什麼是去毛邊?
去毛邊是機械加工過程的二次操作，它通過去除凸起的邊緣和不需要的材料塊（稱為毛刺）來提高產品的最終質量，這些材料被稱為毛邊，由初始機械加工過程留下。毛邊是由剪切、彎曲、切割、穿孔和壓縮材料產生的。這些主要出現在柔軟和延展性材料上。去毛刺機用於通過機械、電化學和熱方法去除毛邊。
當施加剪切力或彎曲力直至失效時，材料會發生塑性變形。沿著邊緣的區域變得彎曲、拉長和擠壓。這些伸長和擠壓出現在切削刃上，特別是在工具的入口、側面和出口處。毛刺的形成和大小難以預測和量化。因此，去毛邊的效率是需要高度經驗性的，並且是基於製造商完善之前的多次生產試驗。
如前所述，可以通過多種方法進行去毛刺。這些過程中的大多數是“全局的”，影響到整個產品。無法控制全局或一般去毛邊的應用點。去毛邊工藝會改變最終尺寸並污染表面的化學和研磨殘留物，從而影響產品的最終質量。因此，必須仔細選擇和控制去毛邊工藝，以防止對產品所需特性的任何改變。
去毛邊的重要性
去毛邊仍然是生產過程中不可或缺的一部分，原因如下：
- 毛邊妨礙零件的正確裝配和組裝
- 由於毛邊是失效起始點，零件容易疲勞和裂紋
- 裂縫和毛邊表面容易發生腐蝕
- 毛邊會給工人和最終用戶帶來安全隱患
- 毛邊會降低零件的美學質量
邊緣質量對產品的形狀、性能和壽命有重大影響。毛刺和凸起的邊緣會影響機器零件的正確裝配和組裝。這些對於航空航天、汽車和電子行業中使用的精密部件至關重要。除了正確配合外，諸如齒輪、滾子和其他滑動表面等配合部件，毛邊會撞擊並損壞部件。與沒有毛邊的零件相比，有毛邊的產品疲勞壽命顯著降低。由於沿剪切和彎曲邊緣的加工硬化，機加工過程會產生殘餘應力。這些會導致這些區域的機械性能發生變化。孔、槽和槽口是應力集中的特徵。由於毛刺具有更不規則的輪廓並且通常位於這些特徵的最外邊緣，因此毛刺可以充當裂紋萌生點。
熱毛邊和翻滾毛邊會產生縫隙，促進局部腐蝕。水、電解質和其他腐蝕性物質會積聚並滯留在縫隙中。此外如果塗層應用不當，也會發生腐蝕。與齊平表面相比，零件表面的凸起區域可能具有更薄的塗層。
毛邊也是安全隱患，因為鋒利的邊緣會刺穿加壓管線和電纜。處理毛刺邊緣的人員也可能受到傷害。鋒利的邊緣通常經過倒角或圓角處理，以防止對人員和設備造成不必要的割傷。
防止毛邊形成的最好方法是更換韌性材料較少的工件。使用延展性較差的材料會導致不需要的零件碎裂或與主要零件分離。然而大多數時候，這不是一個選項，特別是對於具有嚴格材料要求的應用程序。在加工韌性材料時，毛邊的形成幾乎是不可避免的。正因為如此，化學蝕刻和激光加工等非常規方法成為理想的選擇。然而，這些工藝在有限的工件厚度和高投資成本方面存在局限性。
不同類型的毛刺
除了根據切削方向對毛刺進行分類外，還可以根據其形成機理對毛刺進行分類。有四種類型，即：泊松、翻滾、撕裂和切斷毛刺。
1. 松柏毛刺 :
“泊松”來自術語泊松效應，意思是垂直於施加應力的方向的擴展。對材料施加壓縮力會導致接觸區域的邊緣塑性變形並拉長，從而產生毛刺。在切削過程中，當切削刀具的尖端撞擊工件時，由於壓縮力和剪切力，切口邊緣會變形。這些變形被視為在切削工具的入口點處形成的入口毛刺。
2. 翻轉毛刺 :
這些切屑是彎曲的，而不是從刀具路徑上剪切下來的。當切削工具退出切口時，一些材料會滾動並與工具一起移動。材料朝向進料並沿著切割邊緣折疊。如果材料具有足夠的延展性，切屑就不會輕易與零件分離。切削深度也有助於形成滾壓毛刺，因為隨著深度的增加，切屑或軋輥變得更厚。
3. 撕裂毛刺:
撕裂毛刺是當切割部件發生塑性變形而不是完全剪切時出現的邊毛刺。這在沖孔過程中觀察到，沿著沖孔的輪廓留下鋒利的鋸齒狀邊緣。這是從工件上撕下的材料。
4. 切斷毛刺 :
切割毛刺是由於切割部分與主要部分分離或脫落時剩餘材料的結果。這可以是正面或負面的毛刺。切割毛刺主要出現在鋸切和自動螺絲機零件上。通過在切割完成之前適當地支撐兩側來防止這些類型的毛刺。
