毛刺長(zhǎng)期以來(lái)一直是困擾零件制造商的難題，而且它們并不是唯一的問(wèn)題。有時(shí)要求零件必須有尖銳的不連續(xù)邊緣，有時(shí)要求零件的邊緣應(yīng)具有規(guī)定尺寸精度的圓弧半徑。此外，去毛刺必須在不損壞附近表面、改變零件顏色或在零件表面沉積氧化物或其他材料的情況下進(jìn)行。

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許多零件制造商正在尋找更具成本效益的去毛刺方法、更復(fù)雜的邊緣修整工藝、更快的加工速度和更少的負(fù)面影響。然而，零件的復(fù)雜性以及難以加工的材料特性通常使去毛刺成為一項(xiàng)艱巨的挑戰(zhàn)。一些制造商必須快速?gòu)氐椎厝コ?。例如，許多汽車(chē)零部件制造商必須在不到四秒的時(shí)間內(nèi)完全去除零件的毛刺，以匹配零件的生產(chǎn)節(jié)拍并避免減慢生產(chǎn)線(xiàn)的速度。其他零件制造商旨在確保零件邊緣的幾何形狀精確且可重復(fù)。

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以下是 10種具有挑戰(zhàn)性的去毛刺過(guò)程和取得成功的方法，盡管所有這些過(guò)程都可能有或多或少的缺點(diǎn)。

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(1)復(fù)合材料

復(fù)合材料零件是去毛刺難度排名靠前的一種。一些復(fù)合材料由兩種金屬組成，而其他復(fù)合材料（例如電路板）由不同層的塑料、陶瓷和金屬組成。一些航空復(fù)合材料，如碳纖維/鋁復(fù)合材料，具有極高的強(qiáng)度/重量比，但為了確保飛行安全，飛機(jī)部件的邊緣必須滿(mǎn)足嚴(yán)格的要求。

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多層復(fù)合材料的開(kāi)放邊緣（即頂部和底部的暴露表面）特別容易開(kāi)裂、過(guò)度應(yīng)力、分層、吸濕、持續(xù)磨損和化學(xué)腐蝕。所有這些問(wèn)題都會(huì)對(duì)產(chǎn)品的壽命或性能產(chǎn)生不利影響。去毛刺過(guò)程不僅可以引起，而且可以避免或改善這些問(wèn)題。

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復(fù)合材料中的每種材料都需要進(jìn)行不同的處理，以獲得合適的零件邊緣和表面。因此，改善一種材料質(zhì)量特性的恰當(dāng)過(guò)程可能對(duì)其他材料有害。

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還有一個(gè)更主觀的問(wèn)題：在處理不同層的材料時(shí)是什么決定了邊緣？一般認(rèn)為在外表面看到的輪廓就是邊緣。但在復(fù)合材料的情況下，從一層材料到另一層材料的每次過(guò)渡都會(huì)產(chǎn)生邊緣。因此，復(fù)合產(chǎn)品可能有許多內(nèi)部邊緣，每個(gè)邊緣可能對(duì)產(chǎn)品性能至關(guān)重要。

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為了盡量減少?gòu)?fù)合材料去毛刺過(guò)程中的毛刺，需要了解復(fù)合材料中各種材料的特性以及用戶(hù)對(duì)各個(gè)界面的質(zhì)量要求。盡管可能有幾種精加工/精加工工藝可以滿(mǎn)足較低質(zhì)量要求，但應(yīng)仔細(xì)選擇非常好的工藝。

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去毛刺應(yīng)使用合適的工具進(jìn)行，這需要與工具制造商密切合作，充分利用他們的知識(shí)。此外，應(yīng)使用較佳切割條件以確保材料層不會(huì)分層。

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(2) 交叉孔

交叉孔形成了三維邊緣結(jié)構(gòu)，相交線(xiàn)上每個(gè)點(diǎn)的毛刺厚度和高度可能會(huì)有所不同，這意味著基于相同尺寸毛刺的去毛刺可能效果不佳。

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除了旋轉(zhuǎn)手持工具和一些專(zhuān)門(mén)的去毛刺工具外，熱去毛刺是金屬零件中許多交叉孔（包括小直徑孔）的有效去毛刺方法。如果需要對(duì)交叉孔進(jìn)行表面精加工，開(kāi)發(fā)的電化學(xué)去毛刺和擠壓珩磨磨料流加工也幾乎可以在任何零件結(jié)構(gòu)上獲得高質(zhì)量的邊緣。對(duì)于大直徑交叉孔，使用耐磨填充橡膠或紙彈類(lèi)工具可以快速有效地完成去毛刺。

