提高产品性能和质量的关键技术
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在加工现场,被称为“古老而永恒的课题”的去除毛刺和棱边加工技术,也随着时代和需求的变化而不断发展,成为当今加工技术中不可或缺的关键技术。

近期的去除毛刺和棱边加工技术

现在,以IT、医疗等产业为代表的高科技领域的制造行业,为了应对轻薄、小型产品的高性能化、高品质化、微型化的快速发展,其加工技术也正朝着高精度和微型化的方向发展,并研究开发出了各种各样的加工方法。在加工现场,被称为“古老而永恒的课题”的去除毛刺和棱边加工技术,也随着时代和需求的变化而不断发展,成为当今加工技术中不可或缺的关键技术。
在通过高精度加工和微型加工技术制作的高科技构造零件中,各种传感器及开关类、液/气压控制系统用柱塞滑阀及泵类等零部件,包括微型立铣刀等切削工具在内,都是借助于切削加工、磨削加工、喷射加工、激光加工、蚀刻加工和光刻技术等方法制造而成。
此类高科技构造零件需要处理在加工过程中产生的微小毛刺并要求形成尖锐的棱边形状,因此去除毛刺的棱边加工技术显得越来越重要。
在此前的高科技产品构造零件设计图中,尽管零件的棱边与产品的性能、可靠性、使用寿命密切相关,但都没有对棱边尺寸及形状提出严格规定,只简单标明“无毛刺”,而对于去除毛刺后棱边最终应具备的形状没有做出具体说明。
在这种背景下,本文在介绍JIS“棱边质量”标准的同时,也对如何在高精度加工过程中抑制毛刺产生的基本观点,以及针对棱边形状尖锐化所采取的去除毛刺和棱边加工技术(特别是微量去毛刺技术)加以叙述。

棱边功能及棱边质量的JIS标准化


图1 棱边的定义
表1 棱边的功能和相关制品
零件的功能零件举例
切削切削刀具的切削刃、剪切机刀片
气体密封真空泵法兰的密封边,方向控制阀滑阀柱的迷宫密封沟,压力控制阀的节流孔
流量控制油压机流量控制阀的节流孔
膜厚控制印刷机油墨刮油刀
压力平衡油泵、油压缸体(压力油垫部分),空压机电磁阀的密封端部
抑制滑动摩擦油胀泵、油压缸的密封安装部,工作机械的滑动机构部
强度、耐磨(防止枯结咬死和烧伤)齿轮、普通滑动零部件的棱边
装配、配合装配部件的棱边
如图1所示,零件的棱边位于两个表面相交的位置:由于各种表面加工方法会产生毛刺,因此要根据规定的尺寸和形状,借助各种去除毛刺和棱边加工方法对棱边进行处理。所以,零件的棱边功能对其加工后的表面状况依赖程度很高。
按照能否为零件提供功能,可对棱边划分如下:
  1. 零件棱边具有功能的情况
    零件的使用功能要求它的棱边具有相应性能,它与产品的关系如表1 所示。
  2. 零件棱边对产品构造和功能造成不良影响的情况
    1. 在承受电压的机器中,尖锐形状的棱边会引发电火花。
    2. 棱边的龟裂和缺损会引起零件甚至产品破损。
    3. 残留在棱边位置的毛刺脱落,会妨碍零件的动作甚至引起运转停止的现象。
  3. 零件的棱边经特殊设训以发挥重要作用的情况
    对于特殊设计而言,包括棱边周边在内的轮廓形状很重要.可分为两种情况:①两个表面的边界明确,为“尖锐棱边”;②两个表面的边界模糊,为“柔和棱边”。
两个面的棱线形成的棱边(包括其周边轮廓形态)具有各种性能(见表2)。棱边的基本形状分为锐角形、直角形和钝角形,其几何形状决定了它们的基本性能。静态性能是在静止状态下棱边及其周边轮廓具有的性能:动态性能是棱边与其配对零件和对应棱边进行相对运动时所表现出来的性能。耐久性能是指零件或产品在使用时是否发生变形、损耗或碎裂等。
在2004年3月发布的JIS B0721《 机械加工零件的棱边质量及其等级》 标准中.对机械加工零件的棱边质量作出了规定。在此之前,世界上唯一对棱边质量作出规定的是德国标准DIN 6784(1974), 1992年修订为国际标准ISO 13715(2000)《 制图―棱边术语及标注方法》。通过将对应于该标准的日本标准JlS B 0051) 进行整合与补充,制定了JIS B0721标准。
表2 棱边及其周边轮廊具有的性能
棱边基本形式
本文作者:黄宁秋(译)
原载:《工具展望》2008年第1期
上载于:2009-8-4 9:12:41

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