去毛邊工藝的種類
去毛刺有多種方法，具體取決於材料、零件幾何形狀、毛刺的大小和位置、產品體積和成本。手動和機械去毛刺操作是去毛刺的常規方法。電化學、熱能和低溫是特定去毛刺應用的非常規方法。以下是常見的去毛刺工藝以及各自的優點和應用。
1. 批量整理 :
當需要完成大量零件/組件時使用此方法，可以作為批處理系統或作為連續系統運行，並且可以作為乾法或濕法工藝執行（取決於要完成的產品的材料） ). 批量精加工需要投入時間和材料來確定滿足您需求的精確批量精加工配方，但從長遠來看會節省時間、金錢和體力勞動。批量精加工設備的一些示例包括旋轉振動器、連續流裝置、拖動精加工機、高能圓盤系統和桶式振動器。
2. 手動去毛邊 :
這種方法是指使用手持式或機械化工具的去毛刺操作，這些工具使用去毛刺器、研磨機、刷子、銼刀、打磨機等工具。這個過程是“本地化的”——這意味著它不會影響整個零件。由於無法完美定義手動去毛刺的參數，因此在尺寸變化容差較高的位置採用這種方法。大多數製造商和製造商都制定了內部時間標準。然而，這些並沒有解決關於過程的一致性的問題。這個過程很慢，而且通常在生產線的末端完成，任何錯誤都會讓製造商付出高昂的代價。
3. 機器人去毛邊:
這涉及安裝在機械臂上的倒角、打磨或去毛刺工具。由於手動去毛刺的主要缺點是不一致、周轉慢和勞動強度大，機器人去毛刺通過消除人為因素解決了這些問題。機器人可以持續快速地執行可重複的動作。CNC 編程允許操作員輸入預定義的運動和其他參數，例如力和工具速度。儘管初始成本較高，但從長遠來看，機器人去毛刺是有益的，因為它降低了運營成本。此外，機器人系統比手動系統更安全。
4. 機械去毛邊 :
機械去毛邊使用機器對工件進行一般去毛邊。與手動去毛邊相比，操作員對去毛邊動作的強度和定位的控制較少。就運營成本而言，滾筒式滾筒是最經濟的去毛邊機之一。該設備不僅可以去除毛邊，還可以拋光零件的表面。該機器的工作原理是將一個或多個零件與研磨介質一起裝入腔室或“桶”中。根據材料和表面光潔度，還添加了特殊化合物。這通常是批處理操作，但也可以使用在線批處理和單程處理。另外桶式翻滾可分為濕式翻滾和乾式翻滾。
5. 振動去毛刺:
振動去毛邊機類似於去毛邊圓筒滾筒，其中零件與研磨介質和其他附加化合物一起裝入腔室。它們的主要區別在於腔室的運動。當滾筒旋轉以在室內產生攪動時，這種類型的機器振動以產生運動。腔室安裝在彈簧或阻尼器上，將其運動與基礎隔離開來。附有一個偏心旋轉重物，可搖動腔室的內容物。可提供各種配置，例如桶、圓形碗或槽式機器。配置的選擇取決於零件的幾何形狀及其應用。
6. 電化學去毛邊:
這是一種利用電解原理的去毛邊工藝。 在極間間隙小的區域加速電解。 這用於將電解集中在毛邊所在的區域。 工件附著在電路上並充當正極。 為了完成電路，添加了一種電解質，用於在工具和工件之間轉移電荷。 工具的一部分是絕緣的，以防止溶解其他表面。 此方法適用於去除難以加工的幾何形狀和難加工但導電材料的毛邊。然而該工藝的缺點是廢水處理困難，因為它使用對環境有害的化合物。
結論
- 去毛邊是機械加工過程的二次操作，它通過去除凸起的邊緣和不需要的材料塊（稱為毛邊）來提高產品的最終質量，這些材料被稱為毛刺，由初始機械加工過程留下。
- 毛刺會產生多種問題，例如零件的不當裝配和裝配、由於疲勞和腐蝕而導致的零件壽命縮短、安全隱患以及美觀性下降。
- 毛刺根據形成機制分類。分類為泊松、翻轉、撕裂、切斷。
- 去毛邊有多種方法，具體取決於材料、零件幾何形狀、毛刺的大小和位置、產品體積和成本。最流行的去毛邊方法是手動和機械。
- 手動去毛邊包括刷塗、打磨和滾壓。動作是用手或動力機器完成的。
- 機械去毛邊使用滾筒和振動機。這些機器對工件進行一般去毛邊。
- 對於大規模去毛邊操作（翻滾和振動），使用研磨介質。這些可以是陶瓷、鋼、塑料和有機化合物。
