CN111318740B - 一种随动式细长孔成型及毛刺清理方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种随动式细长孔成型及毛刺清理方法和装置，工件置于车床上进行打孔，在打孔过程中或者打孔后利用气体燃烧产生的高温对孔内毛刺进行清理；工件由三爪卡盘旋转夹具夹持，三爪卡盘旋转夹具外设置有封闭燃烧室，可燃气体通入工件孔内，在封闭燃烧室内燃烧从而对孔内毛刺进行清理。本发明通过钻头上的气孔通入氧气和乙炔气体，并由电火花发生器在气孔出口处产生电弧点燃气体，借助燃烧的瞬态高温去除了工件内孔毛刺。本发明可以实现钻孔的同时清理毛刺，高效而且节省成本，适合形状复杂和难以去除孔内毛刺的细小零件，尤其是多孔相贯线上毛刺。本发明通过重复钻孔、燃烧去毛刺的工艺直至工件达到预设的工艺要求。

Description

一种随动式细长孔成型及毛刺清理方法和装置

技术领域

本发明属于机械去毛刺领域，尤其涉及一种瞬态高温清理毛刺的方法和装置。

背景技术

机械零件上的毛刺，是由于零件在切削过程中产生的塑性变形导致的。有些是铸造、模锻等加工的飞边，还有些是焊接件的残料。随着工业化和自动化程度的提高，机械加工领域，特别是航空、航天、仪器仪表领域中，对机械零件制造精度要求提高。孔面毛刺可能会产生应力集中或者疲劳破坏，毛刺的脱落也会直接影响机器工作的性能，这个问题逐渐引起人们的重视，并开始对毛刺的生成机理及去除方法进行研究。传统的去毛刺工艺如手工钢锉、砂纸打磨等被处理工艺的质量常常不能得到保证，且加工效率较低。特别是内部贯通孔的相贯线毛刺，传统的方法很难去除。

现有去毛刺技术中存在的无法对具有复杂型腔、相贯相交孔系、深孔、盲孔、螺纹孔等去毛刺难度较大工件进行去毛刺处理且工艺效率较低的的状况。

发明内容

针对上述孔内毛刺去除存在的问题，本发明的目的是提供一种随动式细长孔成型及毛刺清理方法，可以实现钻孔的同时通过可燃气体的瞬态高温去除毛刺，并且采用了工件夹具旋转相对运动代替钻头旋转的细长孔成型方式，去除毛刺均匀彻底、工件表面平整光滑、加工效率极高、人力成本低，适合大批量连续生产环境使用。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种随动式细长孔成型及毛刺清理方法，工件置于车床上进行打孔，在打孔过程中或者打孔后利用气体燃烧产生的高温对孔内毛刺进行清理。

进一步的，工件由三爪卡盘旋转夹具夹持，三爪卡盘旋转夹具外设置有封闭燃烧室，可燃气体通入工件孔内，在封闭燃烧室内燃烧从而对孔内毛刺进行清理。

本发明方法技术方案中，通过在车床上对工件加工孔，在加工孔的过程中或者加工完孔后利用气体燃烧产生的高温对孔内毛刺进行清理，使得毛刺在瞬间高温高压下变成碎屑，从而起到去除毛刺的效果，该方法的有益效果在于：直接在车床上进行，实现了在打孔过程中或者打孔完后直接去除毛刺，提高了打孔的效率和质量。

一种随动式细长孔成型及毛刺清理方法的装置，包括第一输气管、第二输气管和电火花发生器导线，气体通过第一输气管、第二输气管将气体输送至工件孔内，电火花发生器工作，从而气体燃烧。

进一步的，钻头上开设有气孔，第一输气管、第二输气管和电火花发生器导线穿过气孔后将气体输送至工件孔内，电火花发生器工作，从而气体燃烧。

进一步的，所述钻头上工作部分开设有螺旋气孔，非工作部分开设有直气孔，且气孔包括相通的直气孔和螺旋气孔。

进一步的，气孔有两个，包括第一气孔和第二气孔，所述第一输气管和第二输气管穿过第一气孔和第二气孔后将气体输送至工件孔内。

进一步的，第一输气管和第二输气管输送的气体分别为乙炔、氧气或者为氢气、氧气。

进一步的，其中，螺旋气孔为高度h、螺距t、直径d的螺旋线展开孔道。

进一步的，还包括乙炔储气瓶、第一气压表、第一气压阀、乙炔储气瓶开关、电火花发生器、电压控制旋钮、电火花发生器开关、电源接口、氧气储气瓶开关、第二气压表、第二气压阀、氧气储气瓶和排气口；所述乙炔储气瓶内装有乙炔气体，且乙炔气体通过第一输气管输送到工件孔内，乙炔储气瓶上设置有第一压力表、第一气压阀和乙炔储气瓶开关；所述氧气储气瓶上设置有氧气瓶开关、第二气压表和第二气压阀，所述氧气储气瓶内装有氧气，且氧气气体通过第二输气管输送到工件孔内；所述电火花发生器上设置有电火花发生器开关和电压控制旋钮，并通过电源接口与电源连通，电火花发生器通过电火花发生器导线引燃气体；所述排气口设置在封闭燃烧室上。

