机械零件去毛刺工艺

鲍桂刚　张庆力
（山东临沂农业药械厂）

　　机械零件在加工制造过程中产生的毛刺，对零件的精度、使用、再加工定位、操作安全和外观质量等许多方面都产生不良影响。同时，由于去毛刺要花费很多的时间和费用，也成为降低成本的Z大障碍之一。所以，对于毛刺要引起足够重视，设法减少毛刺的产生，努力提高去毛刺技术。
　　现介绍几种去毛刺方法，供读者参考。
　　1　电解去毛刺
　　（1）原理　电解去毛刺是利用电能、化学能进行阳极溶解去毛刺的方法，零件与直流电源的正极相连，称为阳极，成形工具与直流电源的负极相连，称为阴极，两极之间保持一定的间隙，让循环电解液进行流动，当阳极和阴极浸入溶液并通入直流电后，随着阳极表面发生电化学反应，在零件的表面上，由于被溶解金属与电解液组成一层粘性液体，集中在零件表面的低凹处，具有较高的电阻和较小的导电率，可以保护零件表面不腐蚀或少腐蚀，而毛刺突出于零件表面，在温度差和湿度差的影响下，液膜难于形成，故通电后电力线高度集中于去毛部分，Z接近阴极的毛刺将以Z快速度溶解，直到毛刺全部溶解并且边缘逐渐形成圆角，达到去毛刺的目的。其原理见图1。
　　（2）设备及工具　电解去毛刺使用电解去毛刺机床。生产批量不大时，可用整流器将交流电变成直流电而制成简单设备。根据零件设计专用夹具（工具阴极），设计成与零件相似形状，用黄铜或紫铜等良好导电材料制成，不加工部位涂环氧树脂进行隔离保护。常用的电解液有NaCl溶液、NaNO₂溶液、NaNO₃溶液等。
　　（3）特点　电解去毛刺的质量高，效果稳定，生产效率高。缺点是在工作过程中产生有害气体，且电解液对周围的机械设备有一定的腐蚀作用。
　　（4）适用范围　适用于有色、黑色金属零件，特别适于复杂形状零件及用机械、手工方法难以去除的内孔、交叉孔、内表面毛刺，能去除特硬零件如钼、镍、钛、淬火零件上的毛刺，不适于加工非金属零件。
　　（5）工艺示例　使用电解去毛刺，首先要正确设计、制作阴极工具，然后正确选择电解液，并确定电解电流、电解液温度及加工时间。
　　2　化学去毛刺
　　（1）原理　化学去毛刺是利用化学能进行加工的，将金属零件放到化学溶液中，金属以离子形式转到溶液中，这些离子聚集在工件表面上，经化学反应形成一层具有较高的电阻，较小电导率的粘液膜，保护工件表面不腐蚀，而毛刺突出于表面，化学作用的结果即把毛刺去掉。
　　（2）设备　化学去毛刺的设备只要一个槽子即可，可用缸也可用塑料制成。根据去毛刺工件材料的不同，采用不同的化学溶液，主要成分有盐酸、磷酸、硫酸、盐酸二基苯胺、水等，按比例配制。
　　（3）特点　化学去毛刺的生产率高，节省刀具、人力，降低劳动强度，去毛刺效果好，且设备投资低，经济性好。
　　（4）适用范围　适用于小的金属零件，如手表零件、轴承保持架等，毛刺厚度小于0.07mm的细小毛刺。
　　（5）工艺流程　去毛刺前要对零件进行清洗、除油，避免影响化学反应。根据零件材料配制溶液，溶液的温度应控制在一定范围内。温度太高，腐蚀基体；温度太低，毛刺去不掉。一般在50℃左右为宜，去毛刺的时间以毛刺全部去掉或用布擦拭即掉为佳。去毛刺后要对零件进行清洗和中和处理，中和可采用Na₂CO₃溶液。
　　另外，化学去毛刺的工作一定要有抽风设备，排除有害气体，操作时要带必要的防护用品。
　　3　高温去毛刺
　　（1）原理　高温去毛刺是一种简单的化学反应过程，将需要去毛刺的零件放在坚固的密封室内，然后送入一定份量的并经充分混合具有一定压力的氢和氧，经火花塞点火后，混合气体瞬时爆炸，放出大量的热，瞬时温度高达3300℃以上，由于爆炸时间极短，使零件的毛刺被烧掉，而零件的其他部分来不及变化。爆炸时压力很高，高压气体无孔不入，零件的所有内孔、交叉孔、槽、深孔等的毛刺均能被烧掉。
　　（2）设备　有专用高温去毛刺机床，分固定式和回转台式，设备要考虑安全，工作密封室的结构须在高压下不致破坏，应装有适当的壳罩作业附加的安全措施，严格避免高压氢气管道漏气，一定要定期检查设备，并配备在瞬间停止一切工作的紧急制动保险装置。
　　（3）特点　去毛刺质量高，效果稳定，毛刺去得均匀光滑，生产效率高，但成本也较高。
　　（4）适用范围　适用于各种金属、塑料、橡皮的任何结构形状的零件，特别是形状复杂而用手工又难去除毛刺的零件。不适合面积体积比（零件的表面积与其体积之比）过大，易变形的薄壁零件，如电机叠片等。
　　（5）工艺过程　首先要根据不同的零件材料选择合适的氢氧混合比（指密封室中氢气和氧气的摩尔重量比），钢、合金钢、铜对混合气不敏感，在2∶1到2∶2范围均可，铝合金的混合比略高于2∶1即可。其次要选择充气压力（指密封室内混合气压力大小），一般来说，钢、合金钢的充气压力高，黄铜次之，铝合金更低。零件在去毛刺前，必须清洗干净并烘干，去毛刺后，将零件放入磷酸混合溶液中进行中和处理，去除氧化膜。
　　4　滚磨去毛刺
　　（1）原理　是把一定比例的工件和磨料放在滚筒中，然后封闭，在滚筒转动过程中，使零件与磨料产生磨削，零件与零件间也产生磨削，从而去除毛刺。
　　（2）设备及工具　滚磨去毛刺设备有滚筒去毛刺机和离心滚抛机，滚筒去毛刺机由电机经变速箱带动滚筒旋转，离心滚抛机由电机经变速箱带动回转盘旋转，回转盘上装有多个滚筒，滚筒既公转又自转。磨料可使用石英砂、木屑、氧化铝磨料、磨块、陶瓷块、白云石、碳化硅磨料、磨块、金属球等，根据零件的材料、形状、尺尺、毛刺部位、大小等进行选择。
　　（3）特点　生产效率高，集去鳞屑、表面整修、去毛刺、倒角于一体，光整了表面，降低了表面粗糙度值，零件变形小，设备结构简单，易操作，磨料来源广，经济性好。
　　（4）适用范围　适用范围广，不太受零件形状、尺寸的约束，但不能去掉较大毛刺，回转滚磨适用于怕冲击零件，如冲、剪等小零件，不适于软质材料、精密零件、打痕变形零件，离心滚磨适用于钟表零件、小锻件、精密零件、粉末冶金零件等。