衬套类零件珩磨后内孔锐边毛刺去除方法研究

衬套类零件珩磨后内孔锐边毛刺去除方法研究

张怡博 杨日同 党变丽

中国航发西安动力控制科技有限公司　　陕西西安 710077

摘要：随着衬套类零件珩磨技术的不断推行及锐边毛刺去除质量的要求不断提高，如何去除衬套内孔珩磨后锐边毛刺一直是制约生产的关键问题，主要体现在毛刺去除难度大、加工效率低和多次返工等方面。为了提高去除锐边毛刺质量和效率，需进行加工方法、工具等方面的改进，达到可靠、高效去除衬套内孔锐边毛刺，提高航空产品衬套类零件清洁度及质量。

关键词：衬套；珩磨；毛刺；光洁锐边

引言

在衬套零件内孔珩磨后产生微小毛刺，主要聚集在内孔与环槽、沉台孔、径向小孔及型槽、型孔等交接边缘，这些交接边缘多要求保持光洁锐边(R≤0.05), 而且受到零件结构限制，给去毛刺方法的选择及去毛刺工具的选择带来很大困难。毛刺去除质量会影响航空零件的检测、装配、使用性陕急需改进。在经过不断试用新工具、改进新方法后，总结出衬套内孔珩磨毛刺去除中常见的4种典型结构，并针对典型结构中不同材料、加工阶段分别选用了不同的去毛刺工具及操作方法。本文以这4种典型结构为例，论述衬套类零件珩磨后内孔锐边毛刺去除方法。

1 难点分析

1.1 结构方面

衬套类零件中，常见内孔环槽、沉台孔、径向小孔、型孔、型槽等结构特征，而常见的衬套内孔尺寸较小（φ6、φ8、φ10等）现有三角油石、刮刀、砂纸等去毛刺工具易与衬套内孔干涉，难以对以上特征部位的毛刺进行有效去除。

1.2 材料方面

常见材料包括QAL10-4-4、4Cr14Ni14W2Mo、9Cr18等，其中4Cr14Ni14W2Mo、9Cr18等钢件热处理后表面硬度高，其硬度与去毛刺工具材料硬度相当，而且氮化件（4Cr14Ni14W2Mo）脆性大加工中易产生锐边处崩块，光洁锐边质量不易保证，毛刺去除难度大，使用现有毛刺去除工具和方法去除后，在体视显微镜下观察锐边质量不规整。

1.3 工艺要求方面

衬套内孔与各特征结构处要求光洁锐边（R≤0.05）且衬套内孔精加工要求高（通常圆柱度0.002～0.005，粗糙度Ra0.05～0.1）去除加工毛刺的同时又要防止损伤内孔，操作要求高，加工效率低。

2 零件分类

2.1 按零件结构分类

(1) 内孔环槽与内孔交接锐边处（如图1a）。

(2) 沉台孔与内孔交接锐边处（如图1b）。

(3) 径向小孔与内孔交接锐边处（如图1c）。

(4) 型孔、型槽与内孔交接锐边处（如图1d）。

2.2 按零件材料及热处理状态分类

铜制零件（QAL10-4-4）、钢制淬火零件（9Cr18）、钢制氮化零件（4Cr14Ni14W2Mo）。

2.3 按加工阶段分类

粗加工阶段、精加工阶段。

3 改进方案

去除光洁锐边处毛刺就是在不改变零件锐边处尺寸精度、形状及位置精度的基础上去除零件内孔的毛刺，并不产生二次毛刺的过程。经过在生产中多次选型，反复加工验证，总结出适用的去毛刺工具和加工方法如下。

3.1 去毛刺工具

(1) 带氧化铝磨料的尼龙刷（如图2a），其具有曲折恢复能力，在零件去毛刺时，可任意曲折并贴合到零件孔、槽等狭小部位。主要适用于铜制零件锐边毛刺的去除。

(2) 带碳化硅磨料的内孔研磨刷（如图2b），其硬度较高，具有一定的切削能力，主要适用于钢制零件，特别是热处理后高硬度零件的锐边毛刺的去除。

(3) T型轮，主要适用于加工余量大的环型槽边的毛刺去除。

(4) 海绵轮，主要适用于内孔尺寸≤φ15的零件沉台处的锐边毛刺去除、抛光。

(5) 纤维油石，主要用于内孔环槽、型孔、型槽处的毛刺去除、抛光。

3.2 去毛刺方法

3.2.1 内孔环槽去毛刺方法及工具选用

主要使用T型轮、尼龙刷、内孔研磨刷等工具。其中，T型轮的材料及尺寸根据零件材料、内孔尺寸、槽宽尺寸等因素进行选用，必要时进行修磨；尼龙刷、内孔研磨刷根据零件材料、加工阶段选择粒度，根据零件尺寸选择规格并保证一定紧度。具体方法见表1。

表1 内孔环槽去毛刺工具选用及操作方法

3.2.2 沉台孔去毛刺方法及工具选用

主要使用海绵轮、纤维油石、百洁布、尼龙刷等工具。其中，海绵轮的尺寸根据零件沉台孔尺寸（直径≤15）进行选用，若沉台孔直径尺寸大于15则选用纤维油石；尼龙刷根据零件材料、加工阶段选择粒度，根据零件尺寸选择规格并保证一定紧度。3.2.3 径向小孔去毛刺方法及工具选用

主要使用开口芯棒、尼龙刷、内孔研磨刷等工具。其中，开口芯棒的尺寸根据零件小孔尺寸进行选用；尼龙刷、内孔研磨刷根据零件材料、加工阶段选择粒度，根据零件尺寸选择规格并保证一定紧度。

3.2.4 型槽、型孔去毛刺方法及工具选用

主要使用纤维油石、尼龙刷、内孔研磨刷等工具。其中，纤维油石的尺寸根据零件型槽、型孔尺寸进行修整并选用；尼龙刷、内孔研磨刷根据零件材料、加工阶段选择粒度，根据零件尺寸选择规格并保证一定紧度。

4 结论

通过应用新工具，使用新方法，在珩磨后内孔锐边去毛刺去除质量及效率方面获得提升。

(1) 在体视显微镜下检查锐边质量时，使用原去毛刺方法形成的锐边不规整、断续，使用改进后的去毛刺方法形成的锐边光滑、连续。

(2) 经过统计，使用新工具、新方法去除毛刺的零件加工时间大幅降低，钢制零件加工效率提高60%～200%，铜制零件加工效率提高140%～320%。

参考文献

[1] 《职业技能培训MES系列教材》编委会．钳工技能[M]．北京：航空工业出版社，1999．

[2] 张静．航空精密偶件去毛刺方法的研究[J]．航空精密制造技术，2014(4)．

[3] 赵敏．液压阀体去毛刺技术研究[J]．机床与液压，2012(4)．