閥芯去毛刺工藝研究

王宗勇，邵宗光，荊興亞，江平

（徐州阿馬凱液壓技術(shù)有限公司，江蘇 徐州 221004）

閥芯，作為重要的液壓零件，毛刺的去除是加工工藝中的重要一步。目前，對于機(jī)加工毛刺，常見的去毛刺工藝包括手工去毛刺、高壓水去毛刺、熱能去毛刺、磨粒流去毛刺、電解去毛刺、化學(xué)去毛刺等[1]。

不同的去毛刺方法，特點(diǎn)和適用范圍也有所區(qū)別。在閥芯整個(gè)加工工藝流程中，各工序產(chǎn)生的毛刺特點(diǎn)不同，去毛刺的要求亦不同，系統(tǒng)考慮閥芯去毛刺問題，設(shè)計(jì)不同的去毛刺工藝，對于經(jīng)濟(jì)、高效地保證去毛刺質(zhì)量尤為重要。

1 概況

由于工件材料的機(jī)械性能對毛刺的產(chǎn)生及毛刺形態(tài)有很大影響[2]，對于工件不同工序產(chǎn)生的毛刺，應(yīng)安排不同去毛刺工藝。

因此，考慮毛刺特征和不同去毛刺工藝特點(diǎn)，經(jīng)過多輪實(shí)際驗(yàn)證，閥芯加工工藝流程可設(shè)計(jì)為：機(jī)加工→毛刷輪粗去毛刺→手工去刺→清洗→表面處理→粗磨外圓→尼龍輪精去毛刺→精磨→清洗。下面重點(diǎn)介紹幾種去毛刺工藝。

2 閥芯去毛刺工藝

在閥芯加工過程中，外圓車削、銑削、鉆孔等機(jī)加工作業(yè)和外圓粗、精磨削作業(yè)，都會(huì)產(chǎn)生毛刺。對于機(jī)加工作業(yè)過程中產(chǎn)生的內(nèi)孔過渡處的飛邊、毛刺，常借助手工工具進(jìn)行去除；對于機(jī)加工過程中產(chǎn)生的外圓處飛邊、毛刺，可采用安裝鋼絲輪的通過式去毛刺設(shè)備進(jìn)行粗去毛刺；對于磨削過程中產(chǎn)生的毛刺，可在精磨前，采用安裝尼龍輪的通過式去毛刺設(shè)備進(jìn)行精去毛刺。

2.1 鋼絲輪去毛刺

在機(jī)加工過程中，工件未經(jīng)表面處理，表面硬度較低，塑形較強(qiáng)，由于材料的塑形變形，在剪切斷面處會(huì)形成飛邊毛刺、擠壓毛刺等，尤其在閥芯節(jié)流槽直角邊緣及槽內(nèi)圓孔集中了較大尺寸的毛刺。

為提升閥芯去毛刺的效率，對于外圓處產(chǎn)生的機(jī)加工毛刺，可采用通過式去毛刺設(shè)備，該設(shè)備采用無心磨床結(jié)構(gòu)形式，不同之處在于，將砂輪改為鋼絲去毛刺輪。可快速去除外圓毛刺。該設(shè)備可配置上下料裝置，實(shí)現(xiàn)加工自動(dòng)化，極大提升加工效率，降低加工成本。

圖1 通過式去毛刺設(shè)備布局圖

圖2 通過式去毛刺設(shè)備去毛刺部分和鋼絲輪示意圖

由于不同的鋼絲線徑、鋼絲長度和密度，去毛刺的效果也會(huì)不同，線徑越大，剛性越強(qiáng)，去毛刺作用越強(qiáng)，去毛刺后表面越粗糙，線徑過大，容易產(chǎn)生劃傷。鋼絲長度越短，剛性越強(qiáng)，去毛刺作用越強(qiáng)，但使用壽命越短。鋼絲密度越大，去毛刺作用越強(qiáng)，但密度太大，會(huì)對節(jié)流槽側(cè)邊的毛刺去除效果產(chǎn)生不利影響。經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證，采用鋼絲線徑0.15mm、鋼絲長度40mm、密度2000根/cm2的鋼絲輪，去除外圓處產(chǎn)生的機(jī)加工毛刺效果較好。

圖3 閥芯外圓處毛刺

圖4 閥芯外圓去除毛刺后效果

2.2 手工去毛刺

由于鋼絲輪去毛刺對于外圓處毛刺的去除效果較好，對于內(nèi)孔處的毛刺，一般采用手工去除的方式更為經(jīng)濟(jì)、有效。常用的手工去毛刺工具包括高速鋼鉆頭、刮刀、銼刀等，同時(shí)可采用氣動(dòng)或電動(dòng)工具，提升手工去毛刺效率。手工去毛刺實(shí)際效果受操作者熟練程度影響很大，對于手工去毛刺方法、去除范圍，去除程度，應(yīng)根據(jù)毛刺狀態(tài)和去毛刺要求，制作具體的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

圖5 手工去毛刺工具

2.3 尼龍輪去毛刺

如閥芯工藝流程所示，閥芯經(jīng)表面處理后，需進(jìn)行粗磨外圓和精磨外圓加工，閥芯表面處理后表面硬度可達(dá)52-58HRC，粗磨產(chǎn)生的毛刺較小，經(jīng)顯微觀察測量，粗磨后的閥芯毛刺尺寸約為20μm～50μm。

圖6 毛刺微觀圖像

對于這類毛刺，手工去除較為困難，且效果難以保證。經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證，采用通過式去毛刺設(shè)備，效果較好。此處去毛刺設(shè)備，同樣為無心磨床結(jié)構(gòu)，砂輪改為尼龍輪。尼龍輪目數(shù)越小，硬度越高，去毛刺作用越強(qiáng)，去毛刺后表面越粗糙，邊緣形成的圓角越大。經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證，尼龍輪目數(shù)一般采用240#，硬度為7P。

為更好的保證去毛刺效果，尼龍輪為5片組合，每片之間設(shè)置一定間隔，起到容納鐵屑的作用，可以避免在去毛刺過程中劃傷表面。尼龍輪去毛刺工序產(chǎn)生的圓角，對于避免在液壓閥使用過程中的閥芯劃傷、卡滯，提升閥芯的使用壽命，亦有助益。

圖7 通過式去毛刺設(shè)備去毛刺部分和尼龍輪示意圖

由于閥芯對于尺寸精度和圓柱度要求較高，一般為2μm。精磨工序作為決定尺寸精度和形狀精度的最終工序，加工余量較??；而尼龍輪去毛刺工序可產(chǎn)生約0.05mm的圓角，可有效防止精磨工序毛刺的產(chǎn)生，因此，一般精磨工序之后不再安排單獨(dú)的去毛刺工序。

圖8 車削形成的尖角（×500）

圖9 去毛刺形成的圓角（×500）

3 結(jié)語

工程機(jī)械液壓閥芯的加工質(zhì)量，是影響液壓閥性能和使用壽命的關(guān)鍵因素，閥芯對尺寸精度、形狀精度和粗糙度有著極高的要求，同樣，毛刺的控制和去除直接影響閥芯質(zhì)量，是保證閥芯在液壓閥壽命周期使用性能和壽命的關(guān)鍵。通常我們對閥芯加工精度尤為重視，對于毛刺的控制，一定程度有所忽略。因此系統(tǒng)研究閥芯不同工序毛刺狀態(tài)，并有針對性設(shè)計(jì)去毛刺工序，對于提升液壓閥的質(zhì)量和使用壽命，意義重大。