新型樣沖結構設計與應用

張義勝 張欣倪 李素云 侯心愛

摘要：針對現有樣沖頭打孔位置不準確、位置偏移等問題，設計一款能提高鉆孔精度的新型樣沖。介紹新型樣沖的結構組成、工作原理和特點。實際應用表明，新型樣沖打孔位置準確，可提高鉆孔精度、工作效率和作業安全性。

關鍵詞：樣沖;設計;精度;打孔;樣沖頭

中圖分類號：S220.5 ? ?文獻標識碼：A ? ?文章編號：1674-1161（2020）06-0019-02

鉆孔是指用鉆頭在實體材料上加工出孔，是鉗工基本操作技能訓練中的重要內容之一。在零件表面鉆孔時，通常先在鉆孔位置劃十字中心線，再用樣沖頭在十字中心處打上痕跡，再用鉆頭對準痕跡鉆孔。樣