金属切削毛刺生成机理与预报技术研究进展
金属的切削毛刺控制技术的研究
１ 以切 削 运 动 和 刀 具 切 削 刃 为 基 准
毛刺设备的研制与开发工作 ， 部是 ， 由于金 属 切 削 毛 刺 生成 过程 复杂 ， 响 影
对金 属切 削毛刺生 成 机理 的研究 ， 清 切削 毛刺 的 搞
①
（） 毛刺 形 成 机 理为 基 础 的分类 体 系 ：９３ ２以 １７ 年美 国 Ｌ Ｋ Ｇｌｓｉ先 生 从 毛刺 生 成 机 理 出发 把 ． ． ｉｅｐｅ ｌ
金属切削毛刺分为泊松毛刺、 翻卷毛刺 、 撕裂毛刺 和切 断 毛刺 “ ． Ｊ
的毛刺分类体 系
金属 切削 毛刺 分 类 体 系 是研 究 金 属 切 削 毛刺
因素多， 至今 尚未建立 出完整 、 科学 的切削毛刺分 类理论体系， 使从事毛刺生成机理研究与开展去毛 刺工 艺技术 研究 二者 不能 很好 地 协 作配 合 ， 重地 严 阻碍 了金属 切削 毛刺 研 究 的进 展 ． 外 ， 此 由于 我 们
本 京都 大学 奥 岛教 授 以二 维切 削 中毛刺 形 状 为基
础 把 切削 毛刺分 为 流 出型 、 须 型 、 胡 不规 则 型和 撕
裂 型 等 四种类 型 ． Ｊ
但是， 我们不能不注意到 ： 去毛刺机理研究与去毛 刺设备的开发对提高工件的加工质 量确 时具有重 要的作用 ， 其应用可带来 明显 的经济效益 ． 但它毕 竟是在切削毛刺产生后所采取的对策 ， 且去毛刺设 备 开发费 用较 大 ， 备 的 通用 性 较 差 ． 能 够 加 强 设 若
（） ３ 以刀具 切 削刃 和 毛刺 伸 出方 向为 基准 的分
类体系 ： ８ １ ４年 日本横 滨国立大学 中山一雄教授 ９
金属切削毛刺的形成及预报的研究
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江 苏 大 学 学 报（ 然 科 学 版） 自
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第２ ３卷
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削层 金属 （ 要 是 ０（ 线 以下 的部 分 ） 沿 着 刀 主 ３ 将 具 切削 刃向工 件 两侧 自由表 面流 动 并形 成 凸起 ， 在切屑 和工件 已加工 表 面分离 的瞬 间其 一部 分滞
金 属 切 削 毛 刺 的 形 成 及 预 报 的研 究
朱云 明，王贵成
（ 苏 大学 机 械 工程 学 院 ， 苏 镇 江 ２ ２ １ ） 江 江 １ ０ ３
［ 摘
要 ］金 属切 削毛 刺的 形成过程 是一 个非 常复杂 的材料 变形过 程 ， 毛刺 的 形 成 直接影 响 着
精 密零件 的棱 边质 量 ． 有必要 对毛刺 的预报及 控 制进 行 深入 、 系统 的研 究 ． 响 毛刺 形 成 的 影 因素众 多， 立三 维切 削毛 刺形 成的模 型是 非常 困难 的 ． 文论 述 了建 立二 维 直 角 自由切 削 建 本 中两侧 方向毛 刺形成 的数 学一 力学模 型的方 法 、 刺控 制 图表 及 毛 刺 专 家 系统 的研 究进 展 和 毛
金属切 削毛 刺是切 削加 工 中产 生 的特 殊现 象 之一 ， 的尺 寸 和形 状 直 接影 响着 工 件 的尺 寸精 它 度和形 位精度 ， 甚至 影 响 到 工件 的 使用 性 能 及其 寿命等 ． 在精 密 加 工 中 ， 除毛 刺 的工 时 占零 件 去
加工 总工时 的很 大 比重 ， 因此 ， 了提 高加 工系统 为
图 ２所 示为 两侧 方 向毛 刺 形 成 的切 削模 型 ，
在切 削加 工 中 ， 切 变 形 区 ＡＣ Ｂ Ｆ 区 域 内 的 剪 Ｄ Ｅ
发动机缸盖有加工毛刺原因分析及解决
发动机缸盖有加工毛刺原因分析及解决发布时间：2021-04-28T03:27:25.061Z 来源：《防护工程》2021年3期作者：张广洲[导读] 为了确保发动机的使用效果，需要对缸盖加工过程中的关键工艺进行控制，确保缸盖加工精度。
沈阳航天三菱汽车发动机制造有限公司辽宁沈阳 110000摘要：近年来我国综合国力的不断增强，工业的迅猛发展，涌现出大量的工业企业。
发动机缸盖是汽车发动机中最为关键的零部件之一，在发动机整体结构上，其利用螺栓、缸垫与发动机缸体紧密配合。
发动机缸盖的主要作用是与缸体一起创建一个封闭的燃烧室气缸，与此同时发动机缸盖还是阀座导管、挺柱、凸轮轴等零部件的装配基体。
因此，发动机缸盖的加工精度要求较高，加工工艺复杂，并且其加工质量的好坏将直接影响发动机的整体性能和效能的发挥。
所以，提高发动机缸盖的加工精度尤为重要，特别是阀座导管底孔、挺柱孔、凸轮轴轴承孔这些用于装配的关键位置对加工精度的要求更高。
本文就发动机缸盖有加工毛刺原因分析及解决展开探讨。
关键词：发动机缸盖；加工毛刺；原因分析引言为了确保发动机的使用效果，需要对缸盖加工过程中的关键工艺进行控制，确保缸盖加工精度。
发动机缸盖是发动机最关键的零件之一，缸盖是发动机燃烧室的组成部分，连接许多配气供油装置，是进气、排气的通道。
对于发动机而言，缸盖对于供油装置有直观的影响，对于整机的性能与寿命有关键的影响，而且缸盖的结构性状复杂、内部呈腔型结构，加工难度较高，为了确保发动机的使用效果，需要对缸盖加工过程中的关键工艺进行控制，确保缸盖加工精度。
1发动机缸盖的结构特征要提高发动机缸盖机加工艺的精度，保障发动机缸盖的加工质量，就必须对发动机缸盖的结构特征进行一定的了解。
发动机缸盖具有以下几个结构特征：首先，气缸盖对于刚度和强度有着较高的要求，才能在气体的热应力和压力的作用下正常工作，保障气缸盖不会受到气体热应力和压力的损坏。
其次，气缸盖一般为六面体状，属于一种多孔薄壁件。
机械毛刺的控制和去除工艺
蠹墨弘渊_豁机械毛刺的控制和去除工艺刘军明(1．华北科技学院机电系河北燕郊06520l；高琴2．防灾科技学院防灾仪器系河北燕郊065201)[摘要】机械毛刺对零件的装配、使用及安全生产都会产生不利影响，详尽介绍了机械毛刺的产生机理、防止和减少毛刺的工艺措施以及去毛刺的一些特殊加工工艺。
