鉗工教學(xué)中鉆孔方法的改進(jìn)探究

趙萍 劉義考

摘 要：在多年的實(shí)習(xí)教學(xué)中，經(jīng)常遇到端面鉆孔時(shí)軸線不能同一，圓柱側(cè)面、棱角鉆孔時(shí)鉆出的孔出現(xiàn)錯(cuò)位現(xiàn)象。出現(xiàn)這種問題的原因是多方面的，比如工件夾持不牢固，夾具存在問題;電機(jī)啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生震動(dòng)，導(dǎo)致鉆頭定位不正確，結(jié)果導(dǎo)致鉆孔不正。嚴(yán)重影響鉆孔質(zhì)量，尤其是薄壁圓管、方管側(cè)面鉆孔，裝夾易變形，很難保證孔的位置正確。圓柱雙端面鉆孔同樣不能保證兩個(gè)端面孔的同軸度，經(jīng)常出現(xiàn)臺(tái)階、彎曲、竹節(jié)、麻花等現(xiàn)象。鉆孔加工在機(jī)械制造業(yè)中有重要作用。因此要對(duì)鉆孔這個(gè)課題進(jìn)行深入研究。

關(guān)鍵詞：鉆床;棒材;端面鉆孔;側(cè)面鉆孔;震動(dòng);鉆孔方法

一、現(xiàn)有的幾種鉆孔方法

鉆孔一般是一道粗加工工序，要求鉆孔機(jī)構(gòu)具有一定剛性，并保證在z軸方向有較高的安裝精度，還有一定的減震能力。在日常的機(jī)械制造中精度要求不是很高，可以通過鉆削加工生產(chǎn)，但是必須采用精孔鉆擴(kuò)孔的辦法來(lái)達(dá)到精度為0.02mm～0.04mm，表面粗糙度為Ra1.6um～Ra0.8um。目前這種加工方法比較簡(jiǎn)單，鉆桿鉆套安裝間隙較大，零件間的誤差傳遞較大，所以鉆孔機(jī)構(gòu)上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，不能保證運(yùn)動(dòng)的精確性，很難保證孔位精度，鉆頭的使用壽命也較短。

1. 鉆孔劃線? 首先按孔的位置尺寸要求，劃出孔的十字中心線，并打上中心沖眼，按孔的大小畫出孔的圓周線。對(duì)鉆孔直徑較大的孔，應(yīng)劃出大小不等的檢查圓，以便鉆孔時(shí)來(lái)檢查鉆孔位置，當(dāng)鉆孔位置尺寸要求較高時(shí)，避免敲擊沖眼產(chǎn)生偏差，也可畫上檢查方，作為鉆孔時(shí)檢查線，以便準(zhǔn)確落鉆定心。同時(shí)用游標(biāo)高度尺進(jìn)行劃線找正，找出空的中心位置劃“+”鉆出0.5mm～1mm余量，也就是鉆了一個(gè)淺坑，再用修磨好的精孔鉆進(jìn)行鉆削，鉆削完畢，再用精孔鉆擴(kuò)孔，這時(shí)不斷注入足夠的潤(rùn)滑油以降低切削溫度，改善鉆孔表面的粗糙度。這種方法簡(jiǎn)單易行，但容易出現(xiàn)不同軸線現(xiàn)象。對(duì)于較大的工件鉆孔，用壓板夾持的方法進(jìn)行鉆孔，壓板厚度與壓緊螺栓直徑比例適當(dāng)，，不然會(huì)造成壓板彎曲變形，影響壓緊力。

鉆孔進(jìn)給量應(yīng)小于0.15mm，進(jìn)給量太小鉆刃不能正常切入工件，容易鉆出臺(tái)階孔，進(jìn)給量太大易引起鉆床震動(dòng)形成橢圓孔。

2.小孔鉆削

小孔是指直徑小于3mm的孔。在鉆床上，小孔鉆削加工精度和表面粗糙度要求都較高，用作配合的孔一般孔徑精度為IT7～I(xiàn)T8，表面粗糙度Ra3.2～0.2um，徑向跳動(dòng)在0.3mm之內(nèi)。特點(diǎn)鉆頭直徑小，強(qiáng)度低，不易排屑，進(jìn)給量大容易形成阻塞，刃磨困難，易折斷鉆頭，很難保證孔位精度。

3.深孔鉆削

深孔鉆削一般分級(jí)進(jìn)行，先鉆底孔，然后分別進(jìn)行二次或三次擴(kuò)孔，這樣鉆出的孔表面粗糙度誤差雖小，但影響同軸度。當(dāng)鉆頭達(dá)不到一定的長(zhǎng)度時(shí)，可采用兩端鉆孔，先在工件的一端鉆至深度一半，然后調(diào)整工件從另一端鉆孔，但很容易折斷鉆頭。

