浅谈盲孔加工的铁屑处理

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。