數（shù）控機床

      上（shàng）海, 2015 年 10 月（yuè） - 毛刺（cì）的形成給各行各業的零件製造商帶來挑戰，特別是在關鍵零（líng）件（jiàn）中鑽取較深的通孔時。在這些應用中，被加工材料在工件的進刀處和退刀（dāo）處形成毛刺，其中退（tuì）刀處的毛刺影響（xiǎng）更大。這些毛刺導致零件質量變差，產品品質不一致，而這是航空航天和其他密切監管（guǎn）的行業無法忍（rěn）受的。

      傳（chuán）統上，製造商一般用手砂輪、砂布或（huò）其他手工流程來清除毛刺。然而，這些方法往往進展緩慢，並且為了去除毛刺，常常需要移動和重新固定零（líng）件。此外，即使是熟（shú）練的人員，也不可能在手工去除毛刺的操作中保持零件尺寸的一致性。

       另一方麵，機加工毛刺（cì）去除 (MEP) 工藝采用專門設計的刀具，可以在機（jī）床 CAM 程序的輔助下迅速、一致地去除毛刺。在初始鑽孔的同一（yī）台機（jī）床（chuáng）上，無需移動零件即可以將孔徑的邊緣加（jiā）工至（zhì）高精度規格。

       此外，山高還開發出了（le）一種（zhǒng）新的 MEP 工藝，可以確保在加（jiā）工（gōng）又深又細（xì）的通孔（kǒng）時，退刀處的毛刺不會對加工精（jīng）度和（hé）刀具壽命造成負麵影響。該方法將創新（xīn）的刀具設計與 5 軸刀具路徑（jìng）相結合，可為長徑比大於 10 的孔徑快速、一致地（dì）去除毛刺。

       最終用戶的需求

       航空航天工業對某些零件和孔（kǒng）徑邊緣條件（包括倒角和圓弧半（bàn）徑）有著嚴格的尺寸要求（qiú）。這（zhè）些特征通常需要經過多道審批和認（rèn）證工序（xù），以滿足 0.01 毫米的公差級別，並且確保零件質量的（de）一致性。去除毛刺（cì）工藝既要保證去除毛刺，又要保（bǎo）證不會（huì）從零件上切除材料，這二者之（zhī）間需要達到精確的平衡。

       對零件邊緣和（hé）其（qí）它特（tè）征（zhēng）進行 MEP 處（chù）理的標準刀具，用於去（qù）除毛刺和仿形加工，包括硬質合金倒角立銑刀，以及（jí）使（shǐ）用轉位刀片和（hé）複雜切削槽（cáo）型的刀具。定製 MEP 刀具具有特殊的刀尖圓弧半徑、倒（dǎo）角、角度和這些切削刃特征的組合。MEP刀具是（shì）目前（qián）最先進的去除毛刺刀具，采用專門的切削刃設計，可在（zài）導入角和導出角的引導下產生（shēng）具有圓弧邊緣的倒角，從而防止二次毛刺的形成。

       MEP 刀具一般采用仿形切削刃，但在不便使用仿形切削刃的異形零（líng）件（jiàn）上，山高提供了球頭式和棒棒糖式刀具以對其（qí）邊緣進行仿形加工。球（qiú）頭式刀具（jù）應用於五軸機床，可以掃描複雜零件（jiàn）的輪廓線並在較長的輪廓邊緣上產（chǎn）生（shēng）平滑的圓弧表麵。

      刀具製造商還提供定製的刀具以對邊緣進行仿形加工並去除大型通孔進刀（dāo）或退刀處的毛刺。定製工具具有複雜的切削槽型。當切削條件穩定且切削過程平穩、不中斷時，刀具允許使用更高（gāo）的切削參數。相反，當一些特征（例如進入孔）會中斷切削路徑時，應（yīng）采（cǎi）用保守一點的參（cān）數，以盡可能減少刀具磨損（sǔn）和故障。

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      小直徑深孔

      小直徑深孔的退刀端不太容易去除毛刺，因為他們（men）需要更（gèng）小直徑的刀具。隨著孔深不斷增加，刀具的長徑比也會相應增加（jiā），使它對切削力的抵（dǐ）抗力降低，因此更容易出現振動、切屑或斷裂。在此情況下，調節（jiē）切削參數是必需的，但可能仍然無法（fǎ）切實有效地去除毛（máo）刺。

      刀具和工藝開發（fā）

      山高開發出了一種創新（xīn）的刀具概念，並將它與五軸刀具路徑策略（luè）相結合，有（yǒu）助於（yú）高（gāo）效地去（qù）除小直徑深通孔退（tuì）刀處的毛刺。

      該刀具配有一個錐形柄，頸部直徑較大，刀具（jù）由此進入零件。該設計可在頸部與孔直徑之間留有 0.05 mm 的間隙。在孔徑進刀處下方，刀具直徑逐（zhú）漸變細（xì），最前端才是切削刃。

