艾来旺 杨日同 窦媛 张平
中国航发西安动力控制科技有限公司 陕西西安 710077
摘要：薄壁精密衬套类零件内槽与径向小孔、斜孔相贯处毛刺的去除一直是航空精密偶件的一大加工难题，存在加工效率低，质量不稳定的问题。在去除这些毛刺的过程中普遍使用刮刀、钻头、铰刀等工具，由于钻头、铰刀等去毛刺工具与内孔存在间隙，导致加工后会留存有微小的毛刺，刮刀加工会产生二次毛刺，不能满足精密零件的加工要求。因此我们必须在去除内槽与径向小孔、斜孔相贯处毛刺的工具和加工方法上进行改进，从而提高效率和保证质量。
关键词：毛刺；工具；加工方法；效率
引言
去毛刺，就是清除零件已加工部位周围所形成的刺状物或飞边【1】。毛刺的存在直接影响被加工零件的精度，使得装配困难，零件上的毛刺硬化和脱落是裂纹开始的源头，因而毛刺也可能降低工件的使用寿命，甚至会引起其运转失效，危及操作人员的安全。精密衬套类零件内槽与径向小孔、斜孔相贯处毛刺的去除一直是现场的一大加工难题，存在加工效率低，质量不稳定的问题，需进行加工工具和方法的改进。
1 问题分析
精密衬套类零件大量存在着内槽、径向小孔、斜孔等结构，去除内槽与径向小孔、斜孔相贯处毛刺一直是现场的一大加工难题，存在加工效率低，质量不稳定的问题。在去除这些毛刺的过程中普遍使用刮刀、钻头、铰刀等工具，由于钻头、铰刀等去毛刺工具与内孔存在间隙，导致加工后会留存有微小的毛刺，刮刀加工会产生二次毛刺，不能满足精密零件的加工要求。分厂精密衬套类零件大部分都是难切削材料（如不锈钢、钛合金等），更加大了操作的难度。
从零件结构、去毛刺加工过程和工具进行分析，导致毛刺不易去除干净的原因有以下几点：
1.1 径向孔与槽相贯处毛刺
毛刺位于内孔的槽底部位，孔径尺寸小，加工中不能直接观察到，导致去毛刺质量难保证。径向孔Φ1.5、斜孔Φ1都与内槽底相交，孔尺寸较小，在用钻头或铰刀等去毛刺工具从小孔进入对交接处毛刺进行刮削时，由于去毛刺工具与内孔存在一定间隙，导致加工后细深盲孔与径向小孔交接处会留存有微小的毛刺，且轴向孔未通，增加了去除小孔与槽相交处毛刺的难度。
1.2 径向孔与槽底非全圆周相交处毛刺
径向小孔与槽底非全圆周相交时，目前的加工刀具不能可靠保证去毛刺质量。径向孔Φ1.5与内槽底非全圆周相交，且轴向内孔表面各边缘要求保持光洁锐边，使用刮刀无法将毛刺去除干净，且易损伤光洁锐边。
1.3 径向孔与轴向孔相贯处毛刺
精密衬套类零件配合内孔表面粗糙度、尺寸精度要求高，内孔边缘大部分为光洁锐边，在使用传统的去毛刺工具加工后，交接处存在加工中造成的震动波纹，目前对该处结构无合适的抛光工具，零件外观存在一定缺陷，孔12-Φ1.5孔径尺寸小，且数量多，增加了加工的难度。
1.4 零件材料多为难切削材料
航空精密衬套类零件大部分都是难切削材料，多为9Cr18、4Cr14Ni14W2Mo、1Cr13等不锈钢，切削性差，径向小孔的加工一般在钻床或加工中心上进行，使用的刀具为钻头和铰刀，在钻削加工中，径向小孔的出口处存在冷作硬化层，其硬度较高，导致毛刺难以去除，加工刀具的选择成为难点。
2 解决问题的方法、实施过程
2.1 去毛刺工具的选择
根据精密衬套类零件的特点，在使用传统去毛刺工具的基础上我们定制了多种不同尺寸、形状、材料的抛光轮和研磨抛光刷。根据零件的材料和孔径的大小选择不同材质不同形状的工具。
抛光轮有弹性海绵芝麻抛光轮、弹性精密抛光轮、黑金刚研磨轮等【2】。
弹性海绵芝麻抛光轮具有30%的切削力，70%的抛光能力，粒度分为10-1000#，12-120#，24-240#，32-320#，60-600#。材质分为C-碳化硅，W-白刚玉，K-氧化铝。用于粗加工和表面精度要求不高的表面，可以快速抛磨任何机加工后的原始粗糙表面，被加工后零件粗糙度能达到Ra0.4，适用于不锈钢、铜、铝、高湿合金、钛合金等材料。
弹性精密抛光轮分为硬橡胶（Y）、牛皮（N）、软木屑（U）三种材质，粒度有600#、800#、1200#、1500#4种。具有10%的磨削力和90%的抛光能力，用于精加工，随着粒度逐级提高使用，最终零件表面粗糙度能达到Ra0.05。