【关键词]毛刺加工工艺塑性变形中图分类号：T H l6文献标识码：^文章编号：1671—7597(2008)0710126—01一、毛捌的产生及危謇(一)毛刺的形成机械零件的加工过程就是刀具从工件表面切除多余金属使之成为已加工表面的过程，在切削过程中，多余金属形成切屑。
实验研究表明，在多余金属材料受挤压变形断裂形成切屑的过程中，其转变过程大致分为三个阶段：(1)切削层金属受到刀具前面的推挤，产生弹性变形；(2)刀具继续移动，其内部应力逐渐增大，进而产生塑性变形；(3)当作用力达到切削层材料的断裂强度时，材料沿滑移面挤裂，从母体上分离下来，沿刀具前面滑出而形成切屑。
切削时，这三个阶段是连续的，在切下切屑的最后断裂处，由于刀具的推挤作用使得母材金属发生变形和切屑处金属和母材金属的突然断裂，形成了毛刺。
(二)毛刺的危害零件加工过程中所形成的毛刺，危害很大。
主要表现在以下几个方面：毛刺的存在对当前的生产过程自动化、无人化带来障碍：毛刺的存在会严重影响产品的装配和产品的装配性能要求；尖角、毛刺在整个生产过程中会对工人造成一定的人身伤害；毛刺的存在会对零件后续工序的加工带来不便，影响零件的加工质量。
影响零件的加工效率。
二、对毛朝控翻的方法手段(一)尽量在产品的设计阶段合理的控制毛刺的产生1．倒棱、倒角是控制毛刺产生的有效手段之一实践经验和研究表明，尽管毛刺一般都产生在零件的两个相交面处，但毛刺的多少与相交面之间的v值的大小有很大关系，v值越小，毛刺越大，反之则越小。
当v=150时工件上几乎不出毛刺。
v角对毛刺的这种作用，称为“棱边钝角效应”。
如何对待金属切削加工中的毛刺问题
文献标识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ８２ ９ （０ ６ ０ —０ ６０ １ ０—０ ３ ２ ０ ）４０ １—２
在 现代机 械 加工过 程 中， 在着 一 种极 易 被人 们 淡薄 ， 存 在工艺 设 计 中根本 没考 虑 去 毛刺 的工 序 ， 它 把
忽视 的现 象—— “ 毛刺现 象 ” 所 谓 “ 刺现 象 ” ， 毛 就是 在 视 为可 有 可无 。为 简 化 工 艺 而 没 安 排 去 毛 刺 工 序 。 如果 每 道工 序 都停 下 机械 加工 过程 中出现的 一 些诸 如 棱 边 、 飞边 、 角 、 尖 飞 这种 做法显 然是 错误 的 。反 之 ， 溅 等不符 合设 计要 求 的部 分 。如 ： 切削 加 工过 程 中 来处 理毛 刺 ， 既 不 经 济 又不 合理 。因此 ， 编 制 加 在 则 在 的塑 性 变形引起 的凸起 ， 造 、 造 时产 生 的飞 边 ， 铸 锻 焊 工工 艺时尽 量将 一些产 生 毛 刺多 的工 序 放 在前 面 ， 用 后 道工 序 的加 工来 清除 前道 工 序所 产 生 的 毛刺 ， 在一 接 时产物 的 飞 溅 等 等 。金 属 切 削 毛刺 是 在 刀 具 和工 件间 的相对 运 动过程 中产 生 的 ， 以切 削 运 动 和刀具 些需 淬火 的零 件加 工 中 ， 特 别强 调在 淬 火前 将 毛刺 若 应 切 削 刃为基 准对 毛刺 分类 ， 属 切 削毛 刺 可分 为 两侧 全部 清除干净 ， 金 否则 ， 些毛 刺 经 淬火 后 硬度 变 高 ， 这 不 易 去 除。 方 向毛 刺 （ 括 主刀刃 和 副刀 刃 两侧 方 向毛 刺 ） 进 给 包 ， 方 向毛刺 （ 括切 人和 切 出进 给方 向毛刺 ） 切 削方 向 包 ， ２ 合 理 的 加 工 方 法 毛 刺 （ 括切 人 和 切 出切 削 方 向毛 刺 ） 大 类 六 种 形 包 三 选 择 合 理 的 加 工方 法 ， 量减 少 去 毛 刺 的成 本 ， 尽 式 。按照 上述 分类体 系 ， 种切 削 加工 中所产 生 的毛 各 刺形 式将 是 唯 一 的 。并 且 在 相 同形 式 作用 所 形 成 的 在不影 响生 产效率 和成 本 的前 提 下 ， 可 能选 用 生成 尽 切 削 毛刺 的形成 机理 也大 体 一致 ， 削 加 工后 所产 生 毛刺较 少 的加 工 方法 ， 切 以便 加工 后 的毛 刺 减 到最 少 。 的毛刺 形 状 与 尺 寸取 决 于 各 影 响 因 素 的 综 合 作 用 。 例 如 ， 采用 端 铣 刀加 工 零 件 平 面时 ， 因垂 直 于加 工 平 面 切削力 很大 ， 因此在 零件 加 工平 面 的 周 围侧 面产 生 有关 实验 结果 表 明 ， 削毛 刺 的尺 寸 大小 和形态 主 要 切 取决 于工 件 的材质 及其 端部 的支 承 刚度 、 削力 的 大 的 毛刺大 而 多 ， 改 用 圆柱 平 面 铣 刀 加 工 ， 工 平 面 切 若 加 小 和切 削运 动 方 向等 。毛 刺是 金属 切 削加 工 中产 生 的 四周 产生 的 毛刺 就少 ， 生产 成本 也不 会提高 ［ 。 ４ ］ 的普 遍现 象 之 一 。毛 刺 直 接影 响被 加工 工 件 的尺 寸 精度， 形位 精 度和表 面粗糙 度［ ］ １ 。 卜
钻削加工毛刺的形成及解决方法
具体 形 式 ： 入进 给 方 向的 毛刺 和 切 切 出进 给方 向的 毛刺 。 常情 况下 ， 通
切 出进 给 方 向 的 毛刺 尺 寸较 大 ， 去
收稿 日期 ：０ ５０ － １ ２ ０ － ２０
当 ＝ ０时 ， 削 加 工 能 够 正 钻
当Ｏ ＜
切人 进 给 方 向 的毛 刺 尺 寸较 小 ， 而 常进 行 ；
题 。本文 重点 就钻削 加工 中毛刺 的 可 以看 出 ： 钻头 直径 为 ｄ ｍｍ， 削 ２ 钻 削加工 中产生毛刺的影响因素 ／ 钻
形成 及解决 办 法发表 一些 看法 。
１ 钻 削加工 中毛 刺的形 成机理
进 给量 为 ｆ （ ｍ ・ ） 钻 头顶 角 ／ｒ ａ ｒ ，
钻削加工 中切 出进给方 向毛刺的
影 响
