鋁合（hé）金機械加工倒擋（dǎng）軸孔（kǒng）正反去毛刺工藝

針對鋁合金機械變速器殼體倒檔惰輪（lún）加工中毛刺不易去除的問（wèn）題，開發了預切削法去毛刺新工藝，並設計了預切削正反倒角（jiǎo）刀具，實現了（le）無毛（máo）刺加工。

前言

鋁合金變速（sù）器殼體內廣泛（fàn）存在倒檔齒輪，它們的（de）端麵是麵對麵排列的。加工過程中產生的毛刺容易進入被加工的倒檔齒輪軸孔。加工後清理毛刺時，不僅操作困難，工作效率低，勞動強度大，而且清理不（bú）徹底，容易劃傷（shāng）端麵，造成產品質（zhì）量事故[1-5]。

由於公司產品的生產現狀是多品種小批量生產，簡單的手動去毛刺工具，如刮刀、油石等被廣泛使用，部分是自主研發的專用手動去毛刺工具，少數批（pī）量產品采用多關節機器人去毛刺[6]。但這些方法都是硬切（qiē）削去毛（máo）刺方法，未能（néng）深入研究加工中毛刺的形成原因和過程，與軟去毛刺方法還有一定差距。

下麵介紹一種在機器上去毛刺的新工藝。研製（zhì）了雙向預切去毛刺刀具，實現（xiàn）了反向堵塞孔的雙向無毛（máo）刺加工，不僅降低了操作人員的勞動強（qiáng）度和難度，而且提高了作業質量和效率。

工件機製和問題描述

換向輪的第一端（duān）麵如圖（tú）1所（suǒ）示，第二端（duān）麵如圖（tú）2所示。加工過程中產（chǎn）生的毛刺容易進入被加工（gōng）的倒（dǎo）檔齒輪軸孔中；此外，由（yóu）於該處（chù）結構尺寸較小，操（cāo）作人員使用刮刀、磨石等（děng）帶毛刺的工（gōng）具（jù）很難徹底清理幹淨，甚至很容易劃傷第一端麵和第二端麵，可能造成（chéng）倒檔惰（duò）輪裝配後卡死或造成變速器異響。這兩個問題在售（shòu）後反饋中最為突（tū）出，也是影響變速器工作性能的關鍵因素。

現有去毛刺方法

目前根據多品種、小批量的生（shēng）產特點，大多采用（yòng）刮刀、油石、去毛刺工具人工去毛刺。一些（xiē）小批量產品由機器人去毛刺。

上述（shù）去毛刺工具或方法理論上可以去除所有（yǒu）毛（máo）刺，但由於人工操作質量由人控製，因人而異，去毛刺後（hòu）不僅（jǐn）零件質量差異大，穩定性差（chà），還存在漏工序的風險（xiǎn）。並且由於勞動強度大（dà），勞動效率低；機器人去毛刺成本高，在多品種小批（pī）量的情況下，實現全部機（jī）器人去毛刺是不（bú）現實的。

新（xīn）技術方法

4.1理論分析

毛刺的（de）形（xíng）成機理是由於加工過程中切削狀態的不連續造成的，毛刺形成後容易卷曲形成弧（hú）形狀態。當毛刺在沒有任（rèn）何擠（jǐ）壓或幹涉碰撞等作用下形成時，會（huì）殘留在切割後的基（jī）板邊緣，形成工（gōng）件的殘（cán）留毛刺；在碰撞（zhuàng）或擠壓的情況下，會（huì）形成碎片。基（jī）於此，以（yǐ）圓弧卷曲毛刺為研究對象，采用預切錐麵形（xíng）成毛刺擠壓（yā）麵去毛（máo）刺，以下簡稱預切法（fǎ）去毛刺，並進行工藝可行性試驗。圖6是加工後切屑的狀態，可以簡單理解為毛刺的形狀。