黑金刚研磨轮是除漆、除锈、除垢等加工的理想工具。在高速磨削过程中，金刚砂粒不脱落、经久耐用。在高速研磨的同时，耐磨的纤维网将磨粒在物体表面留下的划痕磨光磨平，不但去除了锈蚀层，同时也磨光了物体表面，并且没有损伤。它呈软体、蜂窝形状，可使研磨飞散物不飞扬，方便排屑，不起火星，噪音低，更加安全、环保。
研磨抛光刷适用于工件内孔Φ0.8～20mm及曲面去毛刺、抛光、清洁之用。
使用以上去毛刺工具不会产生二次毛刺，在去除零件内槽与径向小孔、斜孔相贯处的毛刺时加工效率大大提高，零件的质量得到了可靠保证。
2.2 去毛刺加工过程
去毛刺使用的常用工具见图5所示，有抛光轮、研磨内孔刷、刮刀、什锦锉、百洁布、硬质合金旋转锉、角锪钻13×90°、自制T型轮、铰刀等。
针对以上几类情况，制定了相应的解决方案如下：
2.2.1 去除径向孔与槽相贯处的毛刺
去除径向孔与槽相贯处的毛刺，在选择工具上与零件的加工顺序有关，对去除先车槽再钻孔（如图1）零件相贯处的毛刺所需要的工具是金刚石、T型轮、铰刀、抛光轮、内孔刷、百洁布等；对去除先钻孔再车槽（如图2）零件相贯处的毛刺所需要的工具是内孔刷、铰刀、抛光轮、百洁布等。先钻孔再车槽零件的毛刺比先车槽再钻孔的毛刺好去处。
去除图1类零件的方法：首先用比孔径稍小的钻头或铰刀反复捅径向小孔；再用内孔研磨刷或带磨粒的钢丝去除相贯处的毛刺；当轴向空较大时，用刮刀或无碳刷打磨机去除相贯处残存毛刺；再用T型抛光轮或研磨轮从大孔处抛光内槽；最后用压缩空气仔细吹除金属屑（钛合金除外）。
2.2.2 去除径向孔与槽底非全圆周相交处毛刺
去除图2类零件的方法：首先用比孔径稍小的钻头或等径的内孔研磨刷反复捅小孔；再用刮刀从大孔去除相贯处残存毛刺；用压缩空气从两孔反复吹除金属屑（钛合金除外）；用橡胶抛光轮对相贯处进行抛光。
2.2.3 去除径向孔与轴向孔相贯处毛刺
去除图3类零件的方法：将铰刀夹在钻床上，去除Ф10、Ф3.5孔口毛刺；将角锪钻装夹在钻床上，将Ф10、Ф3.5孔与外圆交接孔口倒度0.5×45°；用油石去掉翻边毛刺，并用百洁布抛光；用刮刀将内孔环形槽与Ф10孔相贯处、Ф3.5孔与环形槽底相贯处及Ф1.5孔与外环形槽底交接处毛刺去除并倒圆R0.3；将零件装在马达上（打正反转），用百洁布抛光Ф10孔与内环槽交接处；分别将Ф1.5和Ф3.5铰刀夹在钻床上，去除Ф1.5和Ф3.5孔口毛刺；把Ф3.8研磨刷夹在钻床Z512（注意转向始终保持顺时针方向）上，分别从四个Ф3.5孔口方向对穿两个Ф3.5孔，上下运动零件去除毛刺；将零件夹在马达上（注意转向始终保持顺时针方向），手持Ф18研磨刷伸入Ф18内孔左右移动，去除内孔毛刺，将零件调头装夹后重复上述一次；将百洁布缠绕在T型轮上轴向紧靠与Ф3.5相贯的内环槽端面抛光Ф3.5与内环槽交接处毛刺（此时马达打正反转），将零件调头装夹后重复上述一次；用百洁布抛光Ф1.5孔与外圆槽相交处及Ф3.5孔与内槽相交处（此时马达打正反转）；用压缩空气从径向小孔和轴向Ф18内孔反复吹除小孔内金属屑并清洗干净零件。
该去毛刺方法将过去纯手工去毛刺改进为手工与机械、电动方法相结合，可确保去毛刺质量、大幅提高加工效率，与传统去毛刺方法相对比，去毛刺加工效率提高2倍以上，且方法简单易学、便于操作，具有强的推广性。现已选取典型结构零件编制了多项去毛刺操作标准作业书，规范了现场操作。
3 结语
随着近年来航空产品性能的提高，其零组件的复杂性、加工精度越来越高，零件的去毛刺加工是其中保证零件正常工作的重要、必不可缺的过程，对特殊、复杂结构零件的去毛刺过程进行分析研究，选用合理的工具和加工方法显现的尤为重要。在以后的生产过程中，我们还需进一步研究其他相关的工具选用和加工的方式，通过反复的论证和试验，形成简单而快速的加工方法，进而保证零件质量、提高加工效率。
参考文献
[1] 袁长良．机械制造工艺装备设计手册．中国铁道出版社，1992．
[2] 浦艳敏，李晓红．金属切削刀具．上海科学出版社工，2009．