從源頭控製金屬（shǔ）切削端銑加工中毛刺的產生

金屬切削過（guò）程往往伴（bàn）隨著毛刺的產生。毛刺的存在（zài）不僅降低工件的加（jiā）工精度（dù）和表（biǎo）麵質量，而且影（yǐng）響產品的使用性能，有時甚至會造成事故。去毛刺是一（yī）個（gè）非生產性的過程，不僅增加了產品成本，延長了產品（pǐn）生產周期，還會導致整個（gè）產品（pǐn）報廢，造成經濟損失（shī）。先看個去毛刺視（shì）頻（pín）。這種伸縮手柄也不多見。

既然去（qù）毛刺這麽費（fèi）力，不如想辦法從源頭控製。今（jīn）天，我們將學（xué）習（xí）如何在端銑中減（jiǎn）少毛刺。

端銑中毛刺的主要形式

根據切削運動-刀具切削刃毛刺的分類體係，端銑過程中產生的毛刺主要有五種形式:主刃（rèn）雙側毛刺、側刃切出切（qiē）削方向毛刺、底刃切出切削方向毛刺（cì）和切入切出進給方向毛刺。

一般來說，從底邊切出的（de）毛刺與其他毛刺相比，具有尺寸大（dà），不易去（qù）除的特（tè）點。因此，本文以從底邊切出（chū）的（de）切（qiē）削（xuē）方向的毛刺為主要研究對象。根據端銑（xǐ）時從底刃切下的切削方向（xiàng）毛（máo）刺（cì）的大小和形狀不同，可分為以下三種:I型毛刺(尺寸較大，不易去除，去除費用較高)，II型毛刺(尺寸較小，因此可以輕（qīng）鬆去除或不去除)，III型毛刺，即負型毛刺。

影響端（duān）銑毛刺形成的主要因素

毛刺的形（xíng）成是一個非常複雜的材料變形（xíng）過程。材料特性、幾何形狀、表麵處理、刀具幾何形狀、刀具切削路（lù）徑、刀具磨損、切削參數、冷卻劑的使用和其他因素（sù）直接影響毛刺的形成。圖3是端銑毛刺影響因素的框圖。在特定的銑削條件下，端（duān）銑毛刺的形狀和（hé）大小取決於各種影響因（yīn）素的綜合作用，但不同的因素對毛刺的形成有（yǒu）不同的影響。

01工具進入/退（tuì）出

一般來說，刀具旋出工件時產生的毛刺大於刀（dāo）具旋入工件時產生的毛刺。為了將刀具旋出工件端麵，容易產生較大的（de）I型毛刺（cì）。當工具旋入（rù）工件時，產生的（de）毛刺通（tōng）常是II型毛刺。

02平麵切割角

平麵（miàn）切削角對底刃切削方向的毛（máo）刺形成有很大影響。平麵切出角定義為當切削刃旋（xuán）轉出工件端（duān）麵（miàn）時，在垂直於銑刀軸線的平麵內，通過切削刃的一點的切削（xuē）速度（dù）(刀具轉速和進給速度的（de）矢量組合)方向與工件端麵方向之間的角度。工件端麵的方向是從刀具擰入點到刀具擰出點。如圖5所（suǒ）示，ψ為平麵切出（chū）角，其取值範圍為0。

實驗結果表明，毛刺高度隨切削深度的變化而變化，即隨著切削深度的增加，毛刺由I型毛刺向II型毛刺變化（huà）。通（tōng）常，II型毛刺的最小銑削深度稱為臨（lín）界切削（xuē）深度，用dcr表示（shì）。顯示了加工鋁合金時平麵切削角和切（qiē）削深度對毛（máo）刺高度的影響。

平麵切削角越大，切削（xuē）深度越大。當平麵切削角大於120°時，I型（xíng）毛刺的尺（chǐ）寸較大（dà），過渡到II型毛刺的切削深度也較大。因此，小（xiǎo）的平麵切削角有利於II型毛刺的產生，因為ψ越小，端麵（miàn）支撐剛度越高，越不容易形成毛刺。

進給速（sù）度的大小和方向會對合成速度V的大小和方向產生一定的影響，進而（ér）影響平麵切削角度和毛刺的形（xíng）成。因此，進給（gěi）速度與出口（kǒu）邊緣的偏（piān）離角α越大，ψ越小（xiǎo），有利於（yú）抑（yì）製較大毛刺的形成。

