淺談產(chǎn)品噴嘴去毛刺的方法

徐旻熹

摘? ?要：毛刺-在金屬行業(yè)奮斗過的人一定對它不陌生，在金屬制品加工過程中，它是無處不在的，不論你采用多么高級的精密的設(shè)備，它都會伴隨產(chǎn)品一起誕生。所謂毛刺，主要是材料的塑性變形而在被加工材料加工邊緣生成的一種多余的鐵屑，尤其是延展性或者韌性較好的材質(zhì)，特別容易出現(xiàn)毛刺，而恰恰毛刺問題又是金屬加工行業(yè)到目前為止工程師們無法解決的難題之一。本文以適應(yīng)于對產(chǎn)品噴嘴中小孔里的毛刺不易去除的特點，以不同規(guī)格噴嘴為契機(jī)，經(jīng)過生產(chǎn)驗證，淺談產(chǎn)品噴嘴去毛刺的方法。

關(guān)鍵詞：噴嘴? 研磨? 磨料流? 去毛刺

中圖分類號：TG662? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）03（a）-0074-02

通過機(jī)械加工的鉆屑方法得到的噴孔，通常會出現(xiàn)噴孔存在毛刺的問題，毛刺的存在會導(dǎo)致產(chǎn)品噴嘴噴油孔的流速下降，進(jìn)而影響整個發(fā)動機(jī)的整體性能;在一定壓力下出現(xiàn)的毛刺脫落而造成的噴油嘴工作惡化使得發(fā)動機(jī)工作異常從而造成整臺發(fā)動機(jī)故障甚至停車，對整機(jī)工作造成極大的損害。XX產(chǎn)品在外場試驗中就出現(xiàn)了由于噴嘴毛刺的問題導(dǎo)致試驗失敗且讓整型產(chǎn)品全部返廠，對公司造成了極大的損失?；诖?，研究產(chǎn)品噴嘴去毛刺的方法也成為了本次研究的課題。

1? 噴嘴結(jié)構(gòu)及毛刺的分布

如圖1所示，噴嘴主要由一個外螺紋，一處小孔，一處大孔及2處倒角組成，而毛刺的分布主要在螺紋端，孔口處及孔內(nèi)。而螺紋毛刺的去除方法在去毛刺操作指導(dǎo)說明書文件中有詳細(xì)說明該文不提及。則主要研究方向在于孔內(nèi)毛刺及孔口毛刺的去除。

2? 孔口毛刺去除方案的確定及試驗

2.1 確定孔口毛刺的去除方法

油嘴孔口一般為一處倒角（錐面），而毛刺的產(chǎn)生一般是在加工中鉆削而產(chǎn)生的殘留鐵屑，根據(jù)噴嘴的材料2Cr13為鋼材（公司幾型產(chǎn)品中的油嘴均為該材料），我們確定了以下3種方法進(jìn)行工藝試驗。

（1）在完成油嘴鉆鉸孔加工后用夾布膠木錐形心棒在研磨器上去除口孔毛刺，并用20倍放大鏡檢查孔口毛刺的狀態(tài);

（2）在完成油嘴鉆鉸孔加工后用錐度油石去除口孔毛刺，并用20倍放大鏡檢查去毛刺的狀態(tài);

（3）在完成油嘴鉆鉸孔加工后用帶刃的旋轉(zhuǎn)刮刀去除孔口毛刺，并用20倍放大鏡檢查去毛刺狀態(tài);

2.2 孔口去毛刺的試驗結(jié)果

根據(jù)2.1條確定的3種方法對某型產(chǎn)品中的發(fā)動機(jī)噴嘴進(jìn)行了去毛刺試驗，分別出現(xiàn)3種結(jié)果。

（1）用夾布膠木錐形心棒對孔口毛刺進(jìn)行去除，結(jié)果毛刺并未去除干凈且粗糙度明顯無法達(dá)到設(shè)計要求的粗糙度要求（通常要求為Ra1.6）。

