去刺工艺方法及设备
出处：按学科分类—工业技术 北京理工大学出版社《新编液压工程手册下册》第2301页（4670字）
毛刺的产生是铸造和机械加工中，由于模型制造误差及合模间隙以及刀具与金属强制性挤压、撕裂，而出现在棱边孔口结合面处的未去掉的部分。这些残留金属将直接影响零件的尺寸精度和工作性能，大多数情况下这些毛刺已经与母体剥离或未完全剥离，从而导致零件在使用中会因振动或高压油流的冲击而脱落，因此造成配偶件表面划伤或卡死，所以能否有效去除各种毛刺已成为液压件生产中的基础工艺。
针对不同形状零件和不同材质及部位，目前已有多种不同的去刺方法和设备。
(1)热能爆炸去刺(参见图37．9－1及图37．9－2)
图37．9－1 热能爆炸去刺机外形图
图37．9－2 热能爆炸去刺机原理图
这种方法是将去油工件置于密闭的容器(爆炸室)内，通入氢气(或天然气)，用电火花点火爆炸，爆炸时间约1／30～1／10s，产生压力约1MPa，形成瞬时高温达2500～3500℃，使毛刺熔掉、气化。
这种去刺方法应对不同工件进行工艺试验，通过改变氢、氧比例及压力等参数，使工件能彻底去除毛刺而又不破坏母体本身。经过爆炸后的工件要经过酸洗，水洗和防锈处理。此法最适合半精加工前及大批量生产的场合。
(2)无心磨式去毛刺
此法所用设备类似一台无心磨床，见图37．9－3前面的切削轮(刷轮)是不锈钢丝组合轮，后面是含磨料的尼龙丝组合轮，相对的导轮是用非金属材料制成。刷轮转速为400～600r／min，导轮转速为100～200r／miin工件安放在刷轮和导轮之间并以托板支承进行刷削。通过调整刷轮和工件间的压缩量来控制去刺效果，它不但能清除阀芯，轴类零件的毛刺，而且还起到抛光的作用。一般应用在阀芯精加工后，对已加工好的阀芯外圆尺寸和形状公差影响不大，并可以用留一定刷削余量的办法以得到更满意结果，见表37．9－1。
图37．9－3 无心磨式去毛刺机
1－电机；2－皮带；3－刷轮；4－导轮；5－电机
表37．9－1 刷磨去刺前后对比表
(3)电解去毛刺
电解去毛刺是与电镀相反的过程，将零件接在直流电源的正极上，称为电解阳极，工具接在直流电源的负极上称为阴极。在中性电解液中，在电场力作用下，阳极金属原子失去电子成为正离子进入电解液中，并朝阴极迁移，一定时间后工件与阴极相对部位逐步溶解减小尺寸，由于工件尖角部位及毛刺尖端电流密度大溶解速度快而被去除，且形成一个小圆角，而本体部分电流密度小被保留下来。
A．电解液的作用
·电解液是金属工件在外电场作用下进行阳极溶解的必要条件。
·高速流动的电解液可以从间隙中排除电极反应的产物。
·电解液带走电解过程中产生的热量。
B．对电解液的基本要求。
·应选用溶解度大的电解质。
·为保证阴极几何尺寸及理化性质不变，在阴极上只应该进行析出气体的反应，而不应有阴极金属的溶解
·为保证好的电流效率，在阳极上应优先进行阳极溶解，而不是电解液中负离子的氧化反应。
·阳极反应的最终产物，如金属离子与水中的氢氧根离子形成的氢氧化物应是不溶性的。
·电解液具有高导电率和低粘度。
·电解液的性能应稳定。
·电解液对机床、工件的腐蚀要尽可能小，同时对人身无害。
C．几个注意事项。
·为使电流密度最大限度地集中在毛刺区，阳极凸出部位与各毛刺区的间隙应在0．2～1．5mm之内。
·对阴极非作用区进行绝缘保护。
·严格控制作用时间，保证恰当效果。
电解去刺也有不足之处，首先需要电解设备，其次对工件有腐蚀作用，尺寸变化大约在0．0005～0．001mm之内，电解后必须对工件进行严格清洗和防锈。阴极的设计制造较复杂，有时需要反复修整。
这种方法对一些精密工件微细毛刺具有显着效果。
(4)挤磨法去毛刺(又称冲砂法)
挤磨工艺可以完成去刺，抛光，倒圆角精整加工等。一般情况下，上述功能在加工中是同时进行的。如果调整工艺参数可以突出某项加工需要。
