CN1076651C - 物品、特别是金属物品去毛刺的方法和该方法的应用 - Google Patents

Abstract

一种物品、特别是金属物品(1)的去毛刺的方法，该物品在冲压、剪断、模制和/或机械加工工序之后，布满了锋利的边缘或毛刺(8)。利用该方法将物品(1)送进至一个去毛刺工具的下面，该工具扫过该物品(1)的表面。所述去毛刺工具包括多个去毛刺滚子(21)，每个去毛刺滚子(21)固定在从一个驱动装置(23)沿径向向外伸出的各个主轴(22)上。所述去毛刺滚子(21)围绕着该主轴(22)转动，并还围绕着一根与该主轴(22)成直角的转轴(24)转动。另外，该去毛刺滚子(21)还可垂直于该物品(1)的送进方向(28)作平行于该物品(1)的表面(2)的往复运动。本发明还涉及和用所述方法去除飞机机翼肋条或类似物体的毛刺和/或磨削该肋条或类似物体。

Description

物品、特别是金属物品去毛刺的 方法和该方法的应用

本发明的应用领域

本发明涉及一种物品、特别是金属物品去毛刺的方法。这些物品在冲压、剪断、模制和/或机械加工工序之后往往布满了锋利的边缘或毛刺。

本发明还涉及使用该方法去除飞机机翼肋条、平板件等的毛刺。

发明的技术背景

去毛刺不但是无数金属物品生产中，而且也是其他材料的物品如可能具有溢料边缘或突出部分的塑料物品生产中的一个问题。

当涉及金属物品的去毛刺时，如果能在该物品的轮廓上形成均匀的倒角是有很大好处的。

除了由工人使用锉刀对单件物品进行手工去毛刺以外，在大量生产中还有各种各样的去毛刺的方法。例如，电解去毛刺和在磨料中振动去毛刺、磨削、喷砂，利用各种不同的材料作冲洗和利用研磨添加剂作高压冲刷去毛刺等。

大量生产中的上述去毛刺的方法有如下若干缺点。

(1)必需将该物品与磨料分开；

(2)该物品必需清除灰尘/液体；

(3)相互接触可能使物品互相损坏；

(4)去毛刺过程可使该物品发热；

(5)去毛刺过程缓慢；

(6)毛刺或模型边料经常会产生所谓折叠回来的问题；和

(7)去毛刺的结果不恒定，并与该物品的形状有关。例如，在一个圆孔中，可能出现沿着该孔的边缘其倒角的半径不同。

从美国专利申请5468173号中已知一种用于金属物品去毛刺的机器。所述机器包括二套去毛刺头，每一个头具有四个带有磨料薄片的去毛刺滚子。该磨料薄片从一个夹持圆筒沿半径方向向外伸出。所有的去毛刺滚子都横交该要去毛刺的物品沿同一方向回转或转动。

然而，该机器不适合于去除拐角和狭窄通道处的毛刺，因为该去毛刺磨料薄片的宽度对于能处理的开口宽度有一个极限限制。

另外，该磨料薄片的刚硬度较高，这就使它自我调节以适应不同的轮廓和边缘的能力受到限制。

尽管有许多不同的去毛刺的方法和去毛刺的机器，但是，由于上述的缺点和要求沿着物品各种各样的轮廓作出均匀的倒圆半径，因此，许多去毛刺的工作还必需靠手工进行。

然而，手工去毛刺是很费时间的，因此，在大量生产中，花费昂贵。另外，在去毛刺的边缘上经常出现刮痕，这些刮痕可能形成裂纹，并导致物品断裂。

因此，在航空工业中，例如在制造飞机机翼的肋条或类似零件时，会出现问题。这些肋条由巨大的金属件制成，并加工成精确的形状。这样，当该肋条达到其最终尺寸时，在将孔的边缘和外边缘倒圆成十分精确的倒圆半径的倒圆过程中，必须同时去除由加工产生的毛刺。这些倒圆不但需有一定的半径，而且在去毛刺后，该倒圆完全没有刮伤或刮痕，因为，这些刮伤或刮痕可能导致产生裂纹，结果，当安装在飞机机翼或类似的地方时，最终加工好的肋条会产生振动。