进一步的，所述第一气压阀对气瓶管道内气压进行控制与调节，第一气压表用于测量乙炔从储气瓶出来进入输气管时的压力，乙炔储气瓶开关控制整个乙炔供气系统的启闭；所述第二输气管连接到氧气储气瓶，第二气压阀对气瓶内气压进行控制与调节，第二气压表用于测量氧气从储气瓶出来进入输气管时的压力，氧气储气瓶开关控制整个氧气供气系统的启闭。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明所述的一种随动式细长孔成型及毛刺清理方法可以实现钻孔的同时去毛刺，整套装置结构简单，易于更换，且去毛刺效率高、去毛刺质量好。

2.本发明所述的一种随动式细长孔成型及毛刺清理方法是利用可燃气体乙炔或者氢气、氧气瞬间反应产生的高温高压将零件的毛刺烧掉，通过改变乙炔或者氢气、氧气的供气量和混合比，可以实现对不同材料不同毛刺的工艺需求，达到满意的去毛刺效果。并且由于气体的可达性好，无孔不入，所以对形状复杂和手工难以去除的零件毛刺具有独特的去除效果。

3.本发明所述的一种随动式细长孔成型及毛刺清理方法的原理是利用毛刺相对零件本身表面积大而体积小，会吸收更多的能量。由于毛刺根部细薄阻碍了毛刺向零件基体传递热量，且反应时间极短，所以只有毛刺会被烧熔去除。零件基体的面积体积比相对小，零件基体的材料不会被烧损，对零件基体的材料性能、尺寸等影响也较小。

4.瞬态高温去除毛刺是利用可燃气体发生燃烧化学反应产生高温高压将毛刺烧掉，毛刺由于相对于整个工件来说所占体积较小，可以吸收到更多的热量，热量对工件主体不会产生很大的影响，各项性能一般不会发生改变。由于气体的特性可以达到无孔不入，因此非常适合形状复杂和难以去除孔内毛刺的细小零件，尤其是多孔相贯线上毛刺，这种方法去毛刺高效且节省成本，工艺的稳定性较好。

5.本发明方法技术方案中，通过在车床上对工件加工孔，在加工孔的过程中或者加工完孔后利用气体燃烧产生的高温对孔内毛刺进行清理，使得毛刺在瞬间高温高压下变成碎屑，从而起到去除毛刺的效果，该方法的有益效果在于：直接在车床上进行，实现了在打孔过程中或者打孔完后直接去除毛刺，提高了打孔的效率和质量。

6.钻头上开设有气孔，可燃气体通过管道输送到气孔后到达加工过程中的孔内，从而实现了在加工过程中对孔内毛刺的清理，同时也可以实现在加工完孔后，去毛刺的清理。

附图说明

图1为本发明所述一种随动式细长孔成型及毛刺清理方法的原理示意图；

图2为本发明图1中涉及到的开设有钻孔的钻头的原理示意图；

图3为本发明图2中涉及到的钻孔的钻头的剖视图；

附图标记如下：

2-三爪卡盘旋转夹具；3-封闭燃烧室；4-钻头；5-乙炔储气瓶；6-第一气压表；7-第一气压阀；8-乙炔储气瓶开关；9-第一输气管；10-电火花发生器导线；11-电火花发生器；12-电压控制旋钮；13-电火花发生器开关；14-电源接口；15-氧气储气瓶开关；16-第二气压表；17-第二气压阀；18-氧气储气瓶；19-第二输气管；20-排气口；21-工作台；22-第一气孔；23-第二气孔。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的

一种随动式细长孔成型及毛刺清理方法，工件置于车床上进行打孔，在打孔过程中或者打孔后利用气体燃烧产生的高温对孔内毛刺进行清理，工件由三爪卡盘旋转夹具2夹持，三爪卡盘旋转夹具2外设置有封闭燃烧室3，可燃气体通入工件孔内，在封闭燃烧室3内燃烧从而对孔内毛刺进行清理。

