一种铸件内孔处理工具及处理方法与流程

本发明涉及铸件内孔/内壁精处理领域，具体提供一种铸件内孔处理工具及处理方法，特别适用于复杂或弯曲内孔的处理。

背景技术：

随着技术的进步，航空、航天、汽车领域多类部件向着轻量化与高度集成化发展，如航空发动机复杂铝合金机匣、壳体，飞机、汽车燃油、液压系统部件等。此类高度集成复杂细长油路、气路、油箱结构的铝合金制件多采用铸造方法成形，而铸造过程中由于型芯强度不足、型芯开裂、充型补缩压力大、涂料涂刷不均等原因造成管路/型腔内壁易附着小铸瘤、金属批缝、涂料皮、残砂等顽固多余物，不易清除，最终影响部件功能，造成安全事故。

目前，针对此类管路/型腔，尤其是截面直径5～10mm，长200～600mm的复杂细长结构，其内壁存在小铸瘤、金属批缝、涂料皮、残砂等顽固多余物的情况，常用的喷砂、高压水枪冲洗等手段无法到达多余物位置，不能有效清理，磨粒流、超声波清洗等无法有效去除此类顽固多余物，只能采用多余物位置外部打孔——打磨清理——补焊修复的方式进行处理，工序复杂、损伤铸件，且补焊给制件质量带来更大的不确定性；而若多余物位置处在制件内部深处或结构交叠处，无法外部打孔清理，则制件只能报废，造成较大质量损失。

另外，也有通过类似于下水疏通机构类似的柔性推送工具将刀头深入孔内部进行清理，但是从来没有考虑过刀头的保护和空内壁的保护，在刀头输送过程中会损伤不需要加工的孔内壁，同时也会使得刀头提前磨损，尤其在精加工领域中，刀头的使用寿命非常短暂，当曲型孔或通道过长时，刀头由于提前磨损，在到达工作位置时，已经无法保证加工精度了。

因此，发明一种针对此类铝合金制件中复杂细长管路/型腔多余物的高效清理工具具有重要的实际意义。

技术实现要素：

本发明的目的是：针对上述问题，本发明提供一种能够安全可靠的将刀头输送到复杂孔径内部进行切削加工的结构，解决了复杂铸件内壁和内孔精加工的技术问题。

本发明的技术方案是：

本发明提出了一种铸件内孔处理工具，包括加工头1、控制丝2、加工头保护套3、传动金属丝4、螺旋弹簧保护套5和电机6；

加工头1通过转轴7可转动地安装在加工头保护套内，且加工头一端为工作端，另一端为控制端；

所述控制丝的前端联接在所述控制端，所述控制丝的后端为操作端8；

所述螺旋弹簧保护套套设在传动金属丝和控制丝外部，所述螺旋弹簧保护套的前端轴向限位在加工头保护套后端，所述螺旋弹簧保护套的后端轴向限位在电机前端；

所述传动金属丝前端与加工头保护套联接，且传动金属丝与加工头保护套一体旋转设置；

电机的输出轴与所述传动金属丝的后端联接，且所述传动金属丝在电机输出轴的带动下一体旋转；

所述加工头在控制丝的带动下，能够在保护位置和工作位置之间转动，在保护位置，所述加工头保护套能够遮蔽所述加工头，在工作位置加工头能够对铸件孔内壁进行处理。

进一步的，在所述加工头保护套与所述加工头之间设置有复位弹簧9，所述复位弹簧用于提供将加工头复位到保护位置或工作位置的弹性力。更进一步的，所述复位弹簧为螺旋弹簧或扭簧。

进一步的，所述加工头1可以为硬质合金刀头、摩擦头、敲击球头、喷涂头或摄像头。当所述加工头1为喷涂头或摄像头时，加工头控制端1-2应连有喷涂液传输管路或影像传输线。

进一步的，所述保护套为弧状外轮廓，可以在铸件孔内壁起到导向作用。

进一步的，当电机6为旋转电机时，所述加工头1在电机的带动下旋转完成清理作业；更进一步的，当电机6为脉冲式往复电机时，所述加工头控制端1-2可以抵在铸件内孔的内壁上，形成支撑结构，加工头工作端1-1在电机的带动下往复旋转，能够针对特定位置完成清理作业。

例如，当加工头为硬质合金刀头时，首先通过内窥镜等手段确定复杂内孔、内壁需清理的多余物位置；然后使用工具进行清理操作，首先检查工具加工头处于保护位置，将工具伸入内孔中，工具由端部的弧状加工头保护套引导，沿管路/型腔方向进入管路/型腔内孔内部，到达多余物位置；随后通过操作端操作，使得控制丝带动加工头转动至工作位置，然后打开电机，使得加工头旋转进行多余物清理；清理完毕后，关闭电机，操作操作端使得加工头复位至保护位置，取出清理工具，通过压缩空气将清理出的多余物碎屑从内孔中吹出，完成清理。

当加工头为摩擦头、敲击球头、喷涂头或摄像头15时，加工头在复杂内孔中的输送过程与硬质合金刀头类似，均是在弧状加工头保护套的保护与引导下，到达工作区域，然后通过控制丝带动加工头转动至工作位置，摩擦头与敲击球头通过电机带动的旋转进行内孔内壁表面的精处理；喷涂头则是通过加工头控制端的喷涂液传输管路传输喷涂液，进行内孔内壁表面的精确喷涂；摄像头则是通过影像传输线进行内孔内壁的精确观测。