需要解决的技术问题

因此，必需要在金属物品去毛刺时，不致在该物品的去毛刺边缘上产生刮痕或裂纹，并且，在去毛刺的同时，还必需能在该物品的轮廓上形成具有均匀半径的倒圆。

当该物品要接着进行表面处理时，希望去毛刺后能得到均匀的轮廓，从而可保证在表面上涂敷一层所希望厚度的表面涂层，如漆。新技术

因此，本发明的目的是要提供一种在冲压、剪断、模制和/或机械加工工序后，对布满锋利边缘或毛刺的金属物品去毛刺的方法。

这个目的可以利用在独立权利要求中所述的那种方法达到。本发明的所述方法的特征为，该物品被送入一个去毛刺工具下面，该工具扫过该物体表面。所述去毛刺工具包括多个由去毛刺圆盘组成的去毛刺滚子，每一个去毛刺圆盘均由一个切成圆形的磨料件制成，该磨料件上带有多个径向槽而形成大量的磨料指形刃。每个所述的去毛刺圆盘均固定在其自身的从驱动装置沿径向向外伸出的主轴上。所述毛刺圆盘成对地围绕着该主轴在相反方向回转，并且还围绕着一个与该主轴成直角的转动轴转动。另外，该多个去毛刺滚子还垂直于该物品进给方向作与该物品表面平行的往复运动。

如果该物品具有至少是部分平坦的下底面，则也可以将该物品送进至一个真空表面上，在物品向前送进的过程中，该真空表面可将该物品固定在该去毛刺的工具下面。这样，空气的流动可以冷却该物品的表面。技术效果

人们惊奇地发现，这种去毛刺处理的效果集中在正常情况下残留有毛刺或/毛刺被折过来的物品边缘上，并且，该物品不受去毛刺过程产生的热的影响，因为该去毛刺的圆盘可使空气循环，对该物品的表面进行冷却。另外，去毛刺后不需要接下来进行清洁处理，因为去毛刺过程是在干燥的条件下进行的。再者，即使在复杂的物品上，也可以在所有轮廓上得到均匀和相同的倒圆半径，不论这些轮廓是在该物品的外边缘上或不同形状的孔边缘上延伸的。

另一方面，不需要去除很多材料，就可将在上述边缘之间的该物品表面区域磨平和磨光滑。

该去除毛刺圆盘上的指形刃具有较大的挠性，可使该指形刃向下进入该物品的凹部和孔中一定距离，这样，就可在其轮廓上进行倒圆，得到所希望的半径。同样，该较窄的指形刃可以向下进入狭窄的开口和通道中，对这些地方进行处理。

另外，向相反方向转动的去毛刺工具的效果是，在同一方向送进的物品不受去毛刺工序的影响，这表示，在平面上的夹紧功率不需要特别大，因而可以保证精确地去毛刺和保证该物品的形状。

