切削頭需要有1～3mm的預壓入量，保證運行程序時所有的輪廓都能被加工。進給量F必須在加工過程中保持一致，否則會導致倒角大小不一，輪廓的程序編制的時候盡可能的讓刀具接近拐角，這樣才能去掉拐角毛刺。

4 結語

在數控加工中心去除毛刺，不但效率高，而且降低了人工操作工作量，通過數控程序，不但可以提高產品的加工水平，同時還能夠避免零件被損壞。本文介紹的三種工具可在不借助專業去毛刺設備的情況下在加工中心上高效率去毛刺，減少加工過程時間，降低生產及人員成本，因此值得在自動化去毛刺領域廣泛應用。

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