机械加工毛刺产生的原因及处理办法视频（机械加工毛刺产生的原因及处理办法有哪些）

加工后的毛刺很烦人，别害怕！解决办法如下金属切削过程中常常伴随着毛刺的产生。毛刺的存在不仅降低工件的加工精度和表面质量，影响产品的性能，有时甚至会造成事故。对于毛刺问题，人们通常采用去毛刺工艺来解决。去毛刺是一个非生产性过程。不仅增加了产品成本，延长了产品生产周期，而且毛刺去除不当还会导致整个产品报废，造成经济损失。

本文首先系统分析了影响端铣毛刺形成的主要因素，并从结构设计到制造探讨了减少和控制铣削毛刺的方法和技术。

1、立铣加工毛刺的主要形式

根据切削运动——刀具切削刃毛刺分类系统，立铣加工过程中产生的毛刺主要包括主刃两侧毛刺、侧切毛刺、底切毛刺以及切入、切出进给方向。毛刺有五种形式（见图1）。

图1 端铣形成的毛刺

一般来说，与其他毛刺相比，底边切割方向的毛刺尺寸较大，且难以去除。为此，本文以切削方向的底边切削毛刺为主要研究对象。根据立铣时底边切削方向毛刺的大小和形状，可分为以下三种：I型毛刺（尺寸较大，去除困难，去除成本较高）， II型毛刺（尺寸较大，较小，无法去除或可以轻易去除）和III型毛刺为负毛刺（如图2所示）。

图2 铣削底边时切削方向毛刺类型

2、影响端铣毛刺形成的主要因素

毛刺的形成是一个非常复杂的材料变形过程。工件材料特性、几何形状、表面处理、刀具几何形状、刀具切削路径、刀具磨损、切削参数和冷却液使用等各种因素直接影响毛刺的形成。图3是影响立铣毛刺的因素的框图。在特定的铣削条件下，立铣毛刺的形状和尺寸取决于各种影响因素的综合作用，但不同的因素对毛刺的形成有不同的影响。

图3 铣削毛刺形成因果控制图

1. 刀具进出

一般来说，刀具旋转出工件时产生的毛刺比刀具旋转进入工件时产生的毛刺大。

2.在平面上剪出角

平面切削角度对底边切削方向毛刺的形成影响很大。平面切削角的定义是当切削刃旋转出工件端面时，在经过切削刃上一点垂直于铣刀轴线的平面内，切削速度（矢量）的方向该点的刀具速度和进给速度的组合）与工件端面方向之间的角度相同。工件端面的方向是从刀具旋入点到刀具旋出点。如图5所示，为平面切出的角度，其范围为0180。

测试结果表明，毛刺高度随着切削深度的变化而变化，即随着切削深度的增加，毛刺从I型毛刺变为II型毛刺。产生II型毛刺的最小铣削深度通常称为极限切削深度，用dcr表示。图6显示了加工铝合金时平面切口角度和切削深度对毛刺高度的影响。

图6 毛刺形式、平面切削角度和切削深度

从图6可以看出，平面切削角度越大，极限切削深度越大；当平面切削角度大于120时，I型毛刺尺寸较大，转变为II型毛刺的极限切削深度也较大。因此，较小的平面切除角度有利于II型毛刺的产生。这是因为越小，端子表面的支撑刚度相对增大，越不容易形成毛刺。

进给速度的大小和方向会对合成速度v的大小和方向产生一定的影响，进而对平面切削角度和毛刺的形成产生影响。因此，进给速度和出口刃偏角越大，越小，越有利于抑制较大毛刺的形成（如图7所示）。

图7 进给方向对毛刺形成的影响

3. 工具提示退出顺序EOS

端铣期间，毛刺尺寸很大程度上取决于刀尖的退出顺序。如图8所示：A点为副切削刃上的点，C点为主切削刃上的点，B点为刀尖顶点。假设刀尖是锋利的，即不考虑刀尖圆弧半径。如果边B-C 先退出工件，边A-B 随后退出工件，则切屑会铰接在已加工表面上。随着铣削的进行，切屑被推出工件，在切削方向上形成较大的底刃切削毛刺。如果刃口A-B先退出工件，刃口B-C后退出工件，则切屑铰接在过渡面上并被切出工件，在切削方向上形成较小的底刃切削毛刺。

实验表明：

刀尖退出顺序ABC/BAC/ACB/BCA/CAB/CBA依次增大毛刺尺寸。

EOS产生的结果是相同的，只是在相同的退出顺序下，塑料材料产生的毛刺尺寸比脆性材料大。刀尖退出顺序不仅与刀具几何形状有关，还与进给速度、铣削深度、工件几何形状和切削条件等因素有关。毛刺的形成是多种因素综合作用的结果。

