
毛刺是在切削加工过程中意外产生的金属“回弹”。如果不处理毛刺,可能会妨碍部件之间的组装,或导致部件无法平滑移动,从而在后续工序中引起问题或伤害。因此,控制毛刺产生的加工和确保有效的去毛刺操作是必不可少的。本文将解释在切削加工中不可避免的毛刺产生原因及其对策。
毛刺是由于工件的切削残留或切屑被推挤而突出形成的。在切削加工中,从大到小的毛刺几乎总是会产生,可以说是不可避免的。根据其产生过程,毛刺主要分为“泊松毛刺”和“翻卷毛刺”两大类。
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泊松毛刺是在切削开始时或加工中产生的毛刺。当工具咬入工件时,未能完全切削的部分工件会被外推产生。切削开始时产生的泊松毛刺称为“入口毛刺”,在加工过程中侧面产生的泊松毛刺称为“侧边毛刺”。通常比翻卷毛刺小。
翻卷毛刺是在切削结束时产生的毛刺。当工具从工件上离开时,未能完全切削的切屑部分被推向切削方向而产生。通常比泊松毛刺大。
毛刺在金属加工中会引起严重的问题。由毛刺引起的问题包括:
毛刺的产生会导致加工精度下降。毛刺不仅会在测量部件时引起尺寸误差,还可能被夹具如钳口或夹紧装置咬住,导致加工面倾斜从而产生加工缺陷。此外,组装时毛刺的存在或毛刺脱落并夹在部件之间,也会恶化组装精度。使用钻头或端铣刀等工具进行切削加工时,如果工具边缘带有毛刺,就不会形成锐利的边缘。因此,毛刺应在产生后立即去除。
如果未察觉毛刺就将其组装入产品中,可能会导致产品寿命降低和次品流出。在机械部件中,组装或摩擦不良可能引发故障,电机部件中可能导致短路等各种问题。
尖锐的毛刺可能导致操作者受伤。如果在组装过程中忽略了毛刺,就可能造成操作者受伤,这是非常危
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针对去毛刺或调整切削路径等,重新审视加工过程是必要的。如果是自产产品,从设计阶段就考虑设计出不易产生毛刺的形状也很重要。
在粗加工过程中产生的毛刺,在完成加工阶段去除。完成加工时会降低切削条件,并将去毛刺作为一个工序。在连续加工如使用加工中心时,可以使用去毛刺刷或专用刀具来防止带毛刺的产品流入下一个工序。
为了使后续工序更容易去除毛刺,需考虑切削的进给方向以使毛刺朝向预定方向。通过改变切削路径使毛刺朝向工件外侧,可使后工序更易于去除毛刺。此外,在使用平面铣刀进行平面加工或使用端铣刀进行侧面加工时,刀具的方向也会大大影响毛刺的产生。通常,刀尖向上的上切割(上向切削)比刀尖向下的下切割(下向切削)更能抑制毛刺的产生。
为了使后工序更容易去除毛刺,初次加工应考虑使毛刺尽可能小。为了控制毛刺大小,重要的是不要一次切除过多材料,而应分多次路径进行加工。改变工具的进给方向也可以减小毛刺。
通过调整切割深度、转速等切削条件进行对策。切削条件的调整不仅影响加工效率,还影响成品表面的质量,因此平衡非常重要。
通过减小切割深度可以抑制工件的塑性变形,从而减小毛刺。增加刀具的刀片数量,减少每个刀片的切入量也是有效的。如果切入量过浅,工具可能会在工件表面滑动,产生“滑移现象”,因此需要注意。
通过使用冷却液减少因摩擦热引起的工件变形或熔合,消除毛刺产生的原因。使用高压冷却液可以冲洗掉可能导致毛刺的工具上的切屑或工件上残留的微小毛刺。
通过降低转速和进给速度可以抑制工件的塑性变形,从而减小毛刺。降低切削条件可以消除大的塑性变形,但也会大大降低加工效率。因此,如仅在完成加工时降低切削条件,需要巧妙地安排加工工序。
本文介绍了切削加工中不可避免的毛刺产生的原因及其对策。毛刺的产生原因根据工件的材质和形状各不相同,但重要的是使加工过程尽量不产生毛刺。为了提高切削加工技术,我们应该努力实现尽可能少毛刺的机械加工。