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去铝合金压铸件批锋毛刺最常用的方法总结

来源: 誉格压铸    人气:5929    发布时间: 2019-11-01 

在当前的压铸工艺下,铝合金压铸件以及其后续加工,都无法避免批锋毛刺产生,而且批锋毛刺的去除,占了不小的加工工时,因此,如何快速高效地除去毛刺,是铝合金压铸厂面临和解决的问题。

一、批锋毛刺的产生

现阶段铝合金压铸工艺压铸出的铝合金压铸件,周边常常伴有图纸没有要求的无用的附属物,即批锋,因为多出的部分通常有点伤手,所以带有锋,又形象地叫做披锋(音同披风,英文名词:flash)。受地方方言影响及铝合金压铸厂学问的影响,不同的企业,习惯叫法也不同,有的毛刺,还有些地方称之为毛边,飞边,溢边。铝合金压铸件到了经加工工序,也经常会产生披锋、毛刺。

(一)铝合金压铸件批锋的产生原因

铝合金压铸件批锋常常见于压铸模具分型面上,有时候还会“长”在老化了的有裂纹的模肉之中。具体到精密铝合金压铸件来说,产生批锋的原因大致有以下几个方面:

1、客户产品设计结构过以复杂或者有不合理之处,难以通过模具设计纠正。

2、压铸模具结构设计缺陷。

3、压铸模具制造过程中违规操作或者加工工艺不合理等,如热处理没有按照规范操作导致,硬度不够,容易造成模肉变形。

4、压铸模具材料内部金相组织是否符合要求——有实力的铝合金压铸厂会对模材金相组织检查,不符合要求坚决不用。

5、选择铝料不当,流动性不好。

6、压铸模具保养不当,没有按照操作规范清理行腔内的杂物,或者没有配好模。

7、铝合金压铸过程参数选择不是太恰当,如铸压过高——国内铝合金压铸厂普遍喜好高压高速生产铝合金压铸件,这样压铸模具的寿命会大大降低。

8、铝合金压铸生产过程中没有定时清理模面上的合金材料。

铝合金压铸过程中,通过排气块产生批锋属于正常现象,有助于模具型腔内气体排出,减少产品内部气孔,然而,模具其它位置封料不好,伴随压铸产生较多的批锋,能量损失,失去了对铝合金压铸件的“高压态势”,不仅会导致产品内部缩孔导致大批量报废,还会在压铸过程中飞料,危及员工个人安全,应当采取措施避免。


(二)加工产生毛刺的因素

铝合金压铸件在后续加工的一些工序也会产生批锋,因其细小而尖锐,又多称其为毛刺。机械加工过程中,铝合金压铸件产生毛刺的原因可以从以下几个方面考虑:

1、设计出的夹具是否有利于加工;

2、刀具的设计是否合理,如排屑是否顺畅;

3、刀具材料的选择是否恰当;

4、加工工艺设计不尽合理;

5、加工参数是否合理,如果说一把刀,供应商建议进给量最多为2mm,实际一次加工5mm,毛刺也会很快出现;

6、刀具磨损严重,就会产生毛刺,为了避免浪费工时,就要做好刀具寿命管理。


二、去批锋毛刺的常见方法

铝合金压铸件批锋会直接影响到产品的品质,因此,如何高效将其去除是铝合金压铸厂的一大问题。近年来,随着各行业对批锋、毛刺去除方法深入研究,积累了不少经验,据不完全统计,去批锋、毛刺的方法就有60多种。


(一)用落料模去批锋

在设计落料模时,就将去除铝合金压铸件的批锋考虑进去,设计成仿形的刀口,在将水口、渣包(冒口)溢流口剪掉的同时,连同产品批锋一起剪掉,避免多次装夹和减少人工操作,会大幅提高效率。

冲剪前

冲剪后效果


(二)手工去批锋毛刺

自动化较低的落料模也有短板之处,不是去除所有的产品批锋,因此,人们在努力实现自动化同时,不少工厂用比较传统的手工锉方法来去除毛坯的批锋。

手工去毛刺批锋优点是一次投资少,工具简单易购买——钢锉、砂纸等简单磨具磨料即可;再则对人员要求不高,灵活,柔韧性好。其缺点是效率低且与工人的熟练程度有关;去完毛刺后表面光洁度不好掌握,长时间工作使用工人易疲劳,容易遗漏;有些工具去批锋噪音较高,还有些工具不耐磨,且粉尘多,危险系数大。