般 都 大 于切 削 层 厚 度 ， 因此 毛 刺 钻 削加 工 中产生 的毛刺有 ２种
图 １ 钻 削加 工 中进给 方 向
毛 刺 生 成 模 型
如 图 ２随 着 钻 削 速度 的提 高 ，
的生成 是不 可避免 的 。
毛刺 的 高 度 值 Ｈ 和 根 部 厚 度 值 Ｂ
均减 小 。 ２ ３ 进 给量对 产 生毛 刺的影 响 ． 从 图 ３中可 以看 出， 给量 厂 进
钻 削 韧 性 大 、 伸 率 大 的材 料 延 时 ， 头 切 离 时 塑性 变 形 不足 以使 钻
工 件材 料发 生破坏 ， 形成 的 毛刺大 。
切 削 层 厚度 时 ， 加 工 表面 会 在 切 则
削力 作 用 下 ， 因材 料 的挤压 和撕 裂
因此 在满 足加 工 需 求 的前 提 下 ， 应
尽 可 能 选 用 变形 硬 化 较 大 、 伸 率 延 较 小 的材料 ， 以减 少毛 刺的形 成 。
镍基高温合金磨削出口毛刺的有限元分析
镍基高温合金磨削出口毛刺的有限元分析
黄文科;曾鑫;周胜
【期刊名称】《制造技术与机床》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】为揭示镍基高温合金磨削过程中出口毛刺的形成机理,文章建立了单颗PCBN磨粒高速磨削Inconel718合金的二维模型,并验证了模型的可行性。
运用仿真软件DEFORM-2D对磨削出口毛刺的形成过程进行了研究,将其形成过程分为了8个阶段,并在不同磨削条件下采用正交实验法分析了磨削速度、磨削深度、磨粒圆锥角和磨粒刃口半径对磨削出口毛刺的影响规律。
研究表明:磨削出口毛刺的尺寸主要由毛刺宽度和高度组成,毛刺宽度和高度均对磨削深度比较敏感,磨削深度越大,毛刺的宽度和高度也越大。
另外,磨削速度、磨粒顶锥角、磨粒刃口半径增大,毛刺宽度也随之增加,但毛刺高度对这3个参数不是很敏感。
【总页数】7页(P129-135)
【作者】黄文科;曾鑫;周胜
【作者单位】湖南工业大学机械工程学院;高性能滚动轴承技术湖南省高校重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TG580.1
【相关文献】
1.CBN砂轮磨削镍基高温合金磨削温度实验研究
2.cBN砂轮高速磨削镍基高温合金磨削力与比磨削能研究
3.陶瓷CBN砂轮磨削镍基铸造高温合金K418磨削力研究
4.高速切削镍基高温合金条件下影响毛刺因素的研究
5.磁粒研磨镍基高温合金群孔切出毛刺的研究
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冲裁零件毛刺方向的控制
冲裁零件毛刺方向的控制一、引言-介绍冲裁零件毛刺问题的背景和重要性-阐述本论文的目的和意义二、毛刺的形成机理-毛刺的定义和特点-毛刺形成的原因-毛刺与金属材料的性质关系三、常见的毛刺控制方法-机械去毛刺-化学处理去毛刺-电化学去毛刺-激光去毛刺四、冲裁零件毛刺方向的控制-定义毛刺方向的概念-毛刺方向对产品质量的影响-控制毛刺方向的措施和方法五、未来的发展和应用-探讨新的去毛刺技术的发展趋势-未来在工业生产中对毛刺控制的需求-对冲裁技术的未来发展提出建议六、结论-总结本论文的内容和创新点-总结冲裁零件毛刺方向的控制对产品质量和工业生产的重要性-展望未来的研究方向和应用价值。
第一章引言随着制造业的发展，冲裁技术已经成为了工业生产中不可缺少的一部分，尤其在焊接、冲压和模具制造等行业中得到了广泛应用。
然而，在冲裁过程中，一些不可避免的因素会导致零件表面产生毛刺，从而影响产品质量和性能。
毛刺不仅会降低产品的美观度和整体质量，更会增加产品的摩擦阻力和润滑难度，进而引发一系列的问题。
因此，控制冲裁零件毛刺方向是重要的研究领域，目前国内外已经出现了许多相关的研究成果。
本论文主要围绕冲裁零件毛刺方向的控制展开研究，旨在提出一些有效的控制方法和技术路线，从而提高冲裁零件表面质量，进一步推动制造业的发展。
第二章毛刺的形成机理2.1 毛刺的定义和特点毛刺是冲压加工过程中在零件边缘和孔洞处产生的边缘材料扭曲的小尖刺，因为其形状呈现尖锐、颗粒状，给操作者带来触感上的不适，影响到人的舒适感；及对机器的损坏，甚至是对操作者的伤害。
毛刺常常形成在薄板的裂口处、小弯曲处、开口的边缘以及锐利的孔洞或切割区域等地方。
毛刺通常在冲裁后就形成，因此在制造和配件加工过程中已经成为了一个需要解决的问题。
2.2 毛刺的形成原因毛刺产生的原因非常多，常见的因素包括材料的硬度、摆动角度、冲模磨损、裁切模具的半径、冲压力等一系列因素。
其中，材料硬度、摆动角度和冲压力的大小是构成毛刺形成的最重要因素。
激光切割钣金件毛刺问题的分析与解决
激光切割是用聚焦镜将激光束聚焦在材料表面，使材料熔化、气化、烧蚀，同时用与激光束同轴的压缩气体吹除熔融物质，并使激光束与材料沿一定轨迹做相对运动，从而形成一定外形的切缝，完成对材料的切割。
激光切割具有精度高、切缝窄、切割面光滑、速度快、加工质量好、加工材料广等优势。
目前，激光切割技术已被广泛应用于多个领域。
成套电器外壳多为钣金制件，激光切割因其加工成本低、效率高、加工材料种类多等优势在钣金行业内已然成为常见的加工方式。
然而，甘瓜苦蒂，物无全美，其加工过程中附着的熔渣、伴生毛刺却让现场管理人员不胜其烦。
工件上的毛刺如图1 所示。
图1 工件上的毛刺激光加工中毛刺产生的原因及影响通过理解激光切割工作原理和日常实践，总结出毛刺产生的原因主要有六个方面：⑴激光束焦点上下位置偏差导致能量不集中，工件气化不充分，熔渣堆积不易脱落，容易产生毛刺；⑵激光输出功率不足以有效蒸发金属，造成大量的熔渣和毛刺；⑶激光切割机的辅助气体种类、纯度、吹除压力达不到要求，引起毛刺；⑷激光切割工作时切割速度太慢，破坏了切割面表面质量，产生毛刺；⑸激光切割机的工作时间太长，造成设备工作状态不稳定，也会引起毛刺；⑹激光切割设备存在不足，如激光底座锯齿状托盘的锯齿深度小、锥度不足，因而与板材接触面积过大，造成加工时激光击穿受阻、气体流通阻塞，易产生熔渣附着、熔渣反弹，形成毛刺，如图2 所示。