图8 刀尖退出顺序和毛刺形成

4、其他因素的影响

铣削参数、铣削温度、切削环境等也会对毛刺的形成产生一定的影响。通过平面切削角理论和刀尖退出顺序EOS理论反映了进给速度、铣削深度等一些主要因素的影响。这里我就不详细说了；

工件材料的塑性越好，越容易形成I型毛刺。在端铣脆性材料过程中，如果进给量或平面切削角较大，有利于型毛刺（缺陷）的形成；

当工件端面与加工平面的夹角大于直角时，由于端面支撑刚度增强，可抑制毛刺的形成；

使用铣削液有利于延长刀具寿命、减少刀具磨损、润滑铣削过程，从而减少毛刺尺寸；

刀具磨损对毛刺的形成影响很大。当刀具磨损到一定程度时，刀尖圆弧增大。不仅在刀具退出方向上毛刺尺寸增大，而且在刀具切削方向上也会产生异形毛刺。其机制有待进一步研究。深入挖掘。

刀具材料等其他因素对毛刺的形成也有一定的影响。在相同的切削条件下，金刚石刀具比其他刀具更有利于抑制毛刺的形成。

3.控制铣削毛刺形成的基本方法

立铣毛刺的形成受多种因素影响。它不仅与具体的铣削工艺有关，还与工件结构、刀具几何形状等因素有关。要减少立铣毛刺，必须从多方面控制和减少毛刺的产生。

1、结构设计合理

毛刺的形成很大程度上受工件结构的影响。工件结构不同，加工后边缘毛刺的形状和尺寸也有很大差异。如果工件材料和表面处理是预先确定的，那么工件的几何形状和边缘是决定毛刺形成的重要因素。

2.适当的加工顺序

加工顺序对立铣毛刺的形状和尺寸也有一定的影响。毛刺的形状和尺寸不同，去毛刺的工作量和相关成本也不同。因此，选择合适的加工顺序是降低去毛刺成本的有效途径。

图9 选择加工顺序控制方式

图10a中，如果先钻平面再铣平面，则孔圆周上容易产生较大的切出铣毛刺；如果先铣平面，再钻孔，则孔圆周上只会有较小的钻孔毛刺。同样，图10b中，先铣上表面再铣凹形形成的毛刺尺寸小于先铣凹形再铣平坦表面形成的毛刺尺寸。

3.避免工具退出

避免退刀是避免毛刺形成的有效方法，因为退刀是切削方向毛刺形成的主要因素。通常，铣刀旋出工件时产生的毛刺较大，铣刀旋入工件时产生的毛刺较小。因此，加工时应尽量避免使用铣刀。如图4所示，使用图4b产生的毛刺比图4a产生的毛刺要小。

4.选择合适的切割路径

从前面的分析可以看出，当平面切削角度小于一定值时，产生的毛刺尺寸较小。通过改变铣削宽度、进给速度（幅度和方向）和旋转速度（幅度和方向）可以改变平面切削角度。因此，通过选择合适的刀具路径可以避免I型毛刺的产生（见图11）。

图10 控制刀具路径的方法

图10a 显示了传统的锯齿形刀具路径。图中阴影区域表示切割方向上可能出现较大毛刺的位置。图10b采用改进的刀具路径，可以避免切削毛刺的产生。虽然图11b中的刀具路径比图10a中的刀具路径稍长，并且花费的铣削时间也稍多，但它不需要额外的去毛刺过程，而使用图10a则需要大量的去毛刺时间（尽管图中的阴影区域）图即出现毛刺的地方不多，但实际去毛刺时，毛刺所在的边缘肯定都没有了）。因此，综上所述，就控制毛刺而言，图10b所示的刀具路径优于图10a所示的路径。

5、选择合适的铣削参数

立铣参数（如每齿进给量、立铣宽度、立铣深度和刀具的几何角度等）对毛刺的形成有一定的影响。

立铣毛刺的形成受多种因素影响，其中主要影响因素有：刀具退出/进入、平面切削角度、刀尖退出顺序、铣削参数等。最终毛刺的形状和尺寸是结果因素的组合。

本文从工件结构设计、加工工序安排、铣削量和刀具选择的全过程入手，分析了铣削毛刺的主要影响因素，提出了控制铣刀走刀路线、选择合适的加工顺序以及结构设计改进的方法。抑制或减少铣削毛刺的技术、工艺和方法为铣削加工中主动控制毛刺尺寸、提高产品质量、降低成本、缩短生产周期提供了可行的技术方案。