      CAM 刀具路徑采用 5 軸運動來傾斜（xié）和旋轉工件，使刀具的中心線圍繞一（yī）個點旋轉，並在（zài）在孔徑的退刀處（刀具切削（xuē）刃去除毛刺（cì）的地方）形成（chéng）一個圓錐形狀。同時，處於孔進刀處的刀具頸部會有效地保持靜止，不會與孔的側麵發生幹涉。Z 軸運（yùn）動把刀（dāo）具定位在孔中，然後機床的 5 軸功能將 X 軸、Y 軸和 Z 軸運動結合（hé）在一起，從而執行毛（máo）刺去除過程（chéng）。

       應用和試驗

      山高最初使用不同的刀具和刀具（jù）路徑在直徑為 3.2 mm、深度為 36 mm 的通孔的退刀處進行毛刺去除試驗。長徑比大於 10:1。最初的反（fǎn）複試驗得出了最（zuì）佳的旋轉速（sù）度：1,200 rpm，在此速度下，不（bú）用換刀就可以加工128 個孔（kǒng）。

      為每個孔去除（chú）毛刺所需的時間不超過三秒，而如（rú）果用手工方法為相同數量的孔去除毛刺，可能要花上一整天或（huò）更多的時間。由於 CAM 程序和機床控件處理（lǐ）刀具的運動，因此從第（dì）一（yī）個孔（kǒng）到最後（hòu）一個孔，去除毛刺的效果完全一致。

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      編程細節

      為了在開始 MEP 過程之（zhī）前對（duì）刀具的運動（dòng）進行編程，機床（chuáng）操作員（yuán）必須輸入要（yào）去除毛刺的表麵的確切位置和定義。此外，還必須定義刀具的長度。刀具的磨削公差在 0.0375 mm 範圍內。在同一操作（zuò）中，刀具前端與切割刃的磨削方式相同，從而使（shǐ）刀具（jù）尖端與切削刃之間的距離保持在 0.0125 mm 範圍內。刀具長度在 CAM 程序（xù）中指定；操作員可以使用對刀（dāo）儀確定機床上的刀具長（zhǎng）度，或者通過激光或接觸式探針確定機床上的刀具長度。

        結論

      隨著客戶對零件公差的要求越（yuè）來越嚴格，製造商也在不斷地進行改進以應對這一趨勢。航空航天業是這（zhè）一趨勢的引（yǐn）領者，但醫療、能源（yuán）和其他行業對精度和一致性（xìng）的要求也越來越高。

      去除毛刺（cì）是精密零件生產（chǎn）過程中必不（bú）可（kě）少的元素，長期以來（lái）一直是通過人工方法完成。不幸（xìng）的是，這些操作並（bìng）不能獲得品質一致的零件，而且（qiě）人工、安（ān）裝和零件處理費用十分昂貴。事實上，一些最終用戶（hù）已經禁止（zhǐ）通過人工方法去除毛刺（cì），因為這種方法不能編入文檔和進行認證。

        附（fù）注

        MEP 可以實現多重任（rèn）務處理？

        某些 MEP 刀具將零（líng）件特征的加工工序與去除毛刺工序融合（hé）在一起。例如選擇立銑刀，將 MEP 加工特（tè）征定位在其切削區的頂部以加工（gōng）孔徑，然後在同一工序中去除進刀處的（de）毛刺。然而（ér）請注意，用於為小直徑（jìng）深通孔的進刀（dāo）和退刀處去除毛刺的 MEP 刀具麵臨一些特殊（shū）的考慮因素。針對（duì） MEP 應用的（de）分析表明，與專用於在通孔的退刀處去除毛刺的刀具相比，專用於為進刀處去（qù）除（chú）毛刺的刀具擁有更長的使用壽命。專用於在通孔的退刀處去除毛刺的刀具擁有更大的長徑比，這使它們更容易發生失穩和振動，導致磨損加速。

       因此，一個可以同（tóng）時（shí）為深通孔的進刀和退（tuì）刀處去除毛刺的刀具（jù）。在加工進刀處的特征時，會比（bǐ）它在加工退（tuì）刀處的特征（zhēng）時（shí），表現出更長的使（shǐ）用壽命，導致（zhì）刀具在未充分利用的情況下被（bèi）拋棄。

       此外，用於為孔徑進刀處去除毛刺的 MEP 刀具可以重磨，但在為小直徑（jìng）深通孔（kǒng）去除毛刺的 MEP 刀具（jù）是不能重（chóng）磨的。其主（zhǔ）要原因是，采用經過（guò）重（chóng）磨的刀具，在加工程序中需要更改偏（piān）移量，而這在嚴格的航天航空加工規程中是不被允許的（de）。