模具加工銑削毛刺的控制探討

邸 紅

（新疆天業(yè)集團公司模具中心，新疆　石河子，832000）

模具加工銑削毛刺的控制探討

邸 紅

（新疆天業(yè)集團公司模具中心，新疆石河子，832000）

模具加工中銑削加工是金屬切削加工的主要方法之一，銑削加工中切削毛刺的產(chǎn)生直接影響模具產(chǎn)品質(zhì)量。本文闡述了影響銑削毛刺形成的主要因素，并從結(jié)構(gòu)設計到制造加工全過程出發(fā)，探討了減小和控制銑削毛刺的技術(shù)、工藝和方法。

銑削加工，毛刺形式，解決措施

1　前言

在模具的制造加工中，工件的邊、角、棱等部位經(jīng)過切削后常常產(chǎn)生毛刺，這對模具的生產(chǎn)安全構(gòu)成一定的威脅，并直接影響到模具的加工精度及其表面質(zhì)量，進而影響產(chǎn)品的整體品質(zhì)。近年來各行業(yè)對毛刺的去除越來越重視，在模具制造行業(yè)中，對工件精度要求的提高和機構(gòu)設計的微型化使去毛刺技術(shù)成為加工中一個突出問題。因此，模具產(chǎn)品的去毛刺成為必不可少的重要工序，如何去除毛刺作業(yè)，往往成為降低系統(tǒng)生產(chǎn)效率、增加工件加工成本的直接原因之一。

本文結(jié)合生產(chǎn)實際探索出了適用于加工中心在銑削過程中的去毛刺方法控制。通過在銑削過程中最大程度降低毛刺的產(chǎn)生，解決人工去毛刺耗時耗力的問題，提高了生產(chǎn)效率。尤其是對緊隨于數(shù)控加工后的去毛刺工序，能夠有效地保證去毛刺的均勻性和一致性。因此，若能做到抑制和合理控制毛刺，將對保證加工表面質(zhì)量、減輕工人的勞動強度、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本和安全生產(chǎn)起到積極的作用。本文首先對影響端銑毛刺形成的主要因素進行系統(tǒng)地分析，并從結(jié)構(gòu)設計到制造加工全過程出發(fā)，探討了減小和控制銑削毛刺的方法和技術(shù)。

2　模具銑削過程中毛刺的產(chǎn)生機理

根據(jù)毛刺形成的機理，毛刺產(chǎn)生于被加工材料被擠出的棱邊。被加工材料被擠出的方向取決于進給方向、刀片幾何形狀、和工件棱邊位置。一般而言，底邊切出切削方向毛刺與其它毛刺相比具有尺寸大、去除困難的特點。為此，本文主要以底邊切出切削方向毛刺作為主要分析對象進行探討。根據(jù)立銑刀底邊切出切削方向毛刺尺寸和形態(tài)的不同，可將其分為如圖1所示三種：Ⅰ型毛刺（尺寸較大，去除困難，去除費用較高），Ⅱ型毛刺（尺寸較小，可以不去除或去除容易）和III型毛刺即負毛刺（如圖1所示）。

圖1　銑削時底邊切出切削方向毛刺種類

在模具加工中，最常見的銑削過程是槽銑削和后階銑削，這兩種銑削方式所產(chǎn)生的毛刺也最具有代表性。毛刺主要發(fā)生在切削時刀具出來的時候，銑削過程中由于不斷有切削刃出入隨時更替變化，因而產(chǎn)生的毛刺較復雜，概括可以分以下幾類。如圖1，不同位置毛刺形成機理不一樣，其大小也不一致。一般對于槽銑削來說，進刀毛刺，工件順銑邊側(cè)面進刀毛刺最小，依次為逆銑邊側(cè)面進刀毛刺，順銑邊側(cè)面出刀毛刺，順銑和逆銑邊頂部毛刺，逆銑邊出刀位置和側(cè)面也刀位置（即圖2中的6和5）毛刺尺

圖2　銑削中不同位置的毛刺

寸最大。其余銑削，如平面銑，臺階銑也可以按此劃分。按照加工方向的劃分，毛刺又可以分為頂部毛刺，側(cè)邊毛刺，進給方向毛刺和切削方向毛刺，如圖3所示，其中進給方向出口毛刺是尺寸最大的。

圖3　臺階銑削過程中的毛刺

3　影響毛刺最小化加工的控制方法

毛刺形成的機會與大小，取決于刀具即將切離工件的瞬間，切削層末端根部發(fā)生塑性變形的程度，與工件材料、工件形狀、刃口尺寸參數(shù)、切削用量、加工方法等因素有關(guān)。切削塑性韌性大、延伸率大的材料時，刀具切離時塑性變形不足以使工件材料發(fā)生破壞，形成的毛刺大。對于在指定加工中心、指定切削材料及指定切削刀具的情況下，對毛刺形成的影響主要有三個切削要素機理。

a）切削深度很小時，切削層末端支撐剛性好，能形成有效的切削形態(tài)，生成毛刺小，厚度也小。隨著切削深度增大，由于切削層末端剛性減小，易折彎趨勢加強，毛刺厚度隨著增大，當切削深度達到某一臨界值后切削毛刺的厚度急劇減小并趨于一定數(shù)值后而穩(wěn)定，毛刺的長度將繼續(xù)隨著增大，大到一定程度時，形成的毛刺厚度將減小并趨于一定數(shù)值而穩(wěn)定，毛刺的長度將繼續(xù)隨著增大。