03點退出序列EOS

在端銑過程中，毛（máo）刺的大小很大（dà）程度上（shàng）取決於刀尖的退（tuì）出順序。如圖8:A點是副切（qiē）削刃上的點，C點是主（zhǔ）切削刃上（shàng）的點，B點是刀尖頂點。假設刀尖是鋒利的，即不考慮刀尖（jiān）的圓弧半徑。如果B-C刃先從工件上退刀，A-B刃後從工件上退（tuì）刀，切屑就鉸接在加工（gōng）麵（miàn）上。隨（suí）著銑削的進行，切屑被推出工件，形成一個較大的底部邊（biān）緣，以切除切削方向的毛刺。如果A-B刃（rèn）先退出工件（jiàn），B-C刃後退出工件，則切屑（xiè）鉸接在過渡麵上（shàng），工（gōng）件被切除，形成較（jiào）小的底刃，切除（chú）切削方向的毛（máo）刺。

試驗表明:①增加毛刺尺寸的刀尖退出順序依次為ABC/BAC/ACB/BCA/CAB/CBA。②②EOS產生的結果是一樣的（de），隻是（shì）在同樣的退出順序下，塑性材料產生的毛刺比（bǐ）脆性材料產生的毛刺大（dà）。

刀尖的退出順序不僅與刀（dāo）具幾（jǐ）何形狀有關，還與進給速度、銑削深度、工件（jiàn）幾何尺寸和切削條件等有關。這通過各種因素的（de）組合（hé）影響毛刺的形成。

04其他（tā）因素（sù）

①銑削參數、銑削溫度、切削（xuē）環境等。也會對毛刺形成有（yǒu）一定的影響。一些主要因素，如（rú）進給速度、銑削深度等。，都是通過平麵切削角理論和刀尖退出序列的EOS理論來體現的，這裏不（bú）再（zài）贅述（shù）。

②工（gōng）件材料的塑性越好，越容易形成I型毛刺。在端銑脆性材料的過程中，如果進給速度或平麵（miàn）切削角較大，則有（yǒu）利於III型毛刺(缺（quē）陷)的形成。

(3)當工（gōng）件的端麵和加工平麵之間的角（jiǎo）度大於直角時，因為端麵的支撐剛性增強，所以可以抑製毛刺的形成。

④使用銑削液有利於延（yán）長刀具壽命，減少刀具磨損，潤滑銑削過程，進一步減小毛刺尺寸。

⑤刀具磨損對毛刺的形成（chéng）影響很大（dà）。當刀具磨損到一定程度時，刀尖圓弧增大，不僅使刀具出刀方向的毛刺尺寸增（zēng）大，還會在刀具切入方向產生異形毛刺，其機理有待（dài）進一步研究。

⑥其它因素，如（rú）工具材料，對毛（máo）刺的形成也有一定的影響。在相同的切削條件下，金剛（gāng）石刀具（jù）在抑製毛刺形成（chéng）方麵比其他刀具更有優勢。

控製端銑毛刺（cì）形成的基本方法

端銑毛刺的形成受多種因素的影響，不僅與具體的銑削工藝有關，還與工件結構、刀具幾何形狀（zhuàng）等因素有關。為（wéi）了減少端銑時的毛刺，需要從多方麵控製和減少毛刺。

01合理的結構設計

毛刺的形成（chéng）很大程度上受工（gōng）件結構的影（yǐng）響，不同的工件結構，加工後邊緣處毛刺的形狀和大小也有很大差異。如果工件的材料和表麵處理是預先確定的，那麽工件的幾何形狀和邊緣是決定毛刺形成的重要因（yīn）素。為（wéi）了（le）減（jiǎn）少毛刺（cì），在工件端麵加倒角。

02適當的處理順序

加工順序對端銑毛刺的形狀和大小（xiǎo）也有一定的影響。不同形狀和大（dà）小的毛刺有不同的工作量和相關費用。因此，選擇合適的加工順序是降低去毛刺費用的（de）有效途徑。

如果（guǒ）先鑽孔再銑平麵，容易在孔的圓周上產生較大的切削毛（máo）刺；如果在鑽孔前銑（xǐ）平麵（miàn），隻會在孔的（de）圓周上切一（yī）個小（xiǎo）的鑽孔毛刺。同樣，先銑上表麵再（zài）銑凹輪廓形成的毛刺比先銑凹輪廓（kuò）再銑平麵形成的毛刺小。

避免工具退出。

避免退刀是避免毛刺形成的有效方法，因為退刀是切削方向毛刺形成的（de）主要因素（sù）。通常銑刀旋出工件時產生的毛刺較大，而銑刀旋入工件時產生的毛刺較小。所以在加工過程中要盡量防止銑刀擰出。

04選擇適（shì）當的（de）喂食路線。

從前麵的分析可以看出，當平麵切削（xuē）角小於一定值時，毛刺尺寸較小。可以通過改變銑削寬度、進給速度(大（dà）小和方向)和旋轉速度(大小和方向)來改變平麵（miàn）切削角度（dù）。因此，通過選擇合適的進給路（lù）線可以避免I型毛刺的產生。

