振動光飾技術在不銹鋼零件中的進一步應用

摘 要：不銹鋼材料是機械加工中常用材料，不銹鋼零件常見于航空航天及汽車、礦山機械等領域，但不銹鋼零件的毛刺去除很多企業仍然停留在手工操作階段，不僅極大地浪費了人力，還使得加工效率大打折扣，有些甚至成為零件加工的瓶頸。針對此問題，本文在前期鋁合金零件振動光飾去毛刺研究基礎上進一步探索了振動光飾技術在不銹鋼零件中的應用，積累了經驗，提升了效率，為其他人員提供了借鑒。

關鍵詞：不銹鋼;振動光飾;毛刺去除;效率提升

1 方案設計

1.1 磨料選擇

本試驗選用棕剛玉材質研磨材料，規格形狀分別選用3-5mm圓球、3mm*3mm三角、5mm*5mm方形棕剛玉。

1.2 參數選擇

選取大小為40mm*30mm*20mm的不銹鋼殼體零件為代表進行試驗，根據不同磨料規格設計振動參數如表1所示：

1.3 方案選擇

經過分析，全因子試驗比較復雜，為減少試驗次數并確保試驗的科學性，本次擬采用L9（34）正交試驗方式，試驗因子分別包含配比、形狀、輔料、時間，按照表1分類進行。

2 方案實施

振動光飾技術是借助磨料與零件的摩擦切割效應來實現對零件毛刺的去除，所以在實際生產中應根據零件的材料、大小、結構選擇合適的磨料及輔料，本次試驗對象為不銹鋼殼體，我們根據零件特點選擇了三種大小適宜的棕剛玉磨料進行振動試驗，試驗過程及結果如表2：

采用直觀分析法（正交實驗原理）對試驗數據進行分析，得到各個不同因素的水平極差。我們將各因素下各水平對應的指標均值設為ki，設極差為R。試驗結果分析見圖1。

根據圖1，我們計算得出配比R為10.67，規格R為4.33，輔料R為15，時間R為26，可以看出，去毛刺效果得分方面，時間因素的影響最大，其次為輔料，再次為配比，最后是形狀規格。但是，根據試驗過程我們看出，振動研磨初期，時間影響比較大，但是當振動超過3個小時后，時間的影響逐漸減弱，越來越小。而鋸末、研磨液等輔料的添加對零件的的研磨效率有促進作用，最重要的是它能改變零件表面的光澤度。形狀規格方面，方形和三角形磨削效率要好于球形，方形比三角形更耐用。

根據圖2，我們計算得出配比R為1.13，規格R為0.47，輔料R為0.87，時間R為1.00，可以看出，零件表面質量方面，配比因素的影響最大，其次為時間，再次為輔料，最后是形狀規格。配比從2∶1到4∶1對零件表面質量影響明顯，但是從4∶1到6∶1影響逐漸降低，可見磨料與零件配比并不是越大越好，只需要適量即可。時間方面，與毛刺去除效果得分結果一致，開始變化明顯，但是當振動超過3個小時后，時間的影響逐漸減弱，越來越小。而鋸末、研磨液等輔料的添加能改變零件表面的光澤度。形狀規格方面，方形和三角形對表面的磨削效率要好于球形，但球形更適用于拋光。

綜合零件去毛刺效果得分和零件表面質量的Ra數值，得出的結論是一致的，就是零件選用比例為6∶1、形狀規格為5*5正方形、輔料加注研磨劑、時間選用5小時零件去毛刺最優。但是在試驗過程中我們發現，零件振動超過3小時時，對零件毛刺去除的實際改善效果并不明顯，并且零件的棱邊倒角會大于05mm，所以綜合考慮加工效率，我們認為該型鋼件的振動時間應在3小時為宜。比例方面，用戶也可以根據自身磨料情況適當降低到4∶1。

3 總結

振動光飾技術是去毛刺技術的一種，他針對不同材料、不同大小、不同結構的零件具有不同的效果。本文選取不銹鋼殼體零件為代表，結構簡單、無復雜相貫結構，去除效果比較明顯，也切實提升現場的生產效率。作者也曾針對類似鋁合金零件進行試驗，也大大促進了去毛刺效率的提升。但是值得一提的是振動光飾去毛刺技術的應用具有一定局限性，它適用于結構簡單的零部件加工，也適用于零件除銹，尤其加注研磨劑效果明顯。但是該技術在結構復雜且精度非常高的零件中的應用還需進一步探索，希望大家針對加工零件特點，選取借鑒。

參考文獻：

[1]劉大偉.零件振動去毛刺技術研究.科技風雜志編輯出版社，2019，1.