什么是去毛刺？实施目的和方法、工具
发布日期: 2024-04-19
去毛刺是为了去除产品或零部件上因加工产生的毛刺，以提高表面质量或避免在使用过程中出现问题而进行的追加工。下面介绍一下毛刺产生的主要原因和去毛刺的方法、以及防止毛刺产生的加工方法等。
什么是毛刺
毛刺是指在加工过程中产生的预期外的刺状物或飞边残料。它的特点是在进行金属加工和树脂加工时产生，形状呈不确定的刺状物。
例如，当在金属进行切削或冲压切割加工时，工件在变形的同时会被撕裂，产生毛刺。可以想象在撕碎粘土这样柔软的物品时，拉长形状的尖端会变成锯齿状的不确定形状。切削和冲压加工中的毛刺是朝着加工的前进方向产生的。
毛刺也会出现在模具加工中，如金属铸造或树脂注塑成型。模具成型加工中产生毛刺的原理与切削或冲压加工产生毛刺的原理完全不同。在铸造和注塑成型过程中，金属和树脂等材料会通过模具接合部的接缝处溢出，除了模具接缝（PL）外，还有诸如镶块和顶针等零件周边也会发生接缝溢出，然后直接凝固。沿着模具和镶块的接缝，形成较薄的突起形状。
毛刺还会出现在其他各种不同的场景中，例如焊接、电镀和喷漆，但无论出于何种原因，毛刺基本上都被视为应该去除的东西。图纸中一般也会有 “无毛刺、变形”、“不可有毛刺”等注释内容。因此加工过的零件或产品如果有毛刺一般都会去除掉。除去产生毛刺的工序叫做去毛刺。
去毛刺的目的
如果产生毛刺，必须进行去毛刺处理。如下所述，去毛刺有多种目的和理由。
- 为了防止装配精度降低
毛刺是指从原始形状中无意突出的部分。因此，如果零件之间的接触面有毛刺，毛刺就会作为异物夹杂在零件之间，从而导致无法正确装配。这会导致组装精度变差，无法发挥应有功能等问题。例如，如果要把圆棒和金属板通过金属板的圆孔进行组装作业，而金属板圆孔通过冲压或其他剪切工艺进行开孔加工，使得该圆孔产生毛刺，则圆棒与金属板圆孔产生的毛刺互相干扰，导致圆棒无法装配到孔中，或无法按预期进行装配。另外基准面边缘存在毛刺还会导致零件无法正确定位，从而产生测量误差。因此毛刺必须去除掉，因为它会降低装配精度。
- 防止故障以及产品磨损
如果零部件上有毛刺，在装配后也会导致各种故障发生。例如，在油或空气等流体通道中产生的毛刺不仅妨碍流体流动，而且在产品使用过程中脱落，形成异物（污染），也会损害产品的功能。此外，在电气产品的示例中，即使设计时已确保有足够的间隙，但预期外的突出物可能会导致毛刺与电路接触而发生短路。此外，基于毛刺的硬度和大小，在与其他零件接触中可能会造成其他零件的划伤等。如果在与滑动表面接触部位有毛刺，自然会增加滑动阻力，磨损滑动表面，降低滑动性能。
- 防止制造工人和终端用户受伤
尤其是金属毛刺，它的特点是像尖刀一样锋利。因此，带有毛刺的零件可能会伤害到操作工人的手。可能会危及工作安全，导致不可预见的情况发生，如工伤事故等。此外，产品上残留的毛刺也可能会伤害到终端用户。过去曾发生过终端用户被裸露焊点上的毛刺所伤而需要承担损害赔偿责任的案例。 在终端用户能够接触到有毛刺的地方，必须特别谨慎，清除毛刺。因为毛刺不仅会伤人，还会严重损害制造商的声誉。
去毛刺的主要方法
那么，到底有哪些方法可以有效去除毛刺呢？下面从机械方法和磨粒加工这两方面来介绍具有代表性的去毛刺方法。
- 机械法
去毛刺的方法有很多种，其中最典型的是使用加工机器或工具，通过机械接触去除毛刺。
在去毛刺设备中，让专用刷子工具旋转，工件通过皮带或其他方式自动送入，或者操作员手动将工件压在刷子上实现去毛刺加工。此外，在使用数控机床加工过程中，切削完成后，可以将刀具更换为刀片或毛刷等专用工具，在加工的同时进行去毛刺处理。这类方法一般都是采用较大的设备来完成的，但这样的案例并不多。
在去毛刺的加工现场，最常用的是利用刀片、刷子、手工工具等进行手工去除毛刺。毛刺并不是总以同样的方式出现在同一个位置。因此，并不是所有的加工产品每一处都需要去毛刺处理，合理化安排可以减少时间和精力投入，这是手动去毛刺的优点。但是在毛刺会持续发生的情况下，手动去毛刺的缺点是需要投入更多作业时间。 手工去毛刺还可能在作业过程中损伤工件。
机械法的优点是去除率高，可以可靠地去除毛刺。但是，每道工序都需要改变工件位置、更换工具等，这样就比较繁琐。
- 磨粒加工