该种毛刺清理方法是利用可燃气体乙炔或者氢气、氧气瞬间反应产生的高温高压将零件的毛刺烧掉，通过改变乙炔或者氢气、氧气的供气量和混合比，可以实现对不同材料不同毛刺的工艺需求，达到满意的去毛刺效果。

一种随动式细长孔成型及毛刺清理装置，包括第一输气管9、第二输气管19和电火花发生器导线10，气体通过第一输气管9、第二输气管19将气体输送至工件孔内，电火花发生器11工作，从而气体燃烧；钻头4上开设有气孔，第一输气管9、第二输气管19和电火花发生器导线10穿过气孔后将气体输送至工件孔内，电火花发生器11工作，从而气体燃烧。

可燃气体通过第一输气管、第二输气管通入封闭燃烧室中，且在加工后的孔内燃烧，使得毛刺在高温高压状态下变成粉末掉落，达到了去毛刺的效果，另外，由于气体的可达性好，无孔不入，所以对形状复杂和手工难以去除的零件毛刺具有独特的去除效果。

实施例1：

本实施提供了一种随动式细长孔成型及毛刺清理方法和装置。结合附图1、2、3所示，包括三爪卡盘旋转夹具2、封闭燃烧室3、钻头4、乙炔储气瓶5、第一气压表6、第一气压阀7、乙炔储气瓶开关8、第一输气管9、电火花发生器导线10、电火花发生器11、电压控制旋钮12、电火花发生器开关13、电源接口14、氧气储气瓶开关15、第二气压表116、第二气压阀17、氧气储气瓶18、第二输气管19、排气口20、工作台21、第一气孔22和第二气孔23。

结合附图1，所述工作台21上安装有三爪卡盘旋转夹具2，并用4个对称分布的螺栓固定在工作台21上，所述封闭燃烧室3安装在三爪旋转卡盘夹具2上防止乙炔或者氢气泄漏危险和空气污染，并设有排气口20用以排出燃烧废气二氧化碳和水蒸气。

所述电火花发生器11通过电火花发生器导线10与氧气输气管19相连并延至第二气孔23，由于电火花导线直径较输气管直径小很多，对氧气的输送影响较小；所述的电压控制旋钮12通过控制电压大小来调节电火花的大小；所述的电火花发生器开关13用以电火花的点燃和熄灭。

电源接口14连接上220V交流电源后，调节电压控制旋钮12到合适得电压值，按下电火花发生器开关13，电火花发生器喷嘴设置在第二气孔23处，产生电火花，与燃烧气体乙炔混合点燃气体

产生瞬态高温。

结合附图3所示为钻头的剖视图，第一气孔22和第二气孔23从钻头4前端以螺旋线展开分布孔道并在螺旋线末端以直孔道形式开孔到后端面，所述两条气孔管关于钻头4轴线对称分布。第一输气管9、第二输气管19和电火花发生器导线10分别安插在对应气孔管道内。

钻头4前端螺旋孔高度h、螺距t、直径d的螺旋线展开孔道，螺旋线孔道末端接长l直孔道。

具体实施步骤为固定安装好三爪卡盘旋转夹具2、钻头4、电火花发生器11、乙炔储气瓶5、氧气储气瓶18，电火花发生器11的电源接口14接上220V交流电压，然后将工件在三爪卡盘旋转夹具2上夹紧，钻头4对准工件加工部位后固定，将封闭燃烧室3封闭。启动车床使三爪卡盘旋转夹具2旋转进行钻孔工艺一段时间后，关闭车床，将钻头4退回至

距离处。调节第二气压阀17至合适的气压值，调节第一气压阀7至合适的气压值，打开氧气储气瓶开关15，打开乙炔储气瓶开关8。调节电压控制旋钮12至合适的电压值，按下电火花发生器开关13。钻头4前端气孔喷出乙炔和氧气在电火花的点燃下产生瞬间的高温高压将已加工部分毛刺去除，此时可调节钻头4相对于工件的位置使燃烧去毛刺均匀。再次按下电火花发生器开关13，关闭乙炔储气瓶开关8，关闭氧气储气瓶开关15，使钻头4对准需要继续钻孔加工的部位，开启车床，三爪卡盘旋转夹具2开始旋转进行钻孔工艺，之后重复钻孔、燃烧去毛刺的工艺直至工件达到预设的工艺要求。