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當(dāng)孔的直徑小于 3.175 毫米且直徑大于 10 倍時(shí)，去毛刺變得更具挑戰(zhàn)性，因?yàn)榇蠖鄶?shù)去毛刺工具或工藝都難以進(jìn)入這些深而小的交叉孔中。例如，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上的交叉深孔去毛刺很困難，而生產(chǎn)節(jié)拍所需的去毛刺速度則更加困難，因?yàn)樗腥ッ掏ǔ１仨氃谒拿腌娀蚋痰臅r(shí)間內(nèi)完成。

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(3)變速器外殼

汽車(chē)變速箱殼是由狹窄通道組成的復(fù)雜“迷宮”，在這些機(jī)加工通道的每一側(cè)，通常都有毛刺。迷宮般的通道使得徹底去除這些毛刺成為一項(xiàng)艱巨的挑戰(zhàn)。磨料填充的尼龍刷子和其他類(lèi)型的刷毛可以到達(dá)邊緣下方并通過(guò)在邊緣上來(lái)回移動(dòng)刷子來(lái)去除毛刺。同樣的去毛刺技術(shù)適用于數(shù)百英寸的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的銑削邊緣。

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圖 3 填充有磨料的尼龍刷有效地去除了自動(dòng)變速箱外殼狹窄通道中的毛刺

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(4)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)整體葉片盤(pán)

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葉片盤(pán)是噴氣渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的重要部件，其上分布著許多短渦輪葉片。整個(gè)葉片盤(pán)通常直接由單個(gè)鍛件加工而成，而不是單獨(dú)加工并在完成葉片盤(pán)之前焊接到位。用于制作葉盤(pán)的材料是耐熱超級(jí)合金，可承受1650℃的高溫，是典型的難加工材料。

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有價(jià)值的圓盤(pán)必須有精確的輪廓才能形成氣流，而且每個(gè)邊緣都必須完美無(wú)瑕，這意味著沒(méi)有毛刺，并且可以形成特定的邊緣曲率（每排葉片的邊緣曲率可能會(huì)有所不同）。機(jī)器人運(yùn)動(dòng)部件與可最大限度減少毛刺產(chǎn)生的 CNC 加工程序相結(jié)合，提供了滿(mǎn)足這些苛刻要求的最佳解決方案。

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（5）聚醚醚酮（PEEK）樹(shù)脂

PEEK以其優(yōu)異的物理性能、化學(xué)惰性和生物相容性被廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療器械等行業(yè)。但是經(jīng)過(guò)加工的 Peek 零件往往會(huì)留下羽毛般細(xì)的毛刺，許多制造商發(fā)現(xiàn)很難在不影響零件表面光潔度、尺寸、顏色和其他要求的情況下去除它們。

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雖然用小工具安全地對(duì) Peek 零件進(jìn)行毛刺處理可能很困難，但可以使用微米級(jí)軟磨料工具高速去除毛刺，而不會(huì)損壞復(fù)雜的零件幾何形狀和表面光潔度。低溫滾壓工藝還可以有效去除一些PEEK零件的外部毛刺。

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圖 4 去除 PEEK 零件的毛刺

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(6) 鐵氟龍（Teflon）

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鐵氟龍零件容易產(chǎn)生難以去除的毛刺，當(dāng)去除這些毛刺時(shí)，它們會(huì)移位；在噴砂時(shí)，毛刺會(huì)彎曲。去除這種毛刺的關(guān)鍵是使用極其鋒利的工具，或者在切割或噴砂之前預(yù)先冷凍零件。冷凍鐵氟龍零件韌性降低，防止或減少加工過(guò)程中毛刺的形成。同樣的方法可以應(yīng)用于許多其他塑料零件，但冷凍時(shí)必須選擇合適的溫度以避免損壞零件。

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(7) 螺紋

在螺紋加工過(guò)程中，螺紋孔的入口和出口處可能會(huì)出現(xiàn)毛刺。這些毛刺通常位于螺紋頂部和牙槽邊緣的兩側(cè)。螺紋首尾的毛刺比螺紋牙頂部的毛刺粗，處于不同的平面。因此，使用單一的去毛刺工藝通常是無(wú)效的。用于批量精加工的滾壓工藝可以去除部分毛刺，但無(wú)法去除螺紋頂部的毛刺。

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由于滾壓工藝可以去除一些毛刺，所以仍被廣泛使用，但必須注意防止毛刺殘留在螺紋槽中，以免在裝配時(shí)產(chǎn)生干涉。手工去毛刺、電化學(xué)去毛刺和 SURFTRAN 熱去毛刺工藝對(duì)所有螺紋毛刺都非常有效。