磨粒加工也是去毛刺的典型方法之一。滚筒抛光和抛丸通常被定位为打磨加工（抛光），但由于喷射和磨粒碰撞时具有去除毛刺的效果，因此有时也会为了去除毛刺而採用此方法。
滚筒抛光可以想象成洗衣机。旋转装有工件、液体和磨粒的容器，并利用工件之间或工件与磨粒的碰撞来去除毛刺。
抛丸是在工件表面喷射磨粒的加工工艺。通过磨粒与工件表面的毛刺碰撞，去除毛刺。其优点是可以与抛光工艺相结合，实现工序一体化。但它也有缺点，如工件表面会出现划痕和凹痕，工件的边角特征会被钝化。
还有一种叫做流体抛光（磨粒流动）的加工方法。想象一下我们挤出蒙布朗蛋糕奶油的样子。让含有磨粒在内的粘弹性聚合物在一定压力作用下通过工件内部。该方法主要适用于圆筒内和孔洞边缘的毛刺，其特点是可以去除复杂形状或者硬质材料的毛刺。另一方面也存在加工时间长等缺点。其他类型的去毛刺工艺还包括用等离子体或火焰烧结毛刺的热加工工艺、用化学品溶解毛刺的化学工艺以及电抛光等电化学方法。
去毛刺的常用工具
机械方法中会用到不同的工具。 以下是一些最常用的去毛刺工具。
手持工具（修边器）
https://jp.misumi-ec.com/vona2/detail/110600395560/?list=PageCategory
一种去毛刺的电动工具。
棒状磨具
https://jp.misumi-ec.com/vona2/detail/223000311990/?list=PageCategory
一种手持式棒状磨石，用于去除角部和凹槽部的毛刺。
毛刺切刀
https://jp.misumi-ec.com/vona2/detail/223303196717/?list=PageCategoryNC
机床等去毛刺时的常用工具。
去毛刺的注意事项
去毛刺的方法有很多种，但在任何操作方法中都有着共同的注意事项。
- 注意不要划伤产品
去毛刺可能会用到刀具、刷子等各种工具。因此除了需要去除毛刺的部位以外，必须注意不要划伤其他部位。根据材质强度等因素，选择最合适的去毛刺方法，正确制定作业步骤。
- 注意工作中受伤
如上所述，毛刺可能会伤害到工人自身。因此作业时需要穿戴护具和准备能够实现安全作业的设备、环境等。使用防护眼镜、防尘口罩、手套等，准备好可供遵守的安全作业标准。
如何防止毛刺的产生
清除已产生的毛刺固然重要，但从设计和加工阶段开始采取措施防止毛刺产生也同样重要。 根据产生毛刺的原因不同，采取的措施也不尽相同，但以下方法是有效的典型措施。
- 在设计阶段考虑到防毛刺措施
在设计阶段就考虑毛刺对策是非常重要的。例如，如果在图纸上追加诸如“无指示角部C倒角”或“无指示角部C0.2倒角”的指示，则倒角过程也是去毛刺的过程，因此在某些情况下可以省去去毛刺工艺。
- 考虑切削加工的加工方向
切削加工操作中，当刀具在工件上由内侧向外侧移动时，毛刺往往会变大。 因此，通过设计刀片的进给方向和加工顺序，可以抑制毛刺的产生。
- 考虑合理的加工速度
毛刺的大小与刀具的吃刀量和切削速度也有关系。 因此，找到不易产生毛刺的加工条件，并调整加工条件也是一种预防措施。
- 考虑加工顺序，毛刺在后续的工艺中去除
例如，针对在圆筒侧面开孔，圆筒内部打磨的产品。如果先打磨内部，再在侧面钻孔，圆筒内部就会留下毛刺；但是，如果先在侧面钻孔，然后再打磨圆筒内部，则可以通过打磨工艺来去除毛刺。这样，毛刺就可以在后续工艺中直接去除，而不需要另外进行去毛刺处理了。另外，在钣金类产品中，也可以将产生毛刺的一侧设计在产品内部，以确保毛刺不会影响终端用户。
- 提高铸造和注塑模具的精度
在铸造和注塑成型中，PL部会产生毛刺。这是因为模具拼缝处会有很小的缝隙而产生的，所以必须采取措施，如提高模具精度以消除缝隙，或者降低温度以增加浇注材料的粘度等。
总结
毛刺是在金属切削、冲压以及金属和树脂成型过程中产生的预期外刺状物。是图纸中没有的形状，它会导致装配精度降低，零件或产品故障，产品损坏等问题。锋利的毛刺还可能伤害操作工人和终端用户，导致工伤和赔偿责任。因此，必须实施去毛刺处理。去毛刺的方法有机械法，通过毛刷或刀具等工具去除毛刺，或使用滚筒抛光或抛丸等磨粒加工方法等。此外，还可以在设计和加工工艺方面进行充分思考和优化来抑制毛刺的产生。
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