图2 设备底座结构示意图工件边角存在毛刺将严重影响后续折弯、焊接、装配精度，对于操作人员也存在着一定的安全隐患。
带毛刺工件如果应用在我司生产的环网柜气箱上，对气密性会有很大影响；应用在电气系统时，也会因毛刺脱落造成回路短路或使磁场受到破坏，影响系统正常工作或带来其他危害。
激光加工中预防毛刺产生的方法调整设备参数根据不同的加工材料反复实践调整其功率、气压、流量、焦距、进给速度等参数直至最佳状态，保存记录数据方便后续批量加工，只依靠机器提供的参数是割不出精美工件的。
基于毛刺的切削参数优化试验研究
优 化计 算 的数 据进 行 比较 ， 获取 了以毛 刺 高度 为控 制 对 象 的切 削 用量 优 化 值 ， 以此 为依 据 提 出在 加 工过
程 中 夹 具 、 床 等 相 关 的 数 据 优 化 ， 进 一 步 对 毛 刺 控 制 的 非 线 性 数 学模 型 的 建 立提 供 试 验 数 据 。 机 为
Ｔａ ｇｕｃ ｅ ｈｏ ｈｉｍ ｔ ｄ． Ｄｅ ｅ ｔ ｄ ｔ ｅ ｅ ｅ ｉ ｅ ａ ａ ｂｙ ｕ ｉ ｅ ｅ ｎ ａ ｃ ｌ ｔｏｎ ｆ ｒ ｕｌ ｆ￣ ｔ ｒ ｏｐ ｉ ｉ ｅ ｔ ｃ ｅ ｈ ｘｐ ｒ ｍ ｎｔ ｄ ｔ ｓ ｎｇ ｒ ｌ ｖａ ｔ ｃ ｌ ｕ ａ ｉ ｏ ｍ ａ ｏ ｕｒ ｈｅ ｔ ｍ ｚ ｄ，ａｎ ｈ ｎ ａｃ ｏｒ — ｄ ｔｅ ｃ ｄ
ｒ ｃ ｎ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅｏ ａ ｔ ，Ｓ ｔｉ ｖ ｒ ｅ ｅ ｓ ｒ ｏ ｓ ｕ ｙ ｂ ｒ ｏ ｔ ｏ ｌ ｇ ａ ｄ ｐ ｅ ｉｔ ｎ ｓ ｓｅ ｔｃ ｌ ．Ｉ ｈ ｓｐ ｐ ｒ ａ ｙ ａ ｄ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｆ ｒ ｓ Ｏ ｉ ｓ ｅ ｙ ｎ ｃ ｓ ａ ｙ ｔ ｔ ｄ ｕ ｒｃ ｎ ｒ ｌ ｎ ｎ ｒ ｄ ｉ ｙ ｔ ｍａ ｉａ ｌ ｐ ｉ ｃｏ ｙ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ，
要 对 毛 刺 的预 测 进 行 深 入 的 研 究 。 本 文 针 对 铣 槽 时 产 生 的 出 口毛 刺 高 度 进 行 试 验 与 检 测 ， 通 过 田 口 直 并
交 表 进 行 统 计 分 析 ， 检 测 到 的 试 验 数 据 运 用 相 关 公 式 进 一 步 进 行 计 算 优 化 ， 后 根 据 传 统 的 经 验 值 与 对 然
（ ｘ ｅｉ ｎ ａ ａ ｈｎ ｎ ｅ ｆＶｅ ｉｌ ｇｎ ｅｉ Ｅ ｐ ｒｍｅ ｔｌＴｅｃ ｉｇＣｅ ｔｒｏ ｈｃｅＥｎ ｉｅ ｒ ｎ，Ｚ ｅｉｎ ｒ ｌＵｎｖ ｒｉ ｈ ｊ ｇＮｏ ｍａ ｉｅｓｔ ａ ｙ，Ｊｎ ｕ ２ ０ ０，Ｃｈｎ ） ｉｈ ａ３ １ ０ ｉａ
弹簧上座零件毛刺去除方法探析及设备开发
弹 簧上座 零件 毛刺 去除方法探析及设备开发
张福周 ’ ， 孙 琴
（ １ ． 健 雄职 业 技术 学 院 机 电工程 系 ， 江苏 太仓 ２ １ ５ ４ １ ｌ ；
２ ． 江苏省太仓 中等专业学校 ， 江苏 太仓 ２ １ ５ ４ １ １ ）
１ ４ ７
２ 常 用 去 毛 刺 方 法
１ 毛刺控 制技术
目前 ，去毛刺 常用 的方法按其去除毛刺的原理 零件的机械加工工程中可 以通过采取一系列的 不同可以分为机械去毛刺和非机械去毛刺法。 技术手段 和特殊工艺 ，使得加工过程中毛刺产生的 ２ ． １ 机 械 去 毛刺 法 数量少 、 几何尺寸小甚至不产生毛刺 。 目 前， 科研和 机 械去 毛刺 是借 助于 相 应 的设 备 和 工 具 ，在 外
１ ． ２ 工艺 设 计控 制 毛 刺
用 零件 在 滚 筒 内的 翻滚 从 而去 除 刺效果好 ， 但 噪声 过大且
２ ． ２ 非 机械 去毛 刺 法
尺寸参数 、 切削用量 、 加 工 方 法 等 方 面作 了分 析 ， 对 零 件易 碰 伤或 变形 ， 尤其 是 薄壁 或 刚性差 的零 件 。 非 机 械 去 毛刺 的 方法 有 ： 热能 去 毛 刺 、 电化 学 去
等） ； 合理安排切削加工顺序和热处理工序 ； 合理选择
这一工作 ， 这就使得产品的总成本增高 ， 产品的市场 切削用量和走刀方 向； 采用复合刀具 ； 采用多件加工 竞争力 降低 。所 以， 如何减少 毛刺 的产生 ， 寻求高效 和附件加工等［ ３ １ 。
的去 毛刺 技术 和装 备 已经 受 到越 来越 多 人 的关 注 。
技 术 人员 对 毛刺 的 控制 进 行 了许 多研 究 ，取得 了一
电解加工去除毛刺的方法及改善
脉冲电解去除毛刺的方法及发展学院：学号：姓名：摘要：电解去毛刺加工是利用金属在电解液中产生阳极溶解的原理去除工件上多余材料的一种加工方法。
电解加工开始时，工件阳极与工具阴极的形状不同，工件表面上各点至工具表面的距离不等，因而各点的电流密度不同。
距离较近处通过的电流密度大，电解液的流速也常常较高，阳极溶液的速度较快；反之，距离较远处通过的电流密度小，阳极溶液的速度较慢。
当工具不断进给时，工件表面上各点就以不同的溶液速度进行溶解，工件的形状就逐渐接近于工具的形状，直到把工具的形状“复映”在工件上，得到所需要的形状为止。
