圆珠笔笔头清洗机

圆珠笔笔头清洗机

在进行广泛的市场调查、现场考察及查阅大量关于清洗领域的国内外文献的基础上，为了实现盲孔类零件生产中大批量、高质量清洗的需要。本课题以制笔行业中的圆珠笔笔头这一典型的盲孔类零件作为清洗研究对象，研究超声波清洗的机理以及真空技术的应用对提高清洗质量的影响；分析碳氢溶剂清洗液的环保及使用特性；以符合生产实际工况为依据，从试验的角度，对超声波真空清洗工艺及有利于提高清洗质量的关键工艺参数进行单因素试验研究，并在相关研究结果的基础上研制圆珠笔头超声波真空清洗设备，力求得到更经济、更高效、更环保的清洗方式，更好的服务于当前清洗市场的需求。论文主要工作内容如下：

(1)研究超声波真空清洗的相关原理，分析超声波空化作用机理及真空技术原理，分析污染物的性质，分析碳氢溶剂作为超声波清洗液的优势，为超声波真空清洗试验提供理论依据及指导。

(2)制作超声波真空清洗试验装置，采用铝箔腐蚀法进行超声波真空清洗影响因素的单因素试验，通过对铝箔腐蚀结果的matlab图像处理及显微镜观察等分析方法及手段，对各主要影响因素的作用规律进行分析，优化清洗工艺参数及条件。

(3)重点研究真空脱气过程中不同真空度对圆珠笔头盲孔及清洗液含气量的影响及作用规律，并对脱气过程中的现象进行描述分析。通过圆珠笔头的超声波真空清洗试验对优化得到的清洗工艺参数进行有效性验证，为盲孔类零件清洗设备的研制提供试验数据基础。

(4)结合盲孔零件清洗的实际需求及试验研究结果，研制具有超声波真空清洗、真空漂洗、真空干燥等工艺的圆珠笔头超声真空清洗机；对清洗机的清洗系统、真空系统、及控制、消防冷却等系统进行设计，并总结得出相关设计资料。

2超声波真空清洗的理论分析

超声波清洗作为一种物理清洗方式，被称为“无刷清洗’’，具有清洗速度快、质量高、易于实现自动化的优点，结合现阶段工业清洗领域逐渐推广的非0DS型碳氢溶剂清洗液，可以很好的满足清洗行业对环境保护的要求。对于表面形状复杂或具有盲孔、狭缝、凹槽等的工件，引入真空脱气技术，可以排出盲孔中的气体提高工件清洗质量，取得理想的效果。针对碳氢溶剂蒸汽压高，不易干燥、蒸馏的特点，使用真空技术降低其蒸汽压，使清洗液的干燥、蒸馏收变得容易。清洗的基本过程是：工件表面的污染物在清洗介质和其他附加能量的作用下，粘附被破坏，污染物被剥离；随后，再对工件表面残留的被污染了的清洗介质进行稀释，并达到一定的洁净程度。清洗过程可表达为：

从上式可以看出，清洗过程包含四个要素即为清洗对象、污染物、清洗介质、清洗

方式。本章从清洗四要素出发，重点分析污染物性质、超声波真空清洗技术的相关原理

及碳氢溶剂的使用特点等，为超声波真空清洗试验及清洗设备的研制提供理论基础。

2．1 清洗对象及污染物分析

工业清洗中的污染物，按化学成分可分为无机物和有机物两大类。无机物主要是金属切屑及其氧化物、冷却液中的添加物如各种盐类等；有机物主要是加工过程中所残留在轴承零件上的煤油、淬火油、切削油或者各种有机添加剂等。由于污物一般是由各种组分组成的混合物，因此需要使用与各种组分具有良好相容性的溶剂。对于圆珠笔头来说，其污染物主要来自各道加工工序。

在以上工艺步骤当中包括多次钻削内孔、车外圆、锥皿、钻珠座扎、抛光、装球球、收口、压珠等加工步骤，在这些工艺过程中，工件球座孔、油槽、中孔及小孔内产生大量切屑，虽然在加工过程中设有压缩空气或压力油喷吹等手段，但由于其盲孔结构的存在，加T装配后，沟槽、占孔中还是会残留切屑、附着力很强的冷却液、润滑液等较难清洗的油脂类物质及由于静电力的作用m吸附于小孔内的灰尘等污物，切屑、和油脂等掺杂在一起时，去除的难度更大，这些污物的存在直接影响圆珠笔的各项性能指标，必须用有效的清洗方法予以去除。最早的清洗工艺用三氯乙烯来清洗，由于氯系清洗液有毒不环保而改用碳氢清洗，我司已经开发出新一代清洗工艺设备，主要解决圆珠笔笔头脱脂的一系列的问题。