将该物品放置在一个真空平面上的作用是，在作去毛刺处理过程中固定地夹持该物品，另外在去毛刺过程中，在该物品表面上有冷却作用。

对于表面光滑的物品，很难接着进行涂色/涂漆形式的表面处理来使处理的材料粘接在该物品的表面上。

当利用根据本发明的方法，对物品进行去毛刺/铣削(fraze)时，已经证明了，该表面处理材料可以很好地粘附在该物品表面上。

因此，本发明的方法可以成功地用于飞机机翼肋条的去毛刺，并同时在该肋条的各种不同边缘上进行倒圆。平板形物品也可用同样的方法进行处理。

附图

下面，将结合附图更详细地说明根据本发明的方法，和利用该方法去除(例如)飞机机翼肋条上的毛刺，其中：

图1表示一个物品的部分剖面，其中，小箭头表示由机械加工产生的窄槽，较大的箭头表示需要通过对该物品表面进行一般的去毛刺而除去和/或倒圆的锋利毛刺；

图2表示利用本发明的方法去毛刺后，图1所示的该物品；

图3表示一个飞机机翼肋条的平面图，该肋条可以利用本发明的方法在一台机器上进行去毛刺，其中，该去毛刺工具的复合运动用箭头表示；

图4示意性表示该机器的侧视图，其中在去毛刺过程中的该飞机机翼肋条如图3所示；和

图5以较大的比例表示由几个去毛刺圆盘组成的一个去毛刺滚子。

图1表示一个物品1的横剖面。根据该物品的最后形状，该物品的表面2具有突起部分3和槽4。该突起部分3和槽4具有一定高度和深度。还可以看到在该表面2上有一通孔5和一个凹部6。标号7表示一系列的槽，痕迹或凹部，它们是在机械加工过程中如铣削或车削中由切削刀具产生的；而标号8表示，作为一个环节，必需在该物品的最后处理中除去的锋利毛刺。

如图2所示，在各个不同边缘上的这些槽、痕迹或凹部7和毛刺必须除去，而在该孔5和该凹部6周围的边缘必需倒圆，如标号9和10分别表示的那样。同时，在突起部分3和槽4处的表面2只需在去除最少量材料的情况下，加工光滑即可。

利用本发明的方法可以达到这个要求。其中，如图3和图4所示，该物品1被送至一个去毛刺的工具的下面，该工具扫过该物品1的表面2。所述去毛刺工具包括多个安装在各个主轴22上的去毛刺滚子21，该主轴22则沿着径向方向从一个驱动装置23向外伸出。所述去毛刺滚子21不但可围绕该主轴22转动(如箭头25所示)，而且可以围绕与该主轴22成直角的一个转轴24转动(如箭头26所示)。另外，该去毛刺滚子21还可以在该物品1的送进方向(如箭头28所示)的横向方向上，作与该物体1的表面2平行的往复运动(如双箭头27所示)。

相邻的去毛刺滚子21最好按相反的方向转动，如图3中的方向相反的箭头25所示。在去毛刺过程中，该物品1在一个工作台29上向前送进，并且按通常已知的方式用夹紧工具30固定。

然而，假如该当前的物品1具有一个一定长度的平下底面，则最好使用一个带有一条传送带的工作台作为工作台29。该传送带具有一个穿孔的表面31，在该表面31下面有一个腔32，该腔32与一个真空源连接(图中没有示出)。这样，在去毛刺过程中，该物品1由真空固定。该传送带是环绕的，并且在滚子33上运转，而该滚子33则安装在该工作台29的下面。

如图5所示，该去毛刺滚子21由许多去毛刺圆盘组成，每一个去毛刺圆盘由一个切成圆形的磨料构成，并且，该圆形磨料带有许多径向的切口，以形成大量的从该去毛刺滚子21和主轴22沿径向伸出的去毛刺指形刃，另外，通过改变在该主轴22上的去毛刺圆盘的数目，可以根据当前的去毛刺任务，调节该去毛刺滚子21的轴向长度。

在该去毛刺圆盘上的该去毛刺指形刃具有较大的挠性，使该去毛刺指形刃可以向下进入该物品1的孔5和凹部6中一定距离，因此可以在该孔5和凹部6的轮廓上倒圆达到所希望的半径。另一方面，当该去毛刺指形刃在一定大小平面区域上通过时，如在该物品1的突起部分3和槽4上通过该去毛刺的指形刃被压缩在一起，因此，只去除很小一部分表面材料。

现在，利用下面的子来说明本发明的方法。例子

为了测试所述方法的效率，在德国航空航天空中客车(DeutscheAerospace Airbus)公司中，在一台型号为FLADDER300/GYRO(FLADDER为注册商标)的去毛刺机上，进行了一次去毛刺/铣削试验。该机器20包括一个框架(图中没有示出)，在该框架上悬挂着带有去毛刺滚子21的上述去毛刺工具，带有主轴22、驱动装置23、转轴24、工作台29和/或真空工作台31、32、33。

作为试验用，该去毛刺机20的主轴长度取为350mm，它有6根主轴，在主轴上总共分布着168个去毛刺圆盘，这些主轴成对地在相反方向上转动。该去毛刺圆盘涂敷一层硬度为220的磨料磨粒，且其直径为300mm，其直径只能在250～500mm之间选择。另外，啮合深度或工作深度设定为8mm。该物品为钻有孔的1.6mm厚的铝板。该物品由一个真空工作台固定，该真空工作台可以不同的速度将该物品向前送进。试验结果边缘倒圆