对于精加工后出现的批锋,经常用到被叫做修边刀的工具。加工平面后,周边时常有些毛刺。这些毛刺会影响到产品的品质及扎伤人手,所以必须去除。比起用锉刀及砂纸效率就比较低来说,而修边刀使用极其简单对工人熟练程度关系不大,安全,快捷,方便,无噪声粉尘污染。因其靠切屑去毛刺,所以,所去除毛刺边缘的光洁度是手工锉批锋等传统方式所不能匹敌的,是加工后,手工去毛刺的首选工具。

用修边刀去毛刺


还有一些工具如倒角刀,对孔口的批锋去除比较有效。而倒角刀通过改良,通过连杆上到风磨上,对去除压铸、加工后的批锋效率更高。

(三)喷丸法去批锋毛刺

喷丸的主要作用是为了强化产品表面,但是能起到打掉铝合金压铸件批锋的作用。当然,减少人工去批锋工时的同时,还会伴随着铝合金压铸件起皮的“副作用”,也需要去除。

(四)机械加工去铸件批锋

有些铝合金压铸件,在加工产品时,增加加工批锋程式,随便将批锋去除,人工成本更低了。因此,用机械加工的办法可以减少对人工的依赖,提高生产效率。

还有单头钻床或者多多头钻,加上钻头,铣刀,倒角刀等刀具,来去批锋,具有效率高,效果也不错的优点。

(五)砂带机磨铝合金压铸件批锋毛刺

砂带机上装上一定规格的砂带(如80目砂带、120目砂带),来去除铝合金压铸件上的批锋,是不错的选择,其优点在于:

1、投资虽然比手工锉批锋的工具大,但是一台砂带机并不贵,大多数铝合金压铸厂可以接受,而从效率上讲,比手工锉批锋高出好多倍;

2、能够磨较厚的批锋和渣包溢流口。如对于经过落料模加工过的,贴近产品较厚的水口、溢流口,人工锉很耗费时间,而用砂带机磨就显得比较轻松;

3、大小产品都能够使用,应用广泛;

4、可以得出较好的粗糙度;

当然,砂带机磨批锋也有缺点:

1、对人员操作熟练程度,有要求;

2、对于死角的批锋,细小毛刺,显得无用武之地;

3、有较大噪音,产生粉尘较多。

2014年8月2日,昆山市中荣金属制品澳门新葡萄新京汽车轮毂抛光车间在生产过程中发生爆炸,造成75人遇难,185人受伤。这给澳门新葡萄新京留下了惨痛的教训,应引以为戒。在澳门新葡萄新京司,砂带机工作区都安装有除尘设备,为员工提供相对较好的环境,得益于此,员工做事有积极性,企业约占三分之一的产品在此磨批锋、水口,产品品质也能达到标准。

(六)高压水喷射去工件毛刺

顾名思义是以水为媒介,利用它的瞬间冲击力来去除加工后产生的毛刺和飞边,同时可达到清洗的目的。试验表明,合适的水压为30MPa—50MPa。若压力不足,无法达到去毛刺的效果;压力过高虽然可以去除毛刺,但存在损害铝合金压铸件的风险(如导致铝合金压铸件变形,尺寸超差)。

(七)超声波去工件毛刺

超声波产生的超声能量作用于液体里,若振动处于稀疏状态的液体时,会撕裂成很小的空穴(即内部是真空的)。这些空穴在破裂的时候会产生高达几百个大气压瞬间压力的现象被称为“空化现象”。超声波去毛刺就是利用“空化现象”产生瞬间巨大冲击力将附着在部件上的毛刺清除的。

超声波去毛刺并不适用所有铝合金压铸件的毛刺,主要针对一些微观毛刺。具体来说,一般如果毛刺需要用放大镜、显微镜来观察的话,就都可以尝试用超声波的方法去除。而对于肉眼可见的毛刺,还要看粘结的强度,粘结强度弱的毛刺可以用超声波,一般要是用刀具才能处理的毛刺,也就是说,肉眼能够看到的毛刺,用超声波方法将其去除,效果不会太理想。

(八)电解去工件毛刺

电解去工件毛刺是利用电解作用去除金属零件毛刺的一种加工方法,英文简称ECD。电解去毛刺和电火花加工方法相似,将工具阴极(一般用黄铜)固定放置在被加工工件有毛刺的部位附近,两者相距大约0.3~1毫米的间隙,工具阴极的导电部分对准毛刺棱边,其他表面用绝缘层覆盖起来,使电解作用集中在毛刺部分。加工时,当作为阴极的加工工具与作为阳极的工件通过压力为0.1~0.3兆帕的低压流动的电解液(一般用硝酸钠或氯酸钠水溶液)相互作用而被除去,同时毛刺被被电解液带走。