关键词：电解脉冲电解去毛刺电解去毛刺的原理Abstract: the electrochemical deburring processing is the use of metal in electrolyte produced in the principle of anodic dissolution remove excess material of workpieces a processing method. Electrochemical machining began, the anode and cathode tools of different shapes, the surface at every point on the surface of the distance to the tools to differ, and that each point of current density is different. Distance is near the through current density, electrolytes and often high flow velocity, and the anode solution speed quickly; Conversely, distance is the distance through the current density is small, the anode solution at a slower speed. When tools for continuous feed, different points on the surface with different solution speed dissolved, the shape will gradually close to the shape of the tools, until the tools of the shape of the "complex reflected" on the work piece, the shape of the need to do so.一．引言：自20世纪70年代初起，前苏联、美国、日本、法国、波兰、瑞士、德国等-国家相继开始了对脉冲电流电解加工的研究。
车削加工中毛刺的产生及控制
车削加工中毛刺的生成因素的控制金属切削中产生的切削毛刺严重的影响了被加工工件的尺寸精度和形位精度，并在一定程度上成为后续加工工序作业的障碍（例如在滑动管一序切断过程中产生的端面毛刺若处理不当会影响到滑动管与滑动板焊接工序时的定位），甚至还影响到零件的使用性能和寿命。
因此，弄清切削加工毛刺的生成过程、生成机理及影响因素，对开发切削加工中毛刺的抑制与去除方法，保证和提高切削加工质量具有重要的理论意义和实用价值。
按照以切削运动和道具切削刃为基础的切削毛刺分类方法，车削加工中产生的切削毛刺可分为进给方向毛刺（沿进给运动方向产生的切入毛刺和切出毛刺,例如在座管外圆车削中由于刀具的磨损、程序说设定的切削用量、刀具的磨损、切削液和对切屑的控制表面过于粗糙，）和两侧毛刺（沿刀具的主、副切削刃两侧流动所产生的切削毛刺，例如在导向套镗孔后需配备倒角刀倒角已去除边缘毛刺）两类。
一般情况下，沿进给运动方向产生切入进给方向毛刺的尺寸很小。
沿刀具主切削刃产生的两侧毛刺只能部分地增大切出进给方向毛刺的高度尺寸，对工件已加工表面质量多无多大影响。
但沿刀具副切削刃产生的两侧毛刺一流在工件的已加工表面上，增大其表面粗糙度值，破坏工件的尺寸精度，对切削加工质量产生直接的影响。
当加工精度要求不太高时其影响可以忽略。
而沿进给运动方向产生的切出进给方向毛刺尺寸最大，去除困难，去除作业量大，它往往成为增大加工成本、降低切削效率的主要原因之一。
金属切削加工中影响切削毛刺的主要因素有被加工工件材料的物理机械性能、刀具的几何参数、切削用量及工件终端部的形态等。
车削加工中进给方向毛刺形成过程：由于各种因素的影响，车削加工中可形成一次毛刺和二次毛刺，一次毛刺的形成大体上经过正常切削、端部变形、继续切削和毛刺形成四个阶段：1、正常切削从刀具切入工件被切削层后，切削沿着前刀面流出，切削加工顺利进行，在正常切削阶段中，沿这刀具的主、副切削刃产生两侧毛刺，并且沿刀具副切削刃产生的两次毛刺部分的遗留在工件的已加工表面上，影响其质量。
机械零件去毛刺工艺
浅谈机械零件去毛刺工艺【摘要】本文对金属加工中产生毛刺的原因及一些解决的方法进行了论述，并通过自己的实践经验提出了一些解决办法。
【关键词】机械零件去毛刺工艺在机械加工过程中毛刺的出现是普遍现象、同时也是不可避免的，由于毛刺在机械零件的生产加工过程中对加工精度、装夹时零件的校准、机器设备的使用要求、零件再加工时的定位、工人操作时的安全和零件加工好后的外观质量等许多方面都能影响到。
在我单位进行的交通安全设施设计、加工过程中，我发现机械零件的毛刺问题对产品质量有着非常大的影响，并且造成许多不良后果。
而我在与兄弟单位和相关机械加工单位的交流中，发现这些单位也存在着同样的问题。
在我查找一些资料和文献以后，发现那些工艺先进的国家也都在积极的从产品设计、工具使用、切削规范选用等各个方面研究控制毛刺的预防性工艺，并且专门成立了相应的研究机构来加以重视。
而我们目前却仍有很多人、很多企业对此技术不太重视，往往会忽视毛刺的存在，使得产品合格率下降。
我结合自己的学习和工作经验总结出了一些较少毛刺影响的方法，在实际工作中取得了较好的效果，以供大家参考。
去毛刺的优越性很多，主要目的是为获得优质合格的产品，其目的如下:1、防止和避免因毛刺的存在影响机械零件的定位和加紧，降低加工精度。
2、防止和避免因毛刺的存在使得监测数据偏差，增大工件的废品率。
3、消除机械零件在使用过程中因毛刺存在或脱落引起的磨损和故障。
4、无毛刺得机械零件涂装和油漆时附着力会增大，可使涂层质地均匀、外观质量好、光滑整洁、涂层牢固耐用。
5、带有毛刺的机械零件经热处理时容易产生裂纹，降低零件疲劳强度，对于承受负荷的零件或者以高速运转的零件去毛刺更是不能忽视。
零件上的毛刺种类多种多样，有的是在切削过程中塑性变形引起的，有的是铸造、模锻等加工过程中的飞边，还有的是焊接挤出的残料，不一而足，所以我们要对待不同的毛刺进行不同种类的操作。
毛刺在机械加工中的解决方法应从两方面考虑，一、如何使毛刺在加工过程中少产生或不产生。
金属切削毛刺的形成及预报的研究
形态 . Kim 将毛刺按其尺寸对钻头的直径的比例 分为三种形态：优化均匀毛刺（! 型）、均匀毛刺 （"型）和冠形毛刺（#型）. 其中!型毛刺的高度 小于钻头直径的 5% ，"型毛刺的高度是钻头直 径的 5% ~ 15% ，#型毛刺的高度大于钻头直径 的 45% . 在其实验中未见毛刺的高度是钻头直径 的 15% ~ 45% .
