閥芯去毛刺工藝研究

王宗勇，邵宗光，荊興亞，江平

（徐州阿馬凱液壓技術有限公司，江蘇 徐州 221004）

閥芯，作為重要的液壓零件，毛刺的去除是加工工藝中的重要一步。目前，對于機加工毛刺，常見的去毛刺工藝包括手工去毛刺、高壓水去毛刺、熱能去毛刺、磨粒流去毛刺、電解去毛刺、化學去毛刺等[1]。

不同的去毛刺方法，特點和適用范圍也有所區別。在閥芯整個加工工藝流程中，各工序產生的毛刺特點不同，去毛刺的要求亦不同，系統考慮閥芯去毛刺問題，設計不同的去毛刺工藝，對于經濟、高效地保證去毛刺質量尤為重要。

1 概況

由于工件材料的機械性能對毛刺的產生及毛刺形態有很大影響[2]，對于工件不同工序產生的毛刺，應安排不同去毛刺工藝。

因此，考慮毛刺特征和不同去毛刺工藝特點，經過多輪實際驗證，閥芯加工工藝流程可設計為：機加工→毛刷輪粗去毛刺→手工去刺→清洗→表面處理→粗磨外圓→尼龍輪精去毛刺→精磨→清洗。下面重點介紹幾種去毛刺工藝。

2 閥芯去毛刺工藝

在閥芯加工過程中，外圓車削、銑削、鉆孔等機加工作業和外圓粗、精磨削作業，都會產生毛刺。對于機加工作業過程中產生的內孔過渡處的飛邊、毛刺，常借助手工工具進行去除；對于機加工過程中產生的外圓處飛邊、毛刺，可采用安裝鋼絲輪的通過式去毛刺設備進行粗去毛刺；對于磨削過程中產生的毛刺，可在精磨前，采用安裝尼龍輪的通過式去毛刺設備進行精去毛刺。

2.1 鋼絲輪去毛刺

在機加工過程中，工件未經表面處理，表面硬度較低，塑形較強，由于材料的塑形變形，在剪切斷面處會形成飛邊毛刺、擠壓毛刺等，尤其在閥芯節流槽直角邊緣及槽內圓孔集中了較大尺寸的毛刺。

為提升閥芯去毛刺的效率，對于外圓處產生的機加工毛刺，可采用通過式去毛刺設備，該設備采用無心磨床結構形式，不同之處在于，將砂輪改為鋼絲去毛刺輪。可快速去除外圓毛刺。該設備可配置上下料裝置，實現加工自動化，極大提升加工效率，降低加工成本。

圖1 通過式去毛刺設備布局圖

圖2 通過式去毛刺設備去毛刺部分和鋼絲輪示意圖

由于不同的鋼絲線徑、鋼絲長度和密度，去毛刺的效果也會不同，線徑越大，剛性越強，去毛刺作用越強，去毛刺后表面越粗糙，線徑過大，容易產生劃傷。鋼絲長度越短，剛性越強，去毛刺作用越強，但使用壽命越短。鋼絲密度越大，去毛刺作用越強，但密度太大，會對節流槽側邊的毛刺去除效果產生不利影響。經實際驗證，采用鋼絲線徑0.15mm、鋼絲長度40mm、密度2000根/cm2的鋼絲輪，去除外圓處產生的機加工毛刺效果較好。

圖3 閥芯外圓處毛刺

圖4 閥芯外圓去除毛刺后效果

2.2 手工去毛刺

由于鋼絲輪去毛刺對于外圓處毛刺的去除效果較好，對于內孔處的毛刺，一般采用手工去除的方式更為經濟、有效。常用的手工去毛刺工具包括高速鋼鉆頭、刮刀、銼刀等，同時可采用氣動或電動工具，提升手工去毛刺效率。手工去毛刺實際效果受操作者熟練程度影響很大，對于手工去毛刺方法、去除范圍，去除程度，應根據毛刺狀態和去毛刺要求，制作具體的標準和規范。

圖5 手工去毛刺工具

2.3 尼龍輪去毛刺

如閥芯工藝流程所示，閥芯經表面處理后，需進行粗磨外圓和精磨外圓加工，閥芯表面處理后表面硬度可達52-58HRC，粗磨產生的毛刺較小，經顯微觀察測量，粗磨后的閥芯毛刺尺寸約為20μm～50μm。

圖6 毛刺微觀圖像

對于這類毛刺，手工去除較為困難，且效果難以保證。經實際驗證，采用通過式去毛刺設備，效果較好。此處去毛刺設備，同樣為無心磨床結構，砂輪改為尼龍輪。尼龍輪目數越小，硬度越高，去毛刺作用越強，去毛刺后表面越粗糙，邊緣形成的圓角越大。經實際驗證，尼龍輪目數一般采用240#，硬度為7P。

為更好的保證去毛刺效果，尼龍輪為5片組合，每片之間設置一定間隔，起到容納鐵屑的作用，可以避免在去毛刺過程中劃傷表面。尼龍輪去毛刺工序產生的圓角，對于避免在液壓閥使用過程中的閥芯劃傷、卡滯，提升閥芯的使用壽命，亦有助益。

圖7 通過式去毛刺設備去毛刺部分和尼龍輪示意圖

由于閥芯對于尺寸精度和圓柱度要求較高，一般為2μm。精磨工序作為決定尺寸精度和形狀精度的最終工序，加工余量較小；而尼龍輪去毛刺工序可產生約0.05mm的圓角，可有效防止精磨工序毛刺的產生，因此，一般精磨工序之后不再安排單獨的去毛刺工序。

圖8 車削形成的尖角（×500）

圖9 去毛刺形成的圓角（×500）

3 結語

工程機械液壓閥芯的加工質量，是影響液壓閥性能和使用壽命的關鍵因素，閥芯對尺寸精度、形狀精度和粗糙度有著極高的要求，同樣，毛刺的控制和去除直接影響閥芯質量，是保證閥芯在液壓閥壽命周期使用性能和壽命的關鍵。通常我們對閥芯加工精度尤為重視，對于毛刺的控制，一定程度有所忽略。因此系統研究閥芯不同工序毛刺狀態，并有針對性設計去毛刺工序，對于提升液壓閥的質量和使用壽命，意義重大。