电解去毛刺适用于去除零件中隐蔽部位交叉孔或形状复杂零件的毛刺,生产效率高,去毛刺时间一般只需几秒至几十秒。这种方法常用于齿轮、花键、连杆、阀体和曲轴油路孔口等去毛刺,以及尖角、倒圆等。

该方法缺点是电解液有一定腐蚀性,工件去毛刺后应经过清洗和防锈处理;零件毛刺的附近也受到电解作用,表面会失去原有光泽,甚至影响尺寸精度。

(九)磁力去毛刺机

喷丸机是利用机械离心力将钢丸以一定速度抛出,将较大的批锋去除,而磁力去毛刺机是利用其独特的磁场分布,产生强劲平稳的磁感效应,使磁力钢针(半永久性)与铝合金压铸件进行全方位,多角度地充分研磨,达到快速除锈,去死角,去除毛刺批锋,除去氧化薄膜及烧模痕迹等功效。

磁力去毛刺机尤其对形状复杂、多孔夹缝、内外螺纹等工件,更加能显示其神奇妙用,并且,不伤及工件表面,不影响工件精度。让工件瞬间变得光滑整洁,焕然一新。适用于金、银、铜、铝、锌、镁、铁、不锈钢等金属类与硬质塑料等非金属类工件的研磨抛光去除毛刺一次性完成!

(十)热爆炸去铝合金压铸件毛刺

热爆炸去毛刺又名电热学去毛刺,是当今世界机械制造行业公认最适合小工件大批量去毛刺的先进工艺。它采用氢气和氧气在用于处理工件的密闭工作室中混合,瞬间点火燃烧并在极短时间内与工件表面毛刺发生剧烈的热化学反应,达到去除毛刺的目的。

热能去毛刺是一种特种加工技术,具有效率高、通用性强、可达性好,去除毛刺均匀彻底、工件表面平整光滑,且不受工件材料、形状及毛刺部位的限制等特点。特别适合其他工艺方法无法解决的具有复杂型腔、相贯相交孔系、深孔、盲孔、螺纹孔等去毛刺难度较大工件的去毛刺处理。可用于黑色、有色金属及热塑性塑料等非金属材料工件的去毛刺和金属压铸件、塑压件的去飞边处理。由于它的加工效率极高,用于生产的直接成本低廉,特别适合大批量连续生产环境使用,是规模化工业生产理想的高效加工设备。

该工艺针对一些死角处的毛刺,传统工艺比较困难的产品,有比较好的应用,其本身具有一定的技术要求,具有保持产品原机械性能的优势,但也有一定的局限性。其一,机器成本偏高。购买一台爆炸的去毛刺设备,动辄需要上百万,很多中小型铝合金压铸厂根本没有能力承担这种费用;其二,易导致产品生锈发霉。产品在高温的爆炸炉中,氢氧燃烧的产物是水,极容易导致生锈发霉;其三,铝合金压铸件因爆炸冲击,可能变形;其四,操作有一定的技术要求,不是普通人容易操作的。

(十一)化学去毛刺

在机械制造行业中,精密零件去毛刺的要求是很高的,其中以在液压系统中常用的精密零件的去毛刺要求为最高。它们要求在阀体和阀套的工作台肩处去除棱边毛刺,并要保持锐边和很小的倒圆半径。为了达到这些要求,必须寻求好的适合的去毛刺方法——化学去毛刺是不错的选择之一。

化学去毛刺是采用一种药水,由于是一种完全浸泡腐蚀,所以对尺寸稍微有点影响,不过一般会尽量保证在工件的公差范围之内。如果尺寸超差,可采用预留尺寸(留加工余量)的办法解决。

化学去毛刺药水的任何成分不会进入到工件内部,不会改变工件的物理性能和化学性能。

化学去毛刺工艺根据毛刺与工件本身的差异性,采用垂直反应的原理来达到去除毛刺的效果。由于采用的是垂直反应,不会使工件表面产生密闭的空间,有助于电镀液与工件更好的结合,不会使电镀层脱落。

化学去毛刺工艺是一种纯化学的浸泡工艺,生产效率高,可大批量,一次性去除毛刺,节省了大量人工,降低了劳动强度,去毛刺效果非常理想,而且能够提高铝合金压铸厂的经济效益。

(十二)冷冻修边去毛刺

铝、镁、锌合金、橡胶、塑料产品等其批锋(或毛刺)的厚度比产品的厚度要薄很多,所以飞边(或毛刺)的脆化速度要比产品的脆化速度快,在飞边(或毛刺)脆化而产品没有脆化这一时间段里,冷冻去毛刺(修边)机通过抛射弹丸来击打产品,从而去除处于脆化的批锋(或毛刺)。