挤磨用专门的磨料流机加工，工件被固定，夹带有磨料颗粒的流体，对准加工部位来回流动，从而实现去刺和抛光。
挤磨机由一对相对放置的液压缸(实质是单柱塞泵)和位于中间的夹具组成。经过严密密封后，两端缸分别推动介质穿过工件，经多次往返达到去除毛刺的目的。
·施加压力可达25t，介质流量在20L／min左右，缸内容量为1．6～21L不等。
·挤磨工艺可去除不同金属的毛刺，不受硬度限制。
·用夹具引导介质流可实现选择性的局部去刺。
·此方法最适合干常规方式触及不到的部位去刺。
经上述方法处理过的零件要用一些溶剂来清洗，内部去刺的零件要采用超声清洗方法去除残留的磨粒。只有在毛刺情况相对稳定时，工艺参数才具有重复性。
(5)喷射法去刺
用喷射法去毛刺，有气压式、离心式、打击式三种，用水溶液加磨料的称为水喷射法，用空气加磨料的称为干喷射法。喷射压力为5～50MPa，喷射角以40°～45°为宜。
干喷射法多适用于铸件、锻件、锈蚀件。磨料多选用铁丸和砂粒。水喷射法适用于已加工表面。多选用氧化铝和碳化硅颗粒。此法不受零件形状的限制，对热处理表面效果较好，它不但可以去除毛刺，还可以降低表面粗糙度Ra值，并可改善金属表面的应力状态。此法适应性较广泛，较之电化学处理及手工整修为经济。
该方法工艺条件也有其局限性：
·对工件深槽，盲孔及管件内部毛刺和污物有一定困难，但可通过改变喷咀形式，探入内孔及深槽来解决。
·除非控制非常小心，否则对薄壁工件可能会引起变形。
·为提高去刺效果，对磨料规格，压力冲击角，喷咀与工件距离，夹紧方式，工件移动速度都应经试验取得可靠数据。
(6)振动式去毛刺
振动去刺又称为振动清整工艺，主要用于精加工前，热处理后对零件进行去刺，除锈，除氧化皮及锐边倒钝的清整处理。
设备结构由存放工件和磨料介质的桶形容器，螺旋弹簧和偏心式或电磁式振动源组成。针对不同材质和硬度的零件选用不同振幅和频率，不同形状的磨料粒以及适当配方的溶液。
去刺精整过程，是介质和工件在缸桶做相对平滑转动的同时，还以预选的最佳振动频率和振幅剧烈振动。一般频率在1000～2000次／min，振幅根据设备大小和工件大小在3mm～6mm之间。
多数振动精整加工是湿作业，一定量的水和化合物溶解掉除下来的锈并起到防锈作用。
该法对小型钢制工件和经热处理后的工件效果显着，且处理均匀性好。要达到理想效果，对介质颗粒大小的选择极为重要，大号颗粒加工速度快，但可能不彻底，小号颗粒处理彻底但速度较慢。应当指出振前工件必须进行除油清洗。被处理工件的毛刺一般在0．7mm～1．2mm，再大毛刺不能去除，只能被压倒。
(7)手动工具去刺
手动工具去刺是目前采用最多也是最基本的去刺方法。由于工件去刺部位和毛刺形式不同，故采用不同形状的铣刀或砂轮，如指形、锥形、三角形、球形、圆台形等，且手工操作随意性和自由度大，所以对一些深沟槽，内部相交孔，和可触及到的部位可得到良好效果。这些小形工具一般安装在小型风动工具上使用，参见图37．9－4。
图37．9－4 去毛刺用特异铣刀
(8)柔性毛刷去刺
针对液压阀体加工中各沟槽、台阶孔、直角棱边出现的毛刺，在精加工后使用毛刷清除毛刺并进行光整加工效果很好。其使用场合有手动，用风动工具夹持或在珩磨机上用机械夹持。这种特制的毛刷是由尼龙材料和绿色碳化硅，碳化硼磨粒混合压制而成，磨料颗粒度240号。也有采用每条毛末端和侧面电镀金钢石颗粒的尼龙毛刷。
针对不同工件部位的毛刺，毛刷可做成不同形状，见图37．9－5。
图37．9－5 挠性金刚石毛刷毛轮
手动去刺工具中也有类似前面所述不锈钢丝轮刷的工具，以风动工具和软轴做动力源。主要用来清除不宜搬动的工件孔内的毛刺。如对内孔槽，内曲面的去刺和除锈。
去除毛刺方法很多，除以上所述及的，还有抛光法，离心滚筒法，砂带去刺法，布轮去刺法等等。应根据工件的具体情况合理选择。