b）進給量小時，切削層變形嚴重，又因為切削力（有時是進給力）小，切削層末端不易折彎，形成的切屑易折斷；在此條件下加工硬度較大的材料時，不形成毛刺或形成機會少。加工塑性大的材料時，能形成較小的毛刺。進給量大時，雖切削層變形程度小，但進給阻力仍較大，切屑末端易折彎，形成的毛刺大。

c）切削速度V很大時，切屑來不及變形就被切除，不易形成毛刺；切削速度很小時，由于變形充分，易產(chǎn)生毛刺。一般情況下，切削速度對毛刺的生成影響不大，合理控制銑削形式使因切削產(chǎn)生的軸向力能從工件外指向工件內(nèi)，可避免工件邊界產(chǎn)生毛刺。掌握毛刺產(chǎn)生的一般規(guī)律后，可采取相應的措施來切削塑性材料，以期達到滿意的加工效果。

4　模具銑削過程中控制毛刺大小的其它措施

4.1刀具材料，幾何參數(shù)及涂層

金屬切削中，機床、刀具和工件組成的切削加工工藝系統(tǒng)中，刀具是最活躍的因素。刀具切削性能的好壞取決于構(gòu)成刀具材料，刀具結(jié)構(gòu)及涂層狀態(tài)。刀具壽命的高低，加工成本的多少，加工精度和表面質(zhì)量的優(yōu)劣在很大程度上取決于這三者。在加工中，應選用耐用度較高的硬質(zhì)合金或以上硬度材料的刀具，這樣即可降低磨損又能降低毛刺出現(xiàn)的可能性。如果經(jīng)濟條件允許，更建議帶有涂層的刀具，涂層可以降低切削區(qū)的溫度，使斷屑容易，并且不易產(chǎn)生積屑瘤。這樣會在一定程度下減少毛刺的產(chǎn)生。

4.2從加工工藝設計上減少生成毛刺

1）應選用生成毛刺較少的加工方法，減少去毛刺的成本。加工平面時，采用順銑比采用逆銑為好，因為順銑時切入層厚而切出層薄，生成的毛刺較小，而逆銑生成的毛刺較大。

2）合理安排模具零件的加工順序，盡量將生成毛刺較大的工序安排在前，而把生成毛刺較小的工序安排在后，用后道工序的加工來消除前道工序所生成的毛刺。例如模具零件中有凹輪廓的平面，選擇加工順序時應先銑削上表面再銑凹輪廓所形成的毛刺比先加工凹輪廓再銑平面所形成的毛刺尺寸要小。

3）合理選擇走刀方向，通常情況下，進給方向毛刺中，出口毛刺（見上圖1a）遠遠大于進口毛刺（見圖1b），應根據(jù)模具零件各部位對毛刺的要求進行合理的選擇，最大可能減少出刀次，以減少或避免毛刺的產(chǎn)生。

4）合理選擇切削用量。零件在切削加工過程中，凡是采用產(chǎn)生較大切屑的加工方法，則生成的毛刺都是較大的。因為產(chǎn)生較大的切屑時，切削阻力增大，切削熱增多，刀具磨損加劇，耐用度降低，工件材料塑性變形也加劇，從而使生成的毛刺變大。因此，在零件加工時，一般都是以減少切削深度和走刀量來減少毛刺的生成。

5）銑削時應選用性能良好的切削液，切削液的使用有利于刀具壽命的延長，減小刀具磨損，潤滑銑削過程，進而減小毛刺尺寸。

6）模具加工時，應當注意刀具磨損對毛刺的形成有很大的影響，當?shù)毒吣p到一定程度，刀尖圓弧增大，不僅刀具退出方向毛刺尺寸加大，刀具切入方向也會有Ⅰ型毛刺生成，其機理有待進一步深入研究。此時需要及時更換刀具以減少毛刺的產(chǎn)生。

5　結(jié)束語

“毛刺”問題是一個既簡單而又復雜的問題。它的存在直接影響了產(chǎn)品的質(zhì)量，要真正清除模具機械加工過程中的毛刺現(xiàn)象，我們還可以在實際加工過程中，專門設置“去毛刺”工序，及時地清除一些由于中間加工以及其他工序而引起的附帶毛刺，并且還要杜絕購入帶有毛刺的標準件和外購件。正確認識毛刺現(xiàn)象，不忽視每一加工環(huán)節(jié)，認真把好質(zhì)量關(guān)，才能最終解決問題。

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[2]王貴成.金屬切削毛刺[M].長春:長春吉林科學技術(shù)出版社,1995.

[3] 陳鎮(zhèn)宇.毛刺的研究現(xiàn)狀及去除技術(shù)[M].北京:現(xiàn)代制造工程2004.

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Discussion on control milling burr in the mould processing

DI HONG
（Xinjiang Tianye (Group) Ltd. Co. Mould Center，Xinjiangshihezi ,832000）

Mold milling machining is one of the main methods of metal cutting, the cutting burr milling moldproduct quality have a direct impact. This paper expounds the main factors influencing the formation of burr milling Shaw, and from the point of structure design to manufacturing process of the wholeprocess, discussed the technology, process and methods to reduce and control the milling burr.

the milling behavior, burr form, quality solving measures