針對倒軸孔毛刺難以去除的問題，可以采用預切削的方法來解決。

反向（xiàng）軸孔的直徑為25毫米，反向軸孔兩端麵之間（jiān）的距離為42毫米。原加工工藝:立式（shì）加工中心加工軸承孔等→立式加工中心加工倒檔軸孔、撥叉軸孔（kǒng）等→臥式加工中心加工（gōng）倒檔軸端麵及周邊孔等。

毛刺形成原因分析（xī）:由於（yú）加工反（fǎn）向軸孔端麵時反向軸孔已加工到成品尺寸，加工反向軸（zhóu）孔端麵時反向軸（zhóu）孔附近有殘留鋁，加（jiā）工中產生的（de）切屑無法通過擠壓或碰（pèng）撞去除（chú）， 加工反向軸孔端麵（miàn）時，毛刺很容易（yì）進入反（fǎn）向軸孔，由於端銑刀（dāo）與加工麵的接觸位置不同，端（duān）銑刀的（de）刀尖（jiān）和刀柄之間的徑向變形不同，容易造成刀具和被加工零件的連續擠（jǐ）壓，導致加工後前孔存在毛刺，如圖7所示。

解決方法:由（yóu）於孔口殘留鋁的存在是毛刺產生的一部分原因，所以可以通過工藝安排，對孔口鋁進行一步（bù）預處理，消（xiāo）除臥式加工中心產生毛刺的條件，主動創建毛刺（cì）擠壓麵，消除加工過程中產生的毛刺。

改進後的加工工藝為:立式加工中（zhōng）心加工軸承孔→立式加工中心加工（gōng）倒檔軸孔和撥叉軸孔、預加（jiā）工倒檔軸孔倒角→臥式加工中心加工倒檔軸孔端麵和周（zhōu）邊孔等。

根據改進後的加工工藝，研製了預（yù）切正（zhèng）反倒角刀具(見圖8)。

由於刀具最（zuì）大直徑24mm <反向軸孔直徑25mm，傾角135° < 180°，刀具設計合理，操作安全。

4.2現場測試

新工（gōng）藝試（shì）驗（yàn）在該公（gōng）司的一個殼體生產車間進行（háng）。測試參數為:轉速n = 1500r轉/分，進給速度vf = 150mm毫米（mǐ）/分。圖9為立式加工（gōng）中心的預切（qiē）削刀具係統，圖（tú）10為工件（jiàn）的預切削（xuē）狀態，圖11為零件反向軸孔前側的預切削去毛刺效果，圖12為零件反向軸孔（kǒng）後側的預切削去毛刺效（xiào）果。

測試結果:預切立（lì）式加工中心的反向軸孔去除鋁並形成毛刺擠壓（yā）麵後，臥式加工中心加（jiā）工的反向軸孔端麵無毛刺產生，無毛刺進入加工的反向（xiàng）軸孔。試驗取得了良好（hǎo）的效果。

切削前去毛刺的擴展應用

在預切法的基礎上，采（cǎi）用預鑄法去毛刺。

預鑄去毛刺機構:在加工（gōng）好的毛坯上鑄造倒角，通（tōng）過擠（jǐ）壓加工（gōng）過程（chéng）中的毛刺和預鑄倒角，去除（chú）加工（gōng）過程中產生的毛刺，實現無毛刺加工（gōng）。

預鑄（zhù）倒角毛坯如圖，預鑄後零件狀態。

本項目重點研究（jiū）了反向軸孔正反向（xiàng）去毛刺方法，自（zì）主研發了預切削正反（fǎn）向倒角刀具，實現了反向軸孔（kǒng）無（wú）毛刺加工的目標。同時，在預切（qiē）法的基礎上（shàng），廣泛采（cǎi）用預鑄（zhù）法去毛刺，實驗取得了良好的效果。預切割去毛刺在公司實（shí）際生產中已經得到廣泛應用，預鑄造也在逐步推廣應用。