（2）用錐度油石對孔口毛刺進(jìn)行去除，結(jié)果顯示毛刺去除較為干凈且粗糙度較好。

（3）用帶刃的旋轉(zhuǎn)刮刀去除孔口毛刺，結(jié)果顯示毛刺依然存在且周邊出現(xiàn)多余的坑點及塌邊。

2.3 孔口去毛刺的結(jié)論

根據(jù)上述實驗可以看出，用錐度油石對孔口毛刺進(jìn)行去除的效果最為理想，可以分析為以下部分。

（1）由于夾布膠木棒的硬度較軟，無法將附著在孔口處的毛刺完全去除，無法達(dá)到理想的效果，且夾布膠木棒無拋光的效果使得孔口粗糙度不理想。

（2）用帶刃的旋轉(zhuǎn)刮刀對毛刺進(jìn)行去除，由于刃口較為鋒利，在去除毛刺過程中容易將孔口劃傷而造成塌邊且會形成新的毛刺，且粗糙度無法達(dá)到預(yù)期要求。

（3）用錐度油石對孔口進(jìn)行毛刺的清理，油石的硬度軟硬適中可以將毛刺去除且油石有拋光的功能可以對提高孔口粗糙度有所幫助。

根據(jù)分析，用錐度油石對孔口粗糙度進(jìn)行清理為現(xiàn)有條件下的最佳方案且成本低廉容易制作。

3? 孔內(nèi)毛刺的去除

3.1 孔內(nèi)毛刺的產(chǎn)生原因分析

油嘴孔內(nèi)毛刺產(chǎn)生原因主要是在鉆削過程中，刀具所殘留的鐵屑遺留在孔內(nèi)和在去除孔口毛刺時由于毛刺的內(nèi)翻而造成孔內(nèi)有毛刺的附著。由于油嘴孔普遍較小，對孔內(nèi)毛刺的去除增加了很多困難。

3.2 孔內(nèi)去毛刺的方法確定

根據(jù)噴嘴孔內(nèi)毛刺的產(chǎn)生情況及我公司的實際設(shè)備情況，確定了由研磨來去除孔內(nèi)毛刺的方法。

研磨是通過研具在一定壓力下與加工面作復(fù)雜的相對運動而完成的。研具和工件之間的磨粒與研磨劑在相對運動中，分別起機(jī)械切削作用使磨粒能從工件表面上切去極薄的一層材料從而得到極高的尺寸精度和極細(xì)的表面粗糙度。而我們的目的就是在這種相對運動中將附著在孔內(nèi)的毛刺去除從而達(dá)到去除毛刺和拋光孔壁的作用。

3.3 工具的選擇

3.3.1 研具的選擇

噴嘴孔的特點是孔普遍較小且長度不一，若使用一般的研磨芯棒難以制作且容易將孔做大影響流量，根據(jù)該特點我們制作了一種彈性芯棒，這種開口芯棒有較強的彈性不易將孔劃傷且有較大的附著面積容易將毛刺去除。（見圖2）

開口芯棒需要使用低碳鋼進(jìn)行制作以保證它具有一定的彈性且硬度不能高于油嘴本身，若高于油嘴本身則容易造成尺寸變化從而影響整臺發(fā)動機(jī)流量的變化。

在制作中發(fā)現(xiàn)若噴嘴孔在Φ0.8以上的情況下，這種芯棒可以制作，若噴嘴孔在Φ0.8以下時，這種芯棒就無法制作了，所以在這種情況下我們選擇了用鋼絲與絨布配合的方式進(jìn)行毛刺的去除。

3.3.2 研磨介質(zhì)的選擇

研磨介質(zhì)在我公司普遍以金剛砂和研磨膏為主，金剛砂的顆粒度較大主要用于粗研零件不適用與噴嘴毛刺的去除，所以我們選擇研磨膏作為研磨介質(zhì)。

研磨膏分為以下幾種：

粗磨100#-150#;精磨240#-320#;拋光600#-1000#;鏡面2000#-8000#

根據(jù)研磨膏的分類我們選擇了800#研磨膏（主要用于拋光）作為研磨介質(zhì)。

3.3.3 轉(zhuǎn)速的確定

在進(jìn)行研磨去毛刺的過程中，轉(zhuǎn)速不易過高，若轉(zhuǎn)速過高會造成相對運動過快而導(dǎo)致孔尺寸的變化。在試驗過程中我們選擇的研磨機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為（230r/min-1400r/min），在研磨中我們選擇400r/min作為實際加工轉(zhuǎn)速來進(jìn)行試驗。研磨時間為1～2min。