例如圓柱體棒料鉆孔

棒料一般指橫截面形狀為圓形、方形、六角形、八角形，長(zhǎng)度相對(duì)橫截面尺寸來(lái)說比較大，并且通常都是直條狀的一種材料產(chǎn)品。常見的棒料截面通常是圓形，粗細(xì)在20mm以上的鋼材 ，棒材經(jīng)過加工可以應(yīng)用于多種行業(yè)和場(chǎng)合，有的棒材在加工過程中需要進(jìn)行兩個(gè)端面鉆孔，但棒料長(zhǎng)度與截面橫截面尺寸之比較大，給鉆孔帶來(lái)了很大的麻煩，尤其是雙端面鉆孔，裝夾易變形，很難保證兩個(gè)端面孔的同軸度，最終影響棒材整體使用效果。

4在斜面上鉆孔

在斜面上鉆孔時(shí)，由于孔的中心與鉆孔平面不垂直，鉆頭單面受力鉆頭向一邊偏移而形成彎曲，導(dǎo)致孔的軸線不能同一。鉆半圓孔時(shí)，由于鉆頭所受徑向力不平衡，被迫一邊偏斜，造成鉆孔彎曲現(xiàn)象，容易使鉆頭折斷。

5.圓柱圓管鉆孔

目前使用v形鐵對(duì)工件進(jìn)行裝夾，裝夾時(shí)鉆頭中心線與v形體二斜面的對(duì)稱平面重合，來(lái)保證孔的軸心線通過軸的中心線，這樣裝夾鉆出孔很難實(shí)現(xiàn)二線合一，誤差大，影響使用效果。

二、鉆床調(diào)整與夾具改進(jìn)方法探究

1. 鉆床調(diào)整 。鉆床本身的精度對(duì)工件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率等有一定的影響，因此在一般精度的鉆床上想要鉆出合格孔，必須重視鉆床調(diào)整工作。鉆床工作臺(tái)的調(diào)整，鉆床工作臺(tái)有手動(dòng)、機(jī)動(dòng)升降外還可以繞軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，繞圓立柱轉(zhuǎn)動(dòng)，和在橫向平面內(nèi)正負(fù)450度的傾斜運(yùn)動(dòng)。其調(diào)整方法是：先用工具拔出定位銷，松開托架四只螺母，搬動(dòng)工作臺(tái)至所需角度，再緊固四個(gè)螺母，即可以進(jìn)行工作，完成工作后，不要忘記回復(fù)到原來(lái)的水平，將定位銷迫入并鎖緊托架上的四只螺母。

2.夾具改進(jìn) 。在工作中鉆床夾具是用來(lái)固定加工工件的，目前鉆孔大多用臺(tái)虎鉗、卡盤吸盤、分度頭或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)來(lái)固定。對(duì)于形狀規(guī)則的工件可以做到準(zhǔn)確限位有效裝夾，但對(duì)于不規(guī)則工件，例如連桿這種零件而言，其外形極其不規(guī)則，兩端具有圓弧過渡面，通用夾具就不能有效限制連桿的裝夾自由度，容易出現(xiàn)松動(dòng)、錯(cuò)位、轉(zhuǎn)動(dòng)等現(xiàn)象，加工出來(lái)的孔不能實(shí)現(xiàn)同軸，從而影響連桿組裝的精度配合，使發(fā)動(dòng)機(jī)的無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。連桿鉆孔加工固定方法，可以選一面兩銷定位方式，并用手動(dòng)夾緊方式夾緊，先固定好大頭然后用專用夾具夾緊來(lái)加工小頭，也可以用曲線固定和圓弧固定來(lái)實(shí)現(xiàn)加緊，也可以用左右兩個(gè)v形快夾緊定位連桿，夾緊裝置為螺旋桿帶動(dòng)v形塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，連桿鉆孔定位為兩個(gè)快換鉆套。

3.薄壁圓管、方管、圓柱側(cè)面及棱角鉆孔的改進(jìn)。

圓管壁薄在機(jī)床上不宜裝夾，裝夾緊了圓管容易變形，不好定位，在鉆孔時(shí)很容易打偏，把孔打成橢圓孔，不僅精度很難把握，而且鉆孔位置也不容易控制。針對(duì)這一情況，我們研究了一種薄壁圓管鉆孔的夾持方法。

材料 q235普通鐵板5塊，q235普通角鐵2塊，m10螺釘四個(gè)， 焊接成彎扳形狀，組合成如圖夾具形狀。工作時(shí)將夾具夾持在虎鉗上，然后把需要加工圓柱、圓管、方管分別夾持在夾具在里邊，啟動(dòng)鉆床，即可完成圓柱、圓管、方管等側(cè)面鉆孔工作。

以上鉆孔的方法與設(shè)計(jì)雖然簡(jiǎn)單，但在鉆孔過程中，能夠通過螺釘上下高度的調(diào)節(jié)，擴(kuò)大工件的夾持范圍，確保對(duì)不同形狀的工件進(jìn)行夾持固定，增加了加工的通用性，使用起來(lái)順手，固定效果好。能防止工件移動(dòng)鉆頭偏移，避免廢件的產(chǎn)生，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少勞動(dòng)強(qiáng)度，使用效果良好，能得到廣泛應(yīng)用。