［收稿日期］2001 - 12 - 27 ［基金项目］国家自然科学基金资助项目（59775071） ［作者简介］朱云明（1974 - ），男，浙江龙游人，江苏大学博士生 .
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江 苏 大 学 学 报（自 然 科 学 版）
第 23 卷
削层金属（主要是 00 '线以下的部分）将沿着刀 具切削刃向工件两侧自由表面流动并形成凸起， 在切屑和工件已加工表面分离的瞬间其一部分滞 留在工件上形成了两侧方向毛刺 .
加工次数增加而卷曲，毛刺高度稳定在某一范围，
称为毛刺尺寸饱和区；当vl D v2 时，为 # 型毛刺，毛刺高度随 D 的增加而增大，称为毛刺 尺寸变化区 . 其中，vl 为 # 型毛刺形成时的最小 界限切应变，v2 为 " 型毛刺形成时的最小界限切 应变 .
图 2 两侧方向毛刺形成的切削模型 Fig . 2 Cutting modeI of the Sideward burr formation
（1）数据收集和毛刺分类系统 . 所有可用的 实验数据都需收集并分类，对毛刺的分类须采用 一种标准，不同的毛刺形状须分为不同的毛刺形 式，对同一种毛刺形式也须按毛刺的尺寸细分为 不同的精度等级，因为去除毛刺的费用主要是由 其尺寸尤其是体积来决定的 . 如果两种毛刺的形 式、尺寸相近，但其形成机理不同也应分为两种不 同的形式 .
金属毛刺的简介
概述➢钻削中毛刺的产生➢影响毛刺的一些因素➢减小毛刺的措施➢SPCE与5052-O的比较钻削中毛刺的产生图1 毛刺的形成钻头进入工件时也有刀刃的退出，所以有进给方向的毛刺；通孔钻削时，在材料内部反复切削，钻口内壁不会产生毛刺，随着钻头给进，工件底部支撑强度的减少，底部材料发生强烈塑性变形，材料被顶出，进而端部材料断裂，部分切削残留在工件上，产生较大的毛刺。
影响毛刺的一些因素图2 不同加工速度和每转给进对钻削40Cr产生毛刺的影响钻削40Cr随着主轴转速增大，加工区域单位体积内切削力减小，塑性变形减小，导致毛刺减小。
每转给进增大，毛刺增大。
减小毛刺的措施✓提高主轴转速✓维持钻削速度不变✓切削液降低切削区域温度✓增加工件端部刚性（在端部铣倒角或增加支撑部件）图3 增加支撑部件SPCE与5052-O的比较SPCE与5052-O（退火态的铝镁系合金）作为冲压材料，发现钻削通孔时SPCE毛刺较多，认为是SPCE塑性比5052-O较好导致的。
S（Steel）P（Plate）C（Cold）E（Elongation）是日本钢材（JIS标准系列）的一种钢牌号，表示深冲用冷轧碳素钢板及钢带（卷），适合用于深冲拉伸用途，相当于GB5213中08AL。
SPCE是微碳深冲铝镇静钢板，Mn加入能和铁素体形成置换固溶体，固溶强化，还可消除S的有害影响；AL的加入一部分为酸溶铝（ALs），包括固溶铝和ALN，另一部分为氧化铝，AL含量提高，晶粒沿轧向明显拉长状且较为粗大，ALN的固溶和析出获得{111}织构，有利于冲压性能。
冷轧板深冲性能指标1.屈服强度Re ，对于微碳铝镇静钢来说，影响屈服强度主要因素为铁素体的晶粒大小，晶粒增大，屈服强度降低。
2.抗拉强度Rm ，渗碳体数量增多，提高抗拉强度3.屈强比Re/Rm ，屈强比越小，板料由屈服到塑性变形阶段越长，有利于冲压成形。
4.伸长率A ：单向拉伸试样出现缩颈之前的伸长率叫均匀伸长率，拉断之前的伸长率叫总伸长率。
浅谈毛刺的分析控制与去除
232研究与探索Research and Exploration ·探讨与创新中国设备工程 2019.05 (下)在德国汽车和机床行业进行的一项研究表明，与毛刺最小化、去毛刺和零件清洁相关的成本，费用让人力和周期时间增加约15％。
此外，由于毛刺导致了2％废品率和4％的机器故障时间份额，每年由于毛刺造成的成本估计高达5亿欧元。
去毛刺是一项非常耗时且成本高昂的操作。
在许多情况下，去毛刺是一项繁琐的手工任务。
虽然现在已有大量的去毛刺程序、工具和机器，然而在工业实际生产中，许多去毛刺操作仍然是手工进行的。
本文全面概述了加工操作中毛刺的形成与控制。
1 毛刺描述分类目前，已有各种国际和国家标准以及用于描述毛刺和评估部件边缘质量的专有标准。
在大多数情况下，毛刺被定义为由于来自切削和剪切操作的塑性流动而形成的材料的预期外突出。
（1）毛刺定义。
在技术图纸或几何工件模型中，理想的几何形状被毫无偏差地表示，并且通常不考虑面相交边缘状态。
然而，出于部件的功能或出于安全考虑，需要指出特定的状态。
有时面相交边缘状态通过倒角的形式表述。
但无论如何，这些边缘状态不包括毛刺，锋利边缘或有毛刺的外边缘。
ISO 13715将工件边缘有尺寸大于零的悬伸的部位定义为毛刺。
（2）材料去除中的毛刺类型。
如今根据制造工艺、形状、形成机理和材料特性，存在许多不同的毛刺描述。
Gillespie 是最早描述不同类型毛刺的人之一。
检测到4种浅谈毛刺的分析控制与去除何鹏（江苏大学基础工程训练中心，江苏 镇江 212013）摘要：随着时代的发展，工业制造对零件产品的功能和性能要求越来越高，例如要求加工后的工件边缘无毛刺。
但由于去毛刺是一种昂贵且无增值的操作，而且在许多情况下，毛刺的增加是切削工具磨损的关键原因，因此将导致更换工具乃至加工设备，大大增加加工成本。
因此，对毛刺形成的机理和控制是与工业应用高度相关的研究课题。
本文在回顾毛刺分类后，描述了加工中的毛刺形成机制，后提出去毛刺和毛刺控制这两种处理毛刺的可能方式。
铝合金切削加工过程中毛刺形成机理与控制
上海交通大学硕士学位论文铝合金切削加工过程中毛刺形成机理与控制姓名：董洪艳申请学位级别：硕士专业：机械工程指导教师：邵华;张其然20080601BURR FORMATION MECHANISM AND CONTROLIN MILLING OF 2A12 ALUMINUM ALLOYABSTRACTBurr formed during metal cutting process，is harmful to both function and quality of mechanical components. In this thesis, based on FEM analysis and cutting experiment in milling of 2A12(LY12) aluminum-alloy，burr formation mechanism and the impact of cutting parameters on burr dimensions were explored. FEM analysisⅠdemonstrated that when cutting 2A12(LY12) aluminum-alloy ，the type burr was formed in cutting out direction due to chip bending at theⅡend of the work piece and the burr is big ；The type burr is formedⅠdue to the breakage of type burr with further plastic bending at the endof the work piece and the burr is relatively small. FEM analysis and cutting experiment showed that the bigger the depth of cut is，the larger the formed burr is; the increase the cutting velocity decreases the burr dimensions，and the impact of feed rate on burr dimension depends on the machining system. The orthogonal experiments of the two machining system indicated that the optimized cutting conditions of the first machining system are : depth of cut 0.1mm，feed per tooth 0.05mm/z，spindle speed 250m/min and corresponding burr height was about 0.02mm；the optimization cutting conditions of the second machiningsystem are :depth of cut 0.2mm，feed per tooth 0.2mm/z，spindle speed 4000r/min, and corresponding burr height was around 0.01mm. In this thesis machinability of 2A12(LY12) aluminum alloy was further explored. The work is of some practical value to the machining of the material.KEY WORDS:2A12(LY12) aluminum alloy，milling，burr，metal cutting，machinability, FEA上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
飞锯锯切毛刺产生原因分析
飞锯常用锯片的锯齿有圆弧齿、抛物线齿、 狼牙齿, 45 尖齿。其中, 45 尖齿的 应用较广,
收稿日期: 2000- 04- 05 作者简介: 姚晓军 ( 1965- ) , 女 ( 汉族) , 山西运城人, 工程师。
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轧钢
2 00 1.