本发明的优点是：本发明实现了复杂内壁面的清理和机械加工，另外提供了将机加工工具精确输送到铸件复杂内孔或内壁中的输送方案；还提供了铸件复杂内孔或内壁中机加工工具的支撑结构，提高铸件产品的质量和加工生产效率。

附图说明

图1为本发明的清理工具结构示意图；

图2为本发明工具输送过程中加工头处于保护位置时的示意图；

图3为本发明工具加工头处于工作位置时工作的示意图；

图4为本发明弧状的加工头保护套在内孔起导向作用示意图；

图5为本发明的传动金属丝与控制丝示意图；

图6a～6d为本发明加工头分别为摩擦头、敲击球头、喷涂头或摄像头时的结构示意图；

其中：1为加工头、1-1为加工头工作端、1-2为加工头控制端、2为控制丝、3为加工头保护套、4为传动金属丝、5为螺旋弹簧保护套、6为电机、7为转轴、8为操作端、9为复位弹簧、10为需清理的内壁附着多余物、11为管壁、12为摩擦头、13为敲击球头、14为喷涂头、15为摄像头。

具体实施方式

下面对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明提出了一种铸件内孔处理工具，包括加工头(1)、控制丝(2)、加工头保护套(3)、传动金属丝(4)、螺旋弹簧保护套(5)和电机(6)；其中：螺旋弹簧保护套(5)套设在传动金属丝(4)和控制丝(2)外部，螺旋弹簧保护套(5)的前端轴向限位在加工头保护套(3)后端，后端轴向限位在电机(6)前端；传动金属丝(4)前端与加工头保护套联接，且传动金属丝(4)与加工头保护套(3)一体旋转设置；电机(6)的输出轴与传动金属丝(4)的后端联接，且所述传动金属丝(4)在电机输出轴的带动下一体旋转。

如图2所示，加工头(1)通过转轴(7)可转动地安装在加工头保护套(3)内，且加工头一端为工作端(1-1)，另一端为控制端(1-2)；同时，加工头(1)在控制丝(2)的带动下，能够在保护位置和工作位置之间转动，在保护位置，所述加工头保护套(3)能够遮蔽所述加工头(1)，防止工具在铸件内孔行进过程中与孔内壁发生接触；在工作位置加工头(1)能够对铸件孔内壁进行处理；进一步的，加工头保护套(3)与加工头(1)之间设置有复位弹簧(9)，用于提供将加工头复位到保护位置或工作位置的弹性力。

如图3所示，加工头(1)在控制丝(2)的带动下，伸出加工头保护套(3)外，处于工作位置，通过电机带动旋转，能够对铸件内孔内壁进行有效处理；另外，加工头工作时，控制端(1-2)可以抵在铸件内孔的内壁上，形成支撑结构，加工头工作端(1-1)在脉冲式往复电机的带动下往复旋转，能够针对特定位置完成清理作业。

如图4所示，加工头保护套(3)为弧状外轮廓，可以在铸件孔内壁起到导向作用，能够引导工具顺利到达复杂内孔中的多余物位置。

如图5所示，控制丝(2)的前端联接在加工头控制端(1-2)，后端为操作端(8)；传动金属丝(4)前端与加工头保护套联接，后端与电机(6)输出轴联接。

如图6所示，加工头(1)可以为硬质合金刀头、摩擦头、敲击球头、喷涂头或摄像头。

本发明还提出了一种利用铸件内孔处理工具进行复杂细长内孔处理的方法，所述的清理具体过程如下：

s1将需要进行复杂内孔处理的铸件放置于清理平台上，通过内窥镜、目视等手段确定复杂内孔中需处理的位置；

s2检查本发明的处理工具中加工头(1)处于保护位置，操作人员将工具伸入复杂内孔中，借助弧状加工头保护套(3)引导清理工具沿内孔延伸方向前进，到达内孔内部需处理位置；

s3操作操作端，使得控制丝带动加工头转动至工作位置，然后打开电机，使得加工头旋转进行多余物清理；

s4多次刮削清理后，关闭电机，操作操作端使得加工头复位至保护位置，取出清理工具，通过压缩空气将清理出的多余物碎屑从内孔中吹出，完成清理；再次通过内窥镜手段观察管路/型腔中多余物是否清理干净。

另外，上述的步骤2-4，可以多次进行，直至内孔中多余物清理干净，完成清理工作。

进一步的，当加工头为摩擦头、敲击球头、喷涂头或摄像头时，加工头在复杂内孔中的输送过程与硬质合金刀头类似，均是在弧状加工头保护套的保护与引导下，到达工作区域，然后通过控制丝带动加工头转动至工作位置，摩擦头与敲击球头通过电机带动的旋转进行内孔内壁表面的精处理；喷涂头则是通过加工头控制端的喷涂液传输管路传输喷涂液，进行内孔内壁表面的精确喷涂；摄像头则是通过影像传输线进行内孔内壁的精确观测。

本发明提出了一种铸件复杂内孔处理工具及利用该工具进行内孔处理的方法，实现了复杂内壁面的清理和机械加工，另外提供了在不损伤铸件内壁与加工头的前提下，将机加工工具精确输送到铸件复杂内孔或内壁中的输送方案；还提供了铸件复杂内孔或内壁中机加工工具的支撑结构，提高铸件产品的质量和加工生产效率。

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