3.4 試驗結(jié)果

3.4.1 用彈性芯棒去毛刺的方法與結(jié)果

以開口研磨棒作為研具在介質(zhì)為800#研磨膏且轉(zhuǎn)速為400 轉(zhuǎn)/min的情況下對噴嘴孔為Φ1的孔進(jìn)行研磨的情況如圖2所示。

該圖片（見圖3）為零件放大20倍后所觀察的結(jié)果，可以看出孔內(nèi)已經(jīng)沒有毛刺的存在且粗糙度也較好，剖開分解后對粗糙度進(jìn)行了測試，粗糙度在Ra1.0達(dá)到了噴嘴孔的粗糙度（Ra1.0）要求。

3.4.2 用鋼絲及絨布條去毛刺的方法與結(jié)果

第一步：以鋼絲作為研具在介質(zhì)為800#研磨膏且轉(zhuǎn)速為400 轉(zhuǎn)/min的情況下對噴嘴孔為Φ0.4的孔進(jìn)行研磨。

第二步：將絨布條切成小條放入孔內(nèi)進(jìn)行拉扯將孔內(nèi)毛刺帶出。且絨布具有對孔壁的拋光作用能夠進(jìn)一步的提高工件粗糙度。且研磨完后孔壁內(nèi)會附著研磨膏殘留的金剛砂粒，用絨布可以將金剛砂粒帶出。

上述工作完成后對噴嘴孔進(jìn)行沖洗，以保證沒有殘留的鐵削在孔內(nèi)滯留。

4? 結(jié)論

在普通設(shè)備及條件下，上述方法可以做到對各種不同類型的噴嘴毛刺的去除，且成本低廉，加工效果好，解決了長期以來困擾的毛刺問題從而使發(fā)動機(jī)性能更加穩(wěn)定。但該種方法只適用于小批量生產(chǎn)且去毛刺效果并不十分穩(wěn)定。所以經(jīng)過資料的查閱對噴嘴去毛刺工藝進(jìn)行了以下延伸。

5? 液流工藝

經(jīng)過翻閱資料及對外單位現(xiàn)場的考察，發(fā)現(xiàn)了一種能夠更好更快的去除毛刺的方法，該方法稱為液流工藝也被稱作磨料流技術(shù)。

5.1 磨料流原理介紹

磨料流加工方法的工作，在磨料流加工過程中工件被安裝在夾具中，兩者形成通道，放置于上下磨料缸形成的工作空間中，在加工過程中，呈粘彈性的磨料在壓力的作用下，流過工件、夾具形成的通道，依靠磨料的微切削刃，對工件待加工表面進(jìn)行研磨，達(dá)到去除毛刺的目的

5.2 磨料的選擇

流體磨料時磨料流加工工藝的微切削刃，在壓力的作用下以一定的壓力流過待加工面，實現(xiàn)對工件待加工表面的加工。這種磨料流是一種高分子聚合物與磨砂磨料以一定的比例進(jìn)行混合而組成的半固態(tài)的物體。不同載體的粘度，磨砂種類，磨粒大小，可以產(chǎn)生不同的效果。磨料依加工物的形狀，材質(zhì)，加工目的有各種不同的規(guī)格。

5.3 液流工藝的優(yōu)點

液流工藝可以通達(dá)零件復(fù)雜而難以進(jìn)入的部位;拋光表面均勻、完整;批量零件的加工效果重復(fù)一致。這些加工特點使零件性能改善，壽命延長，同時減免繁雜的手工勞動，大大降低了勞動強度。

6? 結(jié)語

綜上所述，本文對噴嘴去毛刺進(jìn)行了分析，對于軍品小批量多品種的形態(tài)提出了一個安全可靠的對小孔孔口和孔內(nèi)毛刺去除的方法并應(yīng)用到實際生產(chǎn)中。解決了一直困擾現(xiàn)場生產(chǎn)質(zhì)量的難題使得返修率大大減小為公司解約了成本。通過對該課題的分析了解了液流工藝的原理及優(yōu)點，使得思維更加的開闊對以后解決大批量零件的毛刺去除提供了方法。

參考文獻(xiàn)

[1] 胡學(xué)弘，許方君.去毛刺常用方法分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（6）.

[2] 劉婷.發(fā)動機(jī)噴油嘴去毛刺工藝的研究[D].長安大學(xué)? 2014.

[3] 張惠生.機(jī)械零件去毛刺工藝的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].北京建筑工程學(xué)院學(xué)報，2001（17）.