盲孔切屑物清理方法

■中航工業(yè)飛行自動(dòng)控制研究所 （陜西西安 710065） 李劍鋒 王 飛

盲孔切屑物清理方法

■中航工業(yè)飛行自動(dòng)控制研究所 （陜西西安 710065） 李劍鋒 王 飛

摘要：盲孔內(nèi)存留的切屑往往難以清理，在借助高壓氣槍的基礎(chǔ)上，制作出清理工具，并提出了一種高效清除盲孔切屑等雜物的方法，效果顯著，為順利加工提供了有效保障，相對(duì)于傳統(tǒng)加工方法效率高、應(yīng)用廣泛。

隨著國(guó)防科技工業(yè)的迅速發(fā)展，帶有小孔的零件越來(lái)越多，對(duì)精度要求也越來(lái)越高，如航空航天慣性陀螺中的儀表元件、飛控系統(tǒng)伺服閥和舵機(jī)零件上都有許多微小孔類結(jié)構(gòu)，由于尺寸微小，在加工過(guò)程中需要及時(shí)將切屑清理干凈，否則會(huì)影響后序加工或者裝配，產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題，造成產(chǎn)品報(bào)廢，出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)損失。

內(nèi)孔加工過(guò)程的主要難題就是斷排屑問(wèn)題，加工完成后易造成切屑在孔內(nèi)滯留，當(dāng)進(jìn)行再次加工時(shí)，由于孔底切屑堆積和孔壁切屑粘附，直接影響后序加工，容易損壞加工工具，報(bào)廢工件。對(duì)于螺紋孔、環(huán)槽孔和深長(zhǎng)孔等盲孔，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，切屑清理更加困難，為防止出現(xiàn)加工質(zhì)量問(wèn)題，需要及時(shí)清理切屑。

目前，主要有兩種清除切屑方法，一種是鉗工借助手工工具清除，另一種是數(shù)控機(jī)床普遍使用的氣槍吹。根據(jù)鉗工安全操作要求，鉆孔過(guò)程中不能使用手和棉紗頭或嘴吹來(lái)清除切屑，只能使用毛刷或棒鉤清除切屑。利用手持毛刷或棒鉤等工具深入孔內(nèi)逐漸掏出，此方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率很低且效果不佳，只能夠清理出眼睛能看見的較大切屑，眼睛看不見的地方難以觸及，總之清理效果較差。普通高壓氣槍是數(shù)控機(jī)床清理切屑的一種行之有效的方法，對(duì)于通孔切屑清理效果較好，但對(duì)于盲孔，氣槍口難以將高壓空氣直接引入孔底，形成循環(huán)通路，效果差強(qiáng)人意。

此外，還存在其他方法清理孔內(nèi)切屑，利用磁鐵制作吸屑裝置，可吸附細(xì)長(zhǎng)花鍵孔內(nèi)的切屑，但此方法存在局限性：清理操作的適用對(duì)象必需為鐵磁性材料；當(dāng)零件對(duì)磁性要求有限制，清理結(jié)束后還需對(duì)工件增加去磁處理工序，故使用范圍較窄。

面對(duì)以上方法存在的種種問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)出了一種氣槍頭，安裝在高壓氣槍上，將高壓氣體引入盲孔內(nèi)部，解決了清除盲孔切屑的問(wèn)題。同時(shí)，該方法為盲孔后序加工提供了有效保障。因其效率高，效果好，適用范圍廣，因此具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

1. 螺紋盲孔加工要求

圖1a所示為一底座零件上的螺紋盲孔結(jié)構(gòu)，該M3-6H盲孔結(jié)構(gòu)需要用絲錐攻螺紋，絲錐選用M3的頭錐和二錐逐步加工。由于孔底剩余厚度僅為0.9mm，當(dāng)孔底稍有容屑，都可能在攻螺紋時(shí)切屑積瘤，造成底面鼓包或穿透，直接導(dǎo)致零件報(bào)廢。因此需要在頭錐加工完后，及時(shí)清理孔底切屑。

圖1b所示是一組合盲孔結(jié)構(gòu)，需要將組件進(jìn)行組合后再加工。首先將側(cè)面槽塊放入，然后從端面擰入空心螺釘，再在螺釘內(nèi)孔加工螺紋，最后擰入螺釘，并保證螺釘擰入后露出一定長(zhǎng)度。

圖1　零件盲孔結(jié)構(gòu)

在螺紋底孔加工后將組合結(jié)構(gòu)壓入，由于組合結(jié)構(gòu)兩側(cè)存在間隙，加工螺紋后易滯留切屑，且該結(jié)構(gòu)切屑不易清理，在物流周轉(zhuǎn)過(guò)程中由于振動(dòng)等原因?qū)е驴椎锥逊e的切屑返回到空心螺釘內(nèi)，直接影響組合結(jié)構(gòu)壓入，難以保證最后螺釘露出一部分的要求，常需要返工修理，大大制約了生產(chǎn)效率。

