浅谈盲孔加工的铁屑处理

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摘要：旨在对盲孔加工的现状进行分析，讨论了盲孔加工工程中铁屑处理的一般方法，并介绍了一种新型盲孔铁屑清除机，最后，总结出了使用设备及刀具安装使用注意事项以及小直径盲孔攻丝加工的经验。

关键词：盲孔加工；现状；铁屑处理；方法；经验

Abstract: aim to blind hole processing analysis on the status quo of, discussed the blind hole processing project in the general method of scrap iron processing, and introduces a new type of blind hole scrap iron removal machine, finally, summarizes the use of equipment and tools installation matters need attention and small diameter blind hole tapping processing experience.

Keywords: blind hole processing; The present situation; Iron processing; Methods; experience

中图分类号：F416文献标识码：A 文章编号：

在工艺上，当孔的长径比L/D≥5时，就称之为深孔，深孔按其形状又可分为盲孔(又称不通孔)与通孔。深孔盲孔的加工为机械加工工艺中的一个难点，其困难主要有以下几点：(1)在加工过程中，不能够直接观察到刀具的工作情况，只能够间接的判断刀具的磨损与工作状况；(2)切削热不容易散失，刀具参数的设计变的极其困难；(3)排屑困难，因为不能够直接进行观察，就很难判断孔内部排屑是否顺畅，若遇阻塞就会引起刀具的急剧磨损，甚至损坏报废；(4)因为刀具的主要部分都在工件的腔体内进行工作，刀具的结构尺寸就受到限制，而刀具又必须保持足够的强度与刚性，所以刀具的整体设计很困难。

1 现状分析

发动机的缸体与缸盖上的孔系多而深，且大多数为盲孔。加工后的铁屑沉积在孔的底部，大多数情况是铁屑与油泥一起吸附在螺纹槽内。对这些部位的清理就非常困难，传统上采用压缩空气进行吹除或高压水进行冲洗，这些方法使得铁屑四处纷飞，既不安全也不卫生；更重要的是铁屑清除的也不干净，孔内的残余铁屑严重的影响到了发动机的清洁度，对整机有特别大的危害。若缸体主轴承螺纹孔内的有残余铁屑，就易形成主轴承螺栓、假力矩的现象，引起主轴承瓦盖的松动，导致曲轴断裂或者烧瓦，以及发动机振动大等。如果在缸体顶平面上用于与缸盖联接的螺纹孔内存在有残余铁屑，缸盖螺栓也会存在假力矩的现象。在发动机运转一段时间后，将会导致各缸之间相互窜气，从而把缸垫烧蚀，严重的影响发动机的工作性能。

2 一般的处理方法

（1）若孔的加工深度不深，不会产生振动的风险，可选择细一些的刀杆，这样孔壁与刀杆之间的间隙就会大些，只要铁屑不成杂乱无章的团状，冷却液配合充足，应该也能排出，或者至少一会卡死；

（2）若有可能，要想办法断屑，至少要控制好铁屑的形状，不让它成团，选择合适的刀片槽型与刀具整体的刃倾角，使铁屑往上走；

（3）若是粗加工，可以适当采用停顿的方法，如进给10mm，停顿1秒，控制铁屑的长度，停顿产生的刀痕对粗加工来说是可以接受的，只是会牺牲一些节拍；

（4）若是精加工，选择专门的针对高韧性、高塑性材料的精加工刀片，此种刀片有特别的槽型，配合合适的进给量，可以很好的控制铁屑的形状，因为精加工的铁屑量很少，再配合充分的冷却液与宽大的容屑空间，就完全不用担心卡铁屑与刮伤精加工表面的现象。

3 新型盲孔铁屑清除机的研制

针对盲孔铁屑清理存在的问题，借鉴国外成功的制造技术，利用文丘里原理设计制造了一种专用高效的装置，一次可将14个螺栓孔内的铁屑全部清除干净。在工件定位后，必要时可加装夹紧机构，提升气缸，把小泵体的集成板提高到工作的位置，低压压缩空气(约450kPa)被过滤后，经过增压装置把压力加大到850kPa左右，再经三路气管分流到14个小泵体，每个小泵体中的被气流分作两路：其中一路气体通向深入螺纹孔底部的吹管内，吹起沉积在底部或者吸附在孔壁的残屑；另一路气体通向对准在螺纹孔口处的吸管，使其能够产生真空抽吸作用，把螺纹孔内的铁屑全部彻底的吸到集屑箱内。

此外，此设备在电气方面采用了PLC可编程控制，它能够对每个孔的吹吸次序、吹吸时间做任意的调整。设备整体结构简单，设计精巧，维修方便。

4 使用设备及刀具安装使用注意事项

在安装刀具支座前，连接套料刀具的用孔应留有精加工量。在机床上安装套料刀具时，应先拆下机床刀架，将刀具支座装在机床中拖板上合适的位置后，用销钉进行定位，然后用螺钉进行紧固，最后把镗削刀具装在机床主轴上，加工支座上的套料刀具应连接紧固，以保证刀具与机床主轴的同轴度。

工件装夹采用―端用三爪卡盘进行夹紧，另―端用中心架进行支撑定心。

4.1 套料刀使用要点

(1)在安装时，工件应先加工导向孔，以保证工件与刀排的同轴度，应当注意刀具与孔的配合性质。

(2)在安装时，必须保证刀排与工件回转中心的同轴度ø0.05，从而避免振动。

(3)在使用时，应先开启冷却电机，等环形槽注满冷却液时，再启动主轴带动工件旋转，然后才可以驱动刀具进行切削。在停车时，须先停止进给运动，再停止主轴的转动，最后才可以关闭冷却装置。在套料的过程中停车启动时，必须按此程序进行操作，否则将会造成严重的后果。

(4)在使用过程中，必须随时注意观察切屑的颜色及振动的情况，若发现异常，必须随时停车进行检查，故障排除后再进行切削。

4.2 切断刀使用要点

(1)套断刀应在停车的状态下，通过移动拖板使得刀环进入套料后的环形槽内合适的位置，先开启冷却的装置，等冷却液注满环形槽后，才可以启动主轴，最后手动进给切削。

(2)在料芯切削至ø20mm时，必须放慢进给的速度，以防切断刀引起打刀。

(3)在切断过程中，随时注意振动的情况，若发现异常，必须随时停车进行检查，故障排除后再进行切削。

5 小直径盲孔攻丝加工的经验

(1)刀具材料的合理选用，不仅可以增加刀具的耐用度，而且还能够极大的改善钛台盒的切削加工性，在这一方面，认为所选用的刀具材料应当具有较高的红硬性与耐磨性，并应尽力的避免在刀具材料中盒台有亲钛的成分。

(2)在刀具结构的选取方面，应使得刀具在具有相应刚度的同时，尽量保持切削刃的锋利，以减小在切削过程中的切削力，以及降低在切削过程中的加工硬化。

(3)在切削用量的选取方面，应当尽量避免工件的加工硬化层，在具体的切削过程中，还应当避免发生振动现象。

(4)在切削过程中，合理的选用切削液能够延长刀具的使用寿命，带走切削热，改善工件的表面质量。

参考文献

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[2]张燕.盲孔加工方法及刀具设计[J].金属加工，2009，（3）：34-36.

[3]龚慧生.盲孔除铁屑机的研制与应用[J].汽车技术，199，（5）：22-24.

[4]顾成军，袁安富.钛合金小直径盲孔攻丝加工[J].机械设计与制造，2000，（6）：60-61.