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增加毛刺容限也可以解決零件設(shè)計(jì)時(shí)的一些問(wèn)題。鋪線(xiàn)工藝可生產(chǎn)出完美無(wú)毛刺的螺紋。此外，螺紋磨削可以有效防止大毛刺的產(chǎn)生。

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(8) 飛機(jī)的翼梁部件

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許多機(jī)身結(jié)構(gòu)具有銑削腔以減輕重量，這增加了燃料成本。機(jī)加工零件通常是薄壁的，任何彎曲、劃痕或其他缺陷都可能導(dǎo)致零件不合格，因?yàn)槭芰α慵⒃陲w機(jī)上使用數(shù)十年，安全要求極其嚴(yán)格。由于許多空腔非常深并且可能需要側(cè)壁表面的高光滑度，因此去毛刺變得困難。

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振動(dòng)拋光是一種常用的去毛刺工藝，但需要使用更大的拋光機(jī)。刷子去毛刺是首選工藝，可用于在工件固定在機(jī)器上時(shí)去除毛刺。這個(gè)過(guò)程的關(guān)鍵是選擇合適的刷子形狀、嵌入的磨料、刷子的長(zhǎng)度和加工參數(shù)。

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(9) 微型機(jī)械零件

制造需要邊緣在 30 倍顯微鏡下無(wú)毛刺且邊緣半徑不超過(guò) 0.025 毫米的微小零件（例如微型齒輪、極細(xì)桿和擒縱夾板）一直是一項(xiàng)艱巨的挑戰(zhàn)。今天，微型零件需要更小更薄，制造數(shù)量從幾個(gè)到幾百萬(wàn)不等，并且需要由以前無(wú)法想象的材料制成。小零件尺寸和公差、極其苛刻的邊緣質(zhì)量以及先進(jìn)鈦合金、形狀記憶合金和其他新金屬和塑料的加工挑戰(zhàn)，進(jìn)一步使微型零件的邊緣精加工復(fù)雜化。

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化學(xué)去毛刺、電解拋光、離心滾筒滾光和手工去毛刺適用于許多微型零件，但有時(shí)唯一的解決辦法是防止在去毛刺最困難的區(qū)域形成毛刺。微沖壓行業(yè)可能是這種無(wú)毛刺工藝的最佳例子。微型零件的激光加工解決方案也已開(kāi)發(fā)出來(lái)，例如使用皮秒和飛秒激光器對(duì)許多材料進(jìn)行無(wú)毛刺加工。同樣，微成型行業(yè)的領(lǐng)先公司花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行試驗(yàn)，以研究微模具中流體的流動(dòng)特性，并盡量減少微零件上折翼的形成。雖然可以用激光快速燒掉襟翼，但處理襟翼需要時(shí)間和金錢(qián)，而這些時(shí)間和金錢(qián)本可以花在其他地方。

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(10) 微型醫(yī)療器械

醫(yī)療器械制造是另一個(gè)高度需要去毛刺的領(lǐng)域。例如，支架經(jīng)過(guò)激光加工后，“激光毛刺”（準(zhǔn)確地說(shuō)是熔融金屬碎片）可以通過(guò)電解拋光從支架邊緣成功去除。其他需要植入體內(nèi)的醫(yī)療器械（如接骨螺釘、碎片、起搏器和止痛裝置）也必須無(wú)毛刺，以防止金屬顆粒落入血管進(jìn)入心臟，以及刺激或切割周?chē)M織。去毛刺后，必須在手術(shù)級(jí)嚴(yán)格清潔設(shè)備邊緣。由于這些裝置或邊緣可能僅略大于人類(lèi)頭發(fā)的直徑，因此需要放大檢查以確定是否存在毛刺。

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圖 6 為防止金屬顆粒進(jìn)入血液，

確保人體植入物（此處顯示的接骨螺釘）沒(méi)有任何毛刺非常重要

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此外，顯微手術(shù)器械對(duì)邊緣質(zhì)量有嚴(yán)格的要求。手術(shù)器械的邊緣必須清晰、平整且無(wú)毛刺，這需要對(duì)微小邊緣進(jìn)行極其精細(xì)的邊緣精加工。此外，設(shè)備表面必須清除細(xì)菌和其他病原體。

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零件的有效去毛刺存在各種挑戰(zhàn)，但即使是具有挑戰(zhàn)性的加工要求也可以通過(guò)適當(dāng)?shù)娜ッ坦に嚭凸ぞ邅?lái)滿(mǎn)足。

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去毛刺：http://www.zotec-china.com.cn/

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