振動(dòng)光飾技術(shù)在不銹鋼零件中的進(jìn)一步應(yīng)用

摘 要：不銹鋼材料是機(jī)械加工中常用材料，不銹鋼零件常見于航空航天及汽車、礦山機(jī)械等領(lǐng)域，但不銹鋼零件的毛刺去除很多企業(yè)仍然停留在手工操作階段，不僅極大地浪費(fèi)了人力，還使得加工效率大打折扣，有些甚至成為零件加工的瓶頸。針對(duì)此問(wèn)題，本文在前期鋁合金零件振動(dòng)光飾去毛刺研究基礎(chǔ)上進(jìn)一步探索了振動(dòng)光飾技術(shù)在不銹鋼零件中的應(yīng)用，積累了經(jīng)驗(yàn)，提升了效率，為其他人員提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：不銹鋼;振動(dòng)光飾;毛刺去除;效率提升

1 方案設(shè)計(jì)

1.1 磨料選擇

本試驗(yàn)選用棕剛玉材質(zhì)研磨材料，規(guī)格形狀分別選用3-5mm圓球、3mm*3mm三角、5mm*5mm方形棕剛玉。

1.2 參數(shù)選擇

選取大小為40mm*30mm*20mm的不銹鋼殼體零件為代表進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)不同磨料規(guī)格設(shè)計(jì)振動(dòng)參數(shù)如表1所示：

1.3 方案選擇

經(jīng)過(guò)分析，全因子試驗(yàn)比較復(fù)雜，為減少試驗(yàn)次數(shù)并確保試驗(yàn)的科學(xué)性，本次擬采用L9（34）正交試驗(yàn)方式，試驗(yàn)因子分別包含配比、形狀、輔料、時(shí)間，按照表1分類進(jìn)行。

2 方案實(shí)施

振動(dòng)光飾技術(shù)是借助磨料與零件的摩擦切割效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)零件毛刺的去除，所以在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)零件的材料、大小、結(jié)構(gòu)選擇合適的磨料及輔料，本次試驗(yàn)對(duì)象為不銹鋼殼體，我們根據(jù)零件特點(diǎn)選擇了三種大小適宜的棕剛玉磨料進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果如表2：

采用直觀分析法（正交實(shí)驗(yàn)原理）對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到各個(gè)不同因素的水平極差。我們將各因素下各水平對(duì)應(yīng)的指標(biāo)均值設(shè)為ki，設(shè)極差為R。試驗(yàn)結(jié)果分析見圖1。

根據(jù)圖1，我們計(jì)算得出配比R為10.67，規(guī)格R為4.33，輔料R為15，時(shí)間R為26，可以看出，去毛刺效果得分方面，時(shí)間因素的影響最大，其次為輔料，再次為配比，最后是形狀規(guī)格。但是，根據(jù)試驗(yàn)過(guò)程我們看出，振動(dòng)研磨初期，時(shí)間影響比較大，但是當(dāng)振動(dòng)超過(guò)3個(gè)小時(shí)后，時(shí)間的影響逐漸減弱，越來(lái)越小。而鋸末、研磨液等輔料的添加對(duì)零件的的研磨效率有促進(jìn)作用，最重要的是它能改變零件表面的光澤度。形狀規(guī)格方面，方形和三角形磨削效率要好于球形，方形比三角形更耐用。

根據(jù)圖2，我們計(jì)算得出配比R為1.13，規(guī)格R為0.47，輔料R為0.87，時(shí)間R為1.00，可以看出，零件表面質(zhì)量方面，配比因素的影響最大，其次為時(shí)間，再次為輔料，最后是形狀規(guī)格。配比從2∶1到4∶1對(duì)零件表面質(zhì)量影響明顯，但是從4∶1到6∶1影響逐漸降低，可見磨料與零件配比并不是越大越好，只需要適量即可。時(shí)間方面，與毛刺去除效果得分結(jié)果一致，開始變化明顯，但是當(dāng)振動(dòng)超過(guò)3個(gè)小時(shí)后，時(shí)間的影響逐漸減弱，越來(lái)越小。而鋸末、研磨液等輔料的添加能改變零件表面的光澤度。形狀規(guī)格方面，方形和三角形對(duì)表面的磨削效率要好于球形，但球形更適用于拋光。

綜合零件去毛刺效果得分和零件表面質(zhì)量的Ra數(shù)值，得出的結(jié)論是一致的，就是零件選用比例為6∶1、形狀規(guī)格為5*5正方形、輔料加注研磨劑、時(shí)間選用5小時(shí)零件去毛刺最優(yōu)。但是在試驗(yàn)過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)，零件振動(dòng)超過(guò)3小時(shí)時(shí)，對(duì)零件毛刺去除的實(shí)際改善效果并不明顯，并且零件的棱邊倒角會(huì)大于05mm，所以綜合考慮加工效率，我們認(rèn)為該型鋼件的振動(dòng)時(shí)間應(yīng)在3小時(shí)為宜。比例方面，用戶也可以根據(jù)自身磨料情況適當(dāng)降低到4∶1。

3 總結(jié)

振動(dòng)光飾技術(shù)是去毛刺技術(shù)的一種，他針對(duì)不同材料、不同大小、不同結(jié)構(gòu)的零件具有不同的效果。本文選取不銹鋼殼體零件為代表，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)復(fù)雜相貫結(jié)構(gòu)，去除效果比較明顯，也切實(shí)提升現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)效率。作者也曾針對(duì)類似鋁合金零件進(jìn)行試驗(yàn)，也大大促進(jìn)了去毛刺效率的提升。但是值得一提的是振動(dòng)光飾去毛刺技術(shù)的應(yīng)用具有一定局限性，它適用于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的零部件加工，也適用于零件除銹，尤其加注研磨劑效果明顯。但是該技術(shù)在結(jié)構(gòu)復(fù)雜且精度非常高的零件中的應(yīng)用還需進(jìn)一步探索，希望大家針對(duì)加工零件特點(diǎn)，選取借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉大偉.零件振動(dòng)去毛刺技術(shù)研究.科技風(fēng)雜志編輯出版社，2019，1.