2. 解決辦法

現(xiàn)有的氣槍出氣口噴嘴較短，主要用于清除零件表面的切屑，對(duì)于孔內(nèi)切屑則束手無(wú)策，通過(guò)制作不同尺寸規(guī)格的細(xì)管安裝在氣槍頭上，借助細(xì)管的導(dǎo)流作用將高壓空氣引入到孔底，將切屑吹出，實(shí)現(xiàn)清理盲孔切屑的目的，具體實(shí)現(xiàn)方法如下：

制作出的高壓氣槍結(jié)構(gòu)由三部分組成，分別為：槍體、轉(zhuǎn)接頭和槍頭（見圖2）。槍體連接高壓氣源，并輸出高壓氣體；轉(zhuǎn)接頭用來(lái)聯(lián)接槍身和槍頭的連接部件，其兩端有螺紋，一端檸在槍身上，另一端用來(lái)擰轉(zhuǎn)接頭。由于不同尺寸的內(nèi)孔需要不同直徑規(guī)格的槍頭，為了滿足使用時(shí)方便更換，將槍頭的螺紋尺寸標(biāo)注化；氣槍頭為管狀結(jié)構(gòu)，一端制作成螺紋接口與氣槍相聯(lián)，拆卸方便；另一端，為了滿足不同內(nèi)孔的形狀結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)氣流從不同位置到達(dá)孔底，形成氣流循環(huán)路線，定向的清理孔底切屑。制做出的通管、側(cè)面開槽盲管等形狀規(guī)格的氣槍頭，其結(jié)構(gòu)和實(shí)施效果如圖3所示。

圖2　氣槍及管接頭實(shí)物

圖3　不同結(jié)構(gòu)氣槍頭清除孔底堆積物原理

有時(shí)為了更好清除粘附在內(nèi)孔壁上的切屑，制作了底端帶有毛刷的槍頭，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)槍頭，刷除孔壁上粘附的切屑，然后借助高壓氣體吹出切屑。

由于氣槍頭為金屬細(xì)管，插入孔底清理時(shí)易劃傷孔壁，尤其在內(nèi)孔表面質(zhì)量較高時(shí)更加明顯，為了防止以上問(wèn)題出現(xiàn)，專門制作了內(nèi)徑略大于槍頭尺寸的塑料管，包裹在槍頭外側(cè)，使用時(shí)一同插入盲孔內(nèi)，防止孔壁被劃傷。

3. 注意事項(xiàng)與推廣應(yīng)用

通過(guò)該方法的應(yīng)用，可以有效地清除盲孔內(nèi)部切屑?xì)埩粑?，為后序加工質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)，零件裝配合格率大幅提高，并能夠應(yīng)用于各種細(xì)深孔、孔內(nèi)環(huán)槽類零件上，在氣槍頭使用過(guò)程中，總結(jié)出以下注意事項(xiàng)：

（1）為了防止清理過(guò)程中液體和切屑的飛濺，保證操作安全，可以制作清理、清洗有機(jī)玻璃工作密閉容器，并在與人雙肩等寬的位置上，安裝可拆卸的與有機(jī)玻璃蓋密閉的長(zhǎng)袖加厚乳膠手套一副，便于操作者在清除切屑時(shí)雙手插入，在適宜的位置使用高壓氣槍。該密閉容器可以將噴出的水滴及切屑均被罩在有機(jī)玻璃蓋內(nèi)，杜絕了對(duì)人的傷害，阻止切屑飛出污染環(huán)境。

（2）如果將壓縮空氣換成氣和水的混合物，如同增加水霧清洗工序，清理效果會(huì)更加明顯，對(duì)于清洗要求高的零件可以采取此方法。

（3）為了在研磨工序結(jié)束后清除研磨膏，可以利用研磨膏等殘留物易融化在溫水中的特點(diǎn)，考慮采用40°～50°加壓清洗液來(lái)清除殘留物。

4. 結(jié)語(yǔ)

本文介紹的清理盲孔切屑的方法，以生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)常見的工具氣槍為基礎(chǔ)，按照盲孔尺寸制作不同尺寸形式的氣槍頭，便能實(shí)現(xiàn)清理盲孔切屑功能，該方法操作簡(jiǎn)單，適用于各種材質(zhì)、各種形狀的盲孔，效率高，清理效果好，方便使用，實(shí)際應(yīng)用中具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊順田.深孔鉆斷排屑機(jī)理與變切深加工數(shù)控宏程序研究[J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2004（4）：80-84.

收稿日期：（20150523）