一种随动式细长孔成型及毛刺清理方法，其操作步骤如下：

A固定安装三爪卡盘旋转夹具2、电火花发生器11、乙炔储气瓶5、氧气储气瓶18，电火花发生器11的电源接口14接上220V交流电压；

B将工件在三爪卡盘旋转夹具2上夹紧，钻头4对准工件加工部位并固定后将封闭燃烧室3封闭；

C启动车床使三爪卡盘旋转夹具2旋转进行钻孔工艺一段时间后，关闭车床，将钻头4退回至

距离处；

D调节第二气压阀17至合适的气压值，调节第一气压阀7至合适的气压值，打开氧气储气瓶开关15，打开乙炔储气瓶开关8；调节电压控制旋钮12至合适的电压值并按下电火花发生器开关13；钻头4前端气孔喷出乙炔和氧气在电火花的点燃下产生瞬间的高温高压将已加工部分毛刺去除，此时可调节钻头4相对于工件的位置使燃烧去毛刺均匀；

E再次按下电火花发生器开关13，关闭乙炔储气瓶开关8，关闭氧气储气瓶开关15，使钻头4对准需要继续钻孔加工的部位，开启车床，三爪卡盘旋转夹具2开始旋转进行钻孔工艺，之后重复钻孔、燃烧去毛刺的工艺直至工件达到预设的工艺要求。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种随动式细长孔成型及毛刺清理方法，其特征在于，工件置于车床上进行打孔，在打孔过程中或者打孔后利用气体燃烧产生的高温对孔内毛刺进行清理；包括第一输气管(9)、第二输气管(19)和电火花发生器导线(10)，气体通过第一输气管(9)、第二输气管(19)将气体输送至工件孔内，电火花发生器(11)工作，从而气体燃烧；钻头(4)上开设有气孔，第一输气管(9)、第二输气管(19)和电火花发生器导线(10)穿过气孔后将气体输送至工件孔内，电火花发生器(11)工作，从而气体燃烧。

2.根据权利要求1所述的随动式细长孔成型及毛刺清理方法，其特征在于，工件由三爪卡盘旋转夹具(2)夹持，三爪卡盘旋转夹具(2)外设置有封闭燃烧室(3)，可燃气体通入工件孔内，在封闭燃烧室(3)内燃烧从而对孔内毛刺进行清理。

3.根据权利要求1所述的随动式细长孔成型及毛刺清理方法，其特征在于，所述钻头(4)上工作部分开设有螺旋气孔，非工作部分开设有直气孔，且气孔包括相通的直气孔和螺旋气孔。

4.根据权利要求3所述的随动式细长孔成型及毛刺清理方法，其特征在于，气孔有两个，包括第一气孔(22)和第二气孔(23)，所述第一输气管(9)和第二输气管(19)穿过第一气孔(22)和第二气孔(23)后将气体输送至工件孔内。

5.根据权利要求1所述的随动式细长孔成型及毛刺清理方法，其特征在于，第一输气管(9)和第二输气管(19)输送的气体分别为乙炔、氧气或者为氢气、氧气。

6.根据权利要求3所述的随动式细长孔成型及毛刺清理方法，其特征在于，其中，螺旋气孔为高度h、螺距t、直径d的螺旋线展开孔道。

7.根据权利要求1所述的随动式细长孔成型及毛刺清理方法，其特征在于，还包括乙炔储气瓶(5)、第一气压表(6)、第一气压阀(7)、乙炔储气瓶开关(8)、电火花发生器(11)、电压控制旋钮(12)、电火花发生器开关(13)、电源接口(14)、氧气储气瓶开关(15)、第二气压表(16)、第二气压阀(17)、氧气储气瓶(18)和排气口(20)；所述乙炔储气瓶(5)内装有乙炔气体，且乙炔气体通过第一输气管(9)输送到工件孔内，乙炔储气瓶(5)上设置有第一气压表(6)、第一气压阀(7)和乙炔储气瓶开关(8)；所述氧气储气瓶(18)上设置有氧气瓶开关(15)、第二气压表(16)和第二气压阀(17)，所述氧气储气瓶(18)内装有氧气，且氧气气体通过第二输气管(19)输送到工件孔内；所述电火花发生器(11)上设置有电火花发生器开关(13)和电压控制旋钮(12)，并通过电源接口(14)与电源连通，电火花发生器(11)通过电火花发生器导线(10)引燃气体；所述排气口(20)设置在封闭燃烧室(3)上。

8.根据权利要求7所述的随动式细长孔成型及毛刺清理方法，其特征在于，所述第一气压阀(7)对气瓶管道内气压进行控制与调节，第一气压表(6)用于测量乙炔从储气瓶出来进入输气管时的压力，乙炔储气瓶开关(8)控制整个乙炔供气系统的启闭；所述第二输气管(19)连接到氧气储气瓶(18)，第二气压阀(17)对气瓶内气压进行控制与调节，第二气压表(16)用于测量氧气从储气瓶出来进入输气管时的压力，氧气储气瓶开关(15)控制整个氧气供气系统的启闭。

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