去毛刺法及其在差速器殼加工中的應(yīng)用

陜西漢德車橋有限公司（寶雞 722408）許紅昌

在金屬、非金屬零件的制造過程中，會不同程度地產(chǎn)生毛刺。毛刺將影響零件的檢測、裝配、使用性能和工作壽命等，有時還可能造成設(shè)備運(yùn)行故障。所以，在機(jī)械加工中，必須重視毛刺的去除工作。至今，去毛刺的方法很多，據(jù)統(tǒng)計(jì)，有60余種，但并非所有的去毛刺工藝方法都適用于機(jī)械加工零件。對于在汽車零部件來說，既要保證精度要求，又要除盡毛刺，這就必須謹(jǐn)慎地選擇合適的去毛刺方法。本文將在綜合論述現(xiàn)有去毛刺技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對我公司所加工的產(chǎn)品詳細(xì)地介紹我公司差速器殼去毛刺技術(shù)。

1.去毛刺方法

去毛刺技術(shù)和表面清理方法已逐漸從技術(shù)落后的手工操作向機(jī)械化、自動化、精密化乃至無人化方向發(fā)展。近十幾年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)廣泛應(yīng)用，發(fā)展了機(jī)器人去毛刺新工藝，還建立了去毛刺工藝數(shù)據(jù)庫，可根據(jù)加工條件與加工要求選擇合理的加工方法。去毛刺工序在零件加工工藝過程中占有重要要地位，不僅影響加工質(zhì)量，也影響加工成本。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，在精密零件加工中，去毛刺的工時占總工時的5%～10%，去毛刺的成本約占零件總加工成本的20%～40%。若精密零件上有深孔和切槽，將使去毛刺的成本大大增加。

去毛刺的方法很多，可將它們分為四大類：

（1）粗級（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（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（柔性接觸）：屬于這一類的有沖洗加工、電化學(xué)加工、電解磨削及滾動加工等。

（4）超精密級（精密接觸）：屬于這一類的有熱能去毛刺、磁力去毛刺、高壓術(shù)去毛刺、電解去毛刺以及噴射去毛刺等。這類去毛刺方法可獲得足夠的零件加工精度。

2.應(yīng)用

我公司由于產(chǎn)品繁多，現(xiàn)較小工件多使用人工去毛刺，這個方法不但去毛刺不干凈，而且針對個別產(chǎn)量較大的產(chǎn)品就需要雇傭?qū)Ｈ藢ζ溥M(jìn)行人工去毛刺。以差速器殼總成十字軸孔加工后孔口去毛刺為例，加以說明與分析。如圖1所示，加工所產(chǎn)生的孔口毛刺主要位于兩個圓柱面相交的相貫線上。該孔口毛刺具有以下特點(diǎn)：

圖1

（1）由于外側(cè)相貫線是一個空間輪廓，不在同一平面內(nèi)，要通過普通的旋轉(zhuǎn)刀具去毛刺無法實(shí)現(xiàn)，如加工中常用的倒角專用刀具僅限于取出圓環(huán)面的孔口毛刺，針對該相貫線上的毛刺也是無能為力。

（2）內(nèi)側(cè)的相貫線是球面與中心線過其球心的圓柱面相交所形成的平面圓形，雖然內(nèi)側(cè)的孔口毛刺在單獨(dú)的形狀上可以實(shí)現(xiàn)去毛刺的要求，但是根據(jù)差速器殼總成的特點(diǎn)，該圓形線是在整個總成的球體面內(nèi)，普通刀具無法實(shí)現(xiàn)從球面里面倒角去毛刺。而且，使用較為剛性的去毛刺手段很容易產(chǎn)生翻邊，使得差速器殼總成精加工的十字軸孔內(nèi)孔壁出現(xiàn)高點(diǎn)，不能滿足裝配及使用要求。綜上，由于質(zhì)量要求以及生產(chǎn)需求，公司主要以人工打磨為主。

人工打磨有以下缺點(diǎn)：①人工打磨中所產(chǎn)生的磨粒飛塵、噪聲等問題卻使得工作環(huán)境異常惡劣。②人工打磨后的產(chǎn)品孔口棱角不規(guī)則，一致性較差，而且棱角表面粗糙，用手輕摸上去有輕微的劃手感。③更為重要的是在人工打磨中時常會出現(xiàn)打磨區(qū)域過大（過量磨削），將與之相交的精加工球面磨傷，穩(wěn)定性較差。④人工打磨效率較低，不能滿足精益生產(chǎn)節(jié)拍要求。⑤使用砂輪打磨，砂輪屬于易碎品，打磨工作中存在安全隱患。

經(jīng)分析，首先由于該產(chǎn)品的毛刺所在區(qū)域?yàn)榭臻g布局，屬于不規(guī)則線條。所以采用第二類的去毛刺方法（砂帶磨、研磨、彈性砂輪磨削及拋光等）不易實(shí)現(xiàn)。其次由于我公司生產(chǎn)的差速器殼總成精加工后表面粗糙度要求較高，且表面要求耐磨性較好，作為受力零件，不建議采用普通的噴射去毛刺（表面噴砂等）、電解去毛刺及熱能去毛刺等方法，而且成本比較高。而磁力去毛刺會在工件去除毛刺后出現(xiàn)工件帶磁現(xiàn)象，影響橋總成的裝配使用，亦不適用于該工件的去毛刺。第三類去毛刺方法中的電化學(xué)加工不僅一次性投資過大，而且產(chǎn)品加工的局限性較大，需要制作專用夾具，保護(hù)不需要去毛刺部分，不利于產(chǎn)品更換；滾動加工與第二類方法近似，無法實(shí)現(xiàn)去毛刺的目的；沖洗加工和電解磨削的一次性投入更大而且實(shí)現(xiàn)較為困難，暫且不考慮。第一種方法中的銼刀及磨削有利有弊。而其中的刮刀也曾試用過，雖相對于打磨和銼刀加工有所改善，但人為因素較多，工件的外觀一致性較差，效率過低，而且成本較高，最終放棄使用。

在查閱了眾多資料，并聯(lián)系了數(shù)家刀具廠家后確定了采用數(shù)控刀具通過機(jī)械加工的方法去除毛刺，如圖2所示。該刀具采用了柔性去毛刺的特點(diǎn)去除差速器殼總成十字軸孔內(nèi)外孔口的毛刺，在刀片進(jìn)入和退出的過程中去除了工件的毛刺。而且該刀具可以通過調(diào)整彈性元件的剛性大小來滿足工件不同程度的去毛刺要求以及不同的去毛刺工況（例如，在加工中存在一定程度的斷續(xù)切削工況，在滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求的前提下，選擇剛性更低點(diǎn)的彈性元件），以獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)長期觀察和統(tǒng)計(jì)，該方案所實(shí)現(xiàn)的去毛刺尺寸穩(wěn)定，且產(chǎn)品外觀質(zhì)量一致性較好，最主要的是更高效、更安全可靠。

圖2

3.結(jié)語

經(jīng)長期使用監(jiān)測，本公司差速器殼總成十字軸孔的孔口倒角采用該數(shù)控刀具去毛刺的方案確實(shí)可行，完全滿足質(zhì)量要求。相對傳統(tǒng)的去毛刺方案，大大降低了工人的勞動強(qiáng)度，改善了現(xiàn)場的環(huán)境，消除了以前存在的安全隱患，為同類型產(chǎn)品的去毛刺方法又增添了一種思路。該方案中的柔性設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可以充分發(fā)揮其所長，并利用到更加廣泛的產(chǎn)品制造中。