在傳統的鋸齒形進給路線中，陰影部分表示切割方向上可能產生較大毛刺的位置（zhì）。圖11b采用改進的進給路線，可以避免切割毛（máo）刺的產生（shēng）。

05選擇合適的銑削參數

端銑參（cān）數(如每齒進給量、端銑寬度、端銑深度和刀具幾何角度等。)對毛刺形成有（yǒu）一定（dìng）影響。表1列出了選擇端銑參數以減小（xiǎo）毛刺尺寸的幾個原則。

五種特殊去毛刺方法

01電解去毛（máo）刺

電（diàn）解去毛刺是一種化學去毛刺（cì）方法，可以去除機械加工、磨削、衝壓後的毛刺，對金（jīn）屬零件的銳邊進行倒圓或倒角。

一種通過電解去除金屬零（líng）件毛刺的電解加工方法，簡稱（chēng）ECD。工具的陰極(一般為（wéi）黃銅)固定（dìng）在工件毛刺部分附近，兩者之間有一定（dìng）的（de）間（jiān）隙(一般為（wéi）0.3 ~ 1毫（háo）米)。陰極的（de）導電部分對準毛刺邊緣，另一（yī）個表麵覆蓋有絕緣層，使得電解集中在毛刺（cì）上。

當機床（chuáng）陰極連接到DC電源的陰（yīn）極時，工件（jiàn）連接到DC電源的陽（yáng）極。0.1 ~ 0.3 MPa的低壓電解（jiě）液(一般為硝酸鈉或氯酸鈉水溶液)在工件和陰極之間流動。當DC電源接通時，毛刺被陽極（jí）溶解，並（bìng）被電解液帶走。

電解液有一定的腐蝕（shí）性，工件去毛刺（cì）後要清洗防鏽。電解去（qù）毛刺適用於十（shí）字（zì）孔隱蔽部位或形狀複雜的零件（jiàn）去毛刺，生（shēng）產（chǎn）效率高。去毛刺時間通常（cháng）隻需要幾秒到幾十秒。

這種方法通常（cháng）用於去除齒輪、花鍵（jiàn）、連杆、閥體和曲軸油道的（de）毛刺，以及圓角。缺點是靠近毛（máo）刺的部位也會受到電解的影響，表麵會失去原有（yǒu）的光澤，甚至影響尺寸精度。

02磨料（liào）流去毛刺

磨料流（liú）加工(AFM)是國外70年代末發展起來的一種（zhǒng）新型去毛刺光整加工技術。這種技術特別適合剛進入（rù）精加工階段的去毛刺，但不（bú）適合加工小而長的孔和無底的金屬模具。

03磁力研磨去毛刺

磁力研磨時，工件（jiàn）置於兩個（gè）磁極形成的磁（cí）場中，磁性（xìng）磨料置於工件與磁極之間的間隙中。在磁場力（lì）的作用下，磨料沿磁力線方向整齊排列，形成軟硬結（jié）合（hé）的（de）磁性研磨刷。當工件在磁場中旋轉並軸向振動時，工件與磨料相對運動，磨料刷（shuā）對工件表（biǎo）麵進（jìn）行磨削（xuē）。磁力研磨可以高效快（kuài）速地對零件進行研磨和去毛刺，適用於各（gè）種材質、尺寸和結構的零件。是一種投資少、效率高（gāo）、應用（yòng）廣、質量好的整理（lǐ）方（fāng）法。

目前，國外已能（néng）對旋轉體、平麵零件、齒輪齒和複（fù）雜輪廓的內（nèi）外表麵進行磨削和去毛刺，去除導線和電線上（shàng）的氧化皮，清洗印刷電（diàn）路板等。

04熱去毛刺

熱去毛刺(TED)是（shì）用氫氧或氧氣和天然氣的混合物爆燃產生（shēng）的高溫燒掉毛刺（cì）。將氧氣和氧氣或天然氣（qì）和氧氣通入密閉的容器中，用火花塞點燃，使混（hún）合物在瞬間爆炸釋放出（chū）大量熱能，去除毛刺。但工件燒成後（hòu），其氧化粉末會附著在工（gōng）件表（biǎo）麵（miàn），必須清洗或酸洗（xǐ）。

用5密（mì）耳鐳強超聲（shēng）波去毛刺

密鐳（léi）強超聲波去毛刺技術（shù）是近年來流行（háng）的一種去毛刺方法。僅輔助清洗效率就是普通超聲波清洗機的10 ~ 20倍，而且（qiě）水箱上的小孔分布均勻，可以在不借助清洗劑的（de）情況下，5 ~ 15分鍾同時完成超聲波。