冷冻去毛刺(修边)机,是一种利用液氮的超低温使橡胶、塑料制品、锌镁铝合金压铸件的飞边迅速发生脆化,并在此状态下,通过高速喷射出的冷冻粒子撞击产品的毛刺(或批锋),从而达到既能高质量、高效率地去除制品的毛刺(或批锋),又能保持制品本身的所有物性不发生改变的特殊去毛刺(修边)设备。它可大幅度地提高产品的修边(去毛刺)精度且具有很高的集约化程度。目前这种设备已成为精密橡塑制品、压铸企业不可或缺的后道修边及去毛刺处理设备。

(十三)自动去毛刺机

自动去毛刺机是典型的机电一体化装置,它综合运用了机械与精密机械、微电子与计算机、自动控制与驱动、传感器与信息处理以及人工智能等多学科的最新研究成果,随着经济的发展和各行各业对自动化程度要求的提高,自动去毛刺机技术得到了迅速发展,出现了各种各样的去毛刺机产品。

自动去毛刺机产品的实用化,既解决了许多单靠人力难以解决的实际问题,又促进了工业自动化的进程。自动去毛刺机就是将机器视觉及数字图像处理技术应用于自动化去毛刺系统中,采用机器视觉对孔位进行探测,并对摄像机内外参数标定的计算方法进行了详细的论述,并根据标定进行物像变换,将目标点在摄像机坐标系下的坐标变换到去毛刺机器人坐标系中,从而获取了空间目标点的三维空间坐标,然后再采用两步法对去毛刺机器人进行导引控制。在控制主机的选用上,采用结构紧凑、扩展功能强和可靠性高的PC工业控制计算机作为主机,配以单片机主要承担系统功能初始化、数据运算与处理、步进电机驱动以及故障诊断等功能。并设计了去毛刺机器人上位机和下位机的串行通信结构。

(十四)回转滚筒去毛刺

回传滚筒加工法又称旋磨加工法、滚筒滚光加工、波动光饰加工等。随着列学技术的飞跃发展,回转滚筒加工法已演变成各种各样的精整加工方法了,如振动滚筒加工法、离心滚筒加工法、心轴抛光、流动精整、往复式精整以及电化学滚筒和磁性磨料滚筒加工法等。

这些滚筒加工法都是采用自由磨料对零件进行去毛刺、飞边、倒圆和精整等。当将零件、磨料和添加剂等按一定配比装入机械运动(振功、转动或摇动)的滚筒或加工档内时,通过零件和磨料的相对运动,使零件受到磨蚀,从而达到去毛刺、倒角和精整的目的。

综合起来该方法优缺点如下:

1.回转滚筒加工去毛刺优点:

1)设备结构简单,操作容易,并可实现多机床看管和自动化生产;

2)设备价格低廉,维修简便;

3)设备结构紧演,占地面积小;

4)研磨力稳定,加工质量较好;

5)去毛刺的同时并对零件进行除锈,倒圆和精整等。

2.其主要缺点有:

1)加工时间长。因为主要去毛刺、倒圆和精整作用是在滑动层进行的,因此,加工速度慢,效率低。

2)装料量少,加工过程中噪音大、零件表面容易产生划痕和擦伤。

3)难以在加工过程中检测被加工零件和有选择地去毛刺和精整。

(十六)在压铸工艺设计上降低消或则除加工毛刺

压铸工艺上解决才是根本的。

(1)利用工艺圆角消除加工毛刺

在先进的去毛刺方法,都要投资,不如在压铸工艺设计时,就将其考虑进去,从根本上解决。就铝合金压铸件而言,在压铸模具开发时,产品工程师根据产品加工余量,适当在压铸模具的相关区域内增加工艺圆角,从设计上解决加工可能出现的毛刺问题,从而达到减少加工量,降低成本的目的。

在加工艺圆角需要考虑以下因素:

1)所加工艺圆角略比加工余量大,否则起不到作用;

2)加工艺角后,是否影响到产品性能,尤其是密封件;

3)有些产品有壁厚要求的,加工艺圆角后,会影响到产品厚度,需要与客户充分沟通。

压铸毛坯件上加上合适的刀具可以降低乃至消除加工的毛刺,简便易行,是一种好方法。

(2)利用加工解决毛刺

在加工完工件表面后,工艺上在CNC机器上可以增加毛刷,并适时调整纵向坐标,去除加工表面的毛刺,达到降低人力成本的目的。

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