寿命最长, 其锯片加工良好, 表面光洁度高, 轴 向和 径向偏 摆在 0 15 ~ 0 20mm, 因 进刀 阻力 小, 45 齿尖能顺利进入软化或熔化的金属变形 区中, 切割进行顺利, 产生的毛刺也少。
新焊管 设备 在 其制 管 机后 设 置 了张力 减径 机, 通 过 中温 高减 径 轧 制, 使焊管 晶粒 细 化, 从 而 达 到 高 强度、高加 工性。 目 前其 月 生 产 能 力为 1 8 万 t, 预计可达到 2 万 t。
该设 备增 加 了 换辊 装 置, 因 而 可按用户 需求 在短 时 间内 变换 钢 管 产品规格。 另外, 该 设备 不 仅 生 产 速度比 传统 电 焊管 生 产更 快, 而 且 表面质量比传统炉焊管生产更优良。
Abstract: The paper analyzed the influence of saw ing speed and t oot h shape of flying saw on producing burr of roll- forming sec t ion st eel, and brief ly int roduced t he bett er ef fects achieved. Key words: roll- forming sect ion st eel; flying saw; burr
飞锯机是冷弯型钢、焊管生产中的主要断切 设备。其结构简单, 适应性强, 但存在锯切断面 有毛刺, 定尺长度偏差大的缺点。
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金属切削毛刺生成机理与预报技术研究进展*曲海军,王贵成,朱云明,王磊(江苏大学机械工程学院,江苏镇江212013)摘要:金属切削毛刺是切削加工中产生的常见现象,它严重地影响着产品(零件)的精度和使用性能。
在系统地概括国内外对金属切削毛刺的形成机理、预报预测和抑制措施方面研究现状的基础上,指出了目前尚需解决的一些主要问题,确立了今后深入开展金属切削毛刺研究的方向。
关键词:金属切削毛刺;形成机理;控制技术;预报;仿真中图分类号:TG50111;TP39文献标志码:A文章编号:1003-0794(2007)11-0009-03 Research Advance of Burr Formation Mechanism and Prediction inMetal CuttingQU Hai-jun,WA NG Gui-cheng,ZHU Yun-ming,WANG Lei(College of Mechanical Engineering,Jiangsu Universi ty,Zhenjiang212013,China)Abstract:The formation of burr is common phenomenon in metal cutting.The e xistence of burr reduces ma-chining accuracy,and influence performance of parts.The main problem need to solve was pointed out based on the systematically revie w of the past research of the burr formation mechanism and prediction lastly.The fu-ture research direction to study the metal cutting burr systematically and is proposed deeply.Key words:metal cutting burr;formation mechanism;control technology;prediction;simulation1研究现状1.1毛刺形成机理的研究1958年,日本京都大学奥岛教授等人开始注意到了毛刺对加工质量的影响,结合刨削加工和车螺纹加工,提出了若干抑制毛刺形成的方法。
1973年,美国犹他州立大学的L.K.Gillespie完成了5切削毛刺形成及特性6的硕士学位论文,将金属切削毛刺分为泊松毛刺、翻卷毛刺、撕裂毛刺和切断毛刺4种类型。
认为刀具的钝圆半径和后刀面与加工表面的摩擦是导致被切削金属产生塑性变形和流动并形成切削毛刺的主要因素,并利用变形理论推出了泊松毛刺的理论计算公式,从而开始了毛刺形成机理的研究。
1982年,岩田一明用SE M观察铝材料的正交切削实验下毛刺的形成过程并在不同的切削条件下发现了3种形态的毛刺:(1)由于塑性弯曲形成的正毛刺;(2)沿负剪切区域产生裂纹使切屑被撕裂而形成负毛刺;(3)部分切屑仍留在工件终端部形成毛刺。
岩田认为负剪切区的形成是沿负剪切区域方向裂纹的扩展是毛刺形成重要影响因素。
1987年,中山一雄对65-35黄铜进行了切削实验,根据实验中产生的不同毛刺形式,对毛刺的形态按刀具切削刃和毛刺伸展方向的不同分为8种基本形态。
实验结果还表明:毛刺尺寸随着切削厚度的*国家自然科学基金资助项目(50675088,50275066);江苏省基础研究计划(自然科学基金)(BK2007562)减小、切屑剪切应变的减小、润滑状态及工件终端部材料的支撑刚度的增加而减小。
1988年以来,王贵成建立了切削运动-刀具切削刃的毛刺分类体系,系统开展了两侧方向毛刺、进给方向毛刺及切削方向毛刺形成机理及控制的切削试验研究,揭示出毛刺形成变化的基本规律,得出了毛刺形态转换的基本界限条件,并提出了若干减小和抑制毛刺的技术、工艺和方法。
20世纪90年代以来,美国加利福尼亚柏克利分校机械工程学院自动化研究室的D.A.Dornfeld教授等给出Ti-6Al-4V、Al-6061及黄铜等材料的钻削、铣削形态和切削条件间的毛刺控制图表,并根据图表实现对毛刺形态的控制。
1996年,S.L.Ko基于弹塑性断裂理论,对毛刺及亏缺的形成机理进行理论分析,建立了金属切削亏缺形成的界限准则。