在该去毛刺机上，可以改变该去毛刺滚子的转速数，工作台的送进速度和该去毛刺指形刃的进入深度。为了确定这些因素对结果的影响，在不同的转速数和送进速度下对试件进行去毛刺。在一个外边缘和直径为2.4mm的孔中，测量边缘的倒圆情况。

在送进速度为1.0m/min情况下，所得出的倒圆半径结果如下：每分钟转数：        1130    1240    1360    1500外边缘(mm)           0.3     0.3     0.2     0.4孔(mm)               0.1     0.1     0.1     0.1

在送进速度为1.25m/min情况下，所得到的倒圆半径结果如下：每分钟转数：        1130    1240    1360    1500外边缘(mm)          0.20    0.20    0.30    0.30孔(mm)              0.05    0.10    0.15    0.50

在送进速度为1.50m/min情况下，所得到的倒圆半径结果如下：每分钟转数：        1130    1240    1360    1500外边缘(mm)          0.15    0.20    0.30    0.30孔(mm)              0.05    0.05    0.10    0.10

由于在每一种送进速度/每分钟转数组合的情况下，只对一个试件进行去毛刺，因此，不能对结果作统计处理。然而，下列趋势还是表现出来了：

—随着每分钟转数的增加，去除的材料增加，因此，边缘的倒圆半径也增大；

—随着送进速度的增大，去除的材料减小，因此，边缘倒圆的半径也减小。与孔的直径有关的去毛刺

在一个钻有不同直径的孔的试件上进行去毛刺。

在去毛刺滚子速度为1360转/分和送进速度为1m/min的情况下，边缘倒圆半径的结果如下：孔的直径(mm)：         2.4    4.0    32.0    外边缘边缘倒圆半径(mm)：    0.15    0.2    0.3       0.2

从这个结果可以看出，孔的直径越大，边缘倒圆的半径就越大，但是，即使孔非常小(直径＝2.4mm)，去毛刺的结果也是令人满意的。同时处理具有不同板厚度的物品而去毛刺

在去毛刺滚子的转速为1360转/分和送进速度为1m/min的情况下，对于下述试件，边缘具有1.4mm高的第一个突起部分，此后为一个长度为30mm的凹部；接着又是5.5mm高的第二个突起部分，此后是另一个长度为46mm的凹部；再接着是第三个也即最后一个高度为1.4mm的突起部分；得到下列结果：

在从该第一个突起部分至紧跟着的该凹部的过渡部分处，测得该突起部分边缘处的倒圆半径为0.3mm。在从该凹部至该第二个突起部分的过渡部分处，测得在该突起部分边缘处的倒圆半径为0.8mm，而在从该第二个凹部至该第三个也即最后一个突起部分的过渡部分处，测得该突起部分边缘的倒圆半径为0.3mm。

结果，可以去除不同厚度的平板件的毛刺。虽然，较厚部分的边缘上的倒圆半径较大，但仍是允许的。与并排排列的平板件之间的距离有关的去毛刺

在去毛刺滚子速度为1360转/分和送进速度为1m/min的情况下，对于所有厚度均为1.2mm的平板件，得到下列结果：与旁边的平板件的距离(mm)：      10      13     20边缘倒圆半径(mm)：             0.2     0.3    0.2

甚至距离该旁边平板件侧面的距离只为10mm，边缘倒圆的情况也是非常好的。处理二个侧面时的去毛刺

在去毛刺滚子速度为1360转/分和送进速度为1m/min的情况下，对于厚度为1.6mm且具有直径为2.4mm孔的平板件，可得到下列结果：

在要处理的第一个侧面上，测得在该孔边缘上的倒圆半径为0.05mm；而在外边缘上的倒圆半径为0.4mm。然后，将该平板件翻转过来，对另一侧面进行去毛刺，测得在该孔边缘上的倒圆半径为0.1mm，而在外边缘上的倒圆半径为0.4mm。因此，在相对二个侧面上的去毛刺互相没有影响。表面结构

使用Fa.Rodenstock公司生产的分析设备，评估去毛刺后的该平板件的表面结构。在该设备上，利用光电的方法对表面结构进行评估。该平板件具有长度大约为0.5mm而深度达0.6微米(μm)的微小刻痕。这些刻痕的特点是，在这个“山谷”的两个侧面上都有高峰或隆起部分。由于即使在最大的情况下，这些刻痕对该平板层只造成极小的破坏(6微米与80微米的平板板层厚度比较)，并且因为通过接着进行的电镀处理可将该刻痕或表面不平度减小，因此，这些刻痕不应看作是一个严重的问题。平板厚度的减小

为了评估由根据本发明的去毛刺方法造成的平板厚度减小的情况，检查了三个试件：

	平板层厚度
			处理过的侧面	没有处理过的侧面
	磨损作用最大：—边缘倒圆半径0.4mm—转数＝1500转/分，—送进速度1m/min—厚度1.6mm	80μm			80μm
磨损作用正常：—边缘倒圆半径0.2mm—转数＝1240转/分—送进速度1.5m/min—厚度1.6mm			80μm	80μm
	较薄平板件的磨损：—边缘倒圆半径0.3mm—转数＝1360转/分—送进速度1m/min—厚度1.2mm	65μm			65μm

即使在磨损作用最大的情况下(每分钟转数最大和送进速度最大，影响时间最长)，在试件表面上也没有发现任何严重的磨损。结论和评价

使用本发明的方法，利用回转的去毛刺滚子进行去毛刺时，研究了三个问题：

—边缘倒圆；

—平板件上的磨损；和

—表面结构。

边缘倒圆效果非常好。当研究每分钟转数和送进速度的影响时，观察到下列趋势：

—当每分钟转数增加时，边缘倒圆半径也增大；

—当送进速度增加时，边缘倒圆半径减小。

孔也可以去毛刺，并且发现，孔越大，边缘倒圆半径越大。甚至在孔直径比较小的情况下(在上述情况下，孔直径为2.4mm)，去毛刺效果也是令人满意的。

可以同时处理不同厚度的物品。

甚至在距离一个相邻的平板件侧面10mm的情况下，去毛刺效果也是非常好的。

一个平板件的相对的第二个侧面的去毛刺对第一个侧面的去毛刺没有任何影响。

所有现存的毛刺都能有效地去除掉。

没有发现毛刺折叠过来。

在平板零件的表面上，没有发现真正的磨损。然而，该平板零件的表面结构相对于其初始结构发生了变化。发现有分散的刻痕，但是由于其尺寸小(6μm，与80μm的平板层厚度比较)，并且该表面不平度还可由接着进行的电镀处理减小，因此，不必看作是严重的问题。

因此，研究确认，根据本发明的方法可以成功地用于诸如飞机机翼肋条或类似零件之类的物品的去毛刺工作。

Claims (4)

1.一种用于金属物品(1)去毛刺的方法，所述物品送进到一个去毛刺工具的下面，所述去毛刺工具包括若干去毛刺滚子，后者分别固定在从一驱动装置向外径向伸出的各个主轴上，所述去毛刺滚子既绕所述主轴转动又绕一个垂直于所述主轴的转轴转动，所述去毛刺滚子还垂直于所述物品的送进方向而平行于物品表面往复运动，其特征在于，所述去毛刺滚子(21)包括由砂布制成的去毛刺圆盘，后者带有径向槽而形成大量去毛刺指刃，所述去毛刺滚子环绕所述主轴成对地向相反方向旋转。

2.如权利要求1所述的方法，其特征为，该物品(1)具有至少一个部分地为平坦的下底面，该物品(1)被向前送进至一个真空平面(31)上，该真空平面在物品在该去毛刺工具下面送进运动过程中可固定该物品(1)。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征为，所述金属物品(1)是飞机机翼肋条。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征为，所述金属物品(1)是平板件，而该方法可用于在平板件进行的表面处理之前或之后对该平板件的去毛刺。

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