他认为刀尖的等效应变超过某一阈值时在该处产生裂纹,裂纹的扩展及刀具的推挤作用最终使切屑与工件母体材料分离产生亏缺。
G.L.chern在运用SME试验的基础上,扩展了S.L.Ko所提出的理论,并指出当刀具接近工件的终端面时,稳态切削状态就会消失,在工件的终端面就会形成负剪切变形区。
若裂纹未沿着负剪切变形区扩张则会在塑性弯曲变形和塑性剪切变形的作用下形成毛刺。
2000年,I.W.Park根据切削过程中工件终端部材料的应力、应变的分布曲线及集合变形情况及几何变形情况,将毛刺形成过程分为4个形成机理阶第28卷第11期2007年11月煤矿机械Coal Mine MachineryVol128No111Nov.2007段:毛刺形成初始阶段、毛刺发展阶段、支点形成阶段及毛刺最后形成阶段。
在以塑性失效为切屑分离准则的基础上,他运用ABAQUS P Explict软件建立了SS304L材料正交切削毛刺形成机理分析模型并模拟工件终端角、刀具前角及支撑材料的使用对毛刺形态及尺寸的影响。
模拟结果表明:负切削区的大小直接影响毛刺高度H和根部厚度B的尺寸大小,而当负剪切区未扩展到工件棱边时形成的毛刺根部厚度B较大。
2000年,桥村雅之等利用有限元方法计算AL-2024-O和Cu的切削过程毛刺形成阶段工件的等效应变分布及剪切区材料的网格变形,深化了毛刺形成机理。
在利用SEM对毛刺形成过程进行观察的基础上,他提出了基于材料特性的毛刺形成模型,研究了切削厚度对负剪切区及毛刺尺寸的影响。
结果表明:随着切削厚度的增加毛刺尺寸和负剪切区域都增加。
2002年,H.B.Lin运用Eulerian P Lagrangian建立了二维正交切削模型,模拟了铣削及钻削毛刺的形成过程。
在铣削方面,他还模拟了刀具各切削刃切出工件端面的顺序对毛刺形成的影响。
钻削方面,他开发了一种钻头几何模型的有限元网格自动划分的算法,模拟并预测了冠状毛刺的形成。
2005年,上海交通大学的马春翔等人研究了振动车削过程中进给方向毛刺的形成情况,把椭圆振动车削、普通振动车削和普通车削过程中形成毛刺的尺寸进行了对比,并且对振动车削抑制车削进给方向毛刺的机理进行了分析。
2005年,Andrey Toropov、Sung-Lim Ko和B yung -Kwon Kim进行了车削Al6061-T6实验,研究了进给量,切削速度,切削深度和端面角等因素对进给方向毛刺的影响。
1.2毛刺形态预测预报的研究1987年,河村末久等基于平面应变理论及Von Mises屈服准则,建立了正交切削工件两侧方向毛刺根部厚度理论形成模型。
1996,G.L.chern利用最小能量原理提出了基于几何-力学的二维正交切削模型,得出了负剪切角理论计算公式并建立对塑性材料切削加工时形成毛刺高度H及根部厚度B的理论预报模型。
在分析了刀尖处应力状态的基础上,他认为在该应力超过某一阀值时,将会沿着负剪切面产生裂纹,从而形成负毛刺。
在此基础上,S.L.Ko建立了斜角切削时毛刺和亏缺的形成模型。
以塑性断裂准则依据,他提出了裂纹产生条件并推导了裂纹产生方向角和初始位置的求解公式。
1999年,J.Kim根据不锈钢材料的钻削试验制定了钻削切出方向毛刺的控制图表。
按照钻头直径的比例将毛刺分为3种形态:优化均匀毛刺(Ñ型)、均匀毛刺(Ò型)和冠型毛刺。
为了便于使用者可以根据图表的F和S来预测毛刺的形态或可以对毛刺形态的控制,将毛刺分为3个不同区域。
他认为影响毛刺形成的主要因素有:钻头直径、进给速度及主轴转速。
在运用钻削毛刺控制图表(DB CC)的基础上,S. Min和J.kim开发了基于internet的钻削毛刺专家系统。
该系统以钻削试验数据为基础,以DB CC为专家系统推理的判别依据,以Java应用程序为手段,实现了毛刺形态的预报,并且可以根据所期望毛刺形态对切削条件进行优化选择,从而对毛刺的形成进行控制。
2000年,Andrey Toropov和Sung-Lim Ko建立了一个考虑热和力的预测切削方向毛刺尺寸的数学模型。
2003年,王贵成以直角自由切削试验为基础,建立了两侧方向毛刺形成的数学-力学模型,系统揭示出两侧方向毛刺与切屑剪切应变的关系,得出了两侧方向毛刺形态转换的界限条件,实现了两侧方向毛刺的预报。
2004年以来,陈镇宇等先后运用弹塑性力学理论,针对二维和三维切削加工,初步建立了金属切削毛刺形成的数学-力学模型,在一定范围内实现了毛刺形成的预报和控制。
朱云明博士构建并开发金属切削毛刺专家系统,建立了切削毛刺形态、尺寸及精度等序列与切削条件之间的映射模型。
对毛刺形态和尺寸进行自动预测预报及切削参数等的优化选择,实现毛刺自动控制。
2006年Andrey Toropov、Sung-Lim Ko建立进给量、切削速度、端面角、切削深度对进给方向毛刺影响的力学模型,并通过实验进行验证。
2尚存在的主要问题经过各国学者和机械工程专家多年来不断地探索,在金属切削毛刺形成及其控制的研究上取得了一系列进展,一部分成果已经应用于实践,并取得了巨大的经济效益。
但是由于金属切削毛刺的研究是一个复杂的系统工程,到目前为止本研究领域还有如下尚待解决的主要问题:(1)金属切削毛刺的数学-力学模型的建立和完善金属切削毛刺的数学-力学模型的建立和完善是和金属切削理论、材料学、弹塑性力学和有限元理论与软件等多门学科的发展密不可分的。
目前,应用各个学科取得的多种分析方法和理论对毛刺形成的机理解析模型比较多,但是还不能清晰准确地描述毛刺的形成过程。
因此,在金属切削毛刺形成上还没有建立具有普遍意义的理论模型,尤其是数学-力学模型,这样限制了对毛刺形成的定量预报和控制。
(2)金属切削毛刺形态变化及其界限转换条件在不同的切削条件和加工工艺下,金属切削毛刺的形态发生相应的转换。
对毛刺形态转换的界限条件进行研究,找到其界限转换条件,从而可以实现少、无毛刺加工的主动控制,目前,国内外对这个方面的研究很少,因此有必要对其进行系统,深入地研究。
(3)金属切削毛刺测量方法和测试仪器的开发金属切削毛刺测量方法和仪器的研究与开发进展缓慢,严重制约了研究成果的及时转化,延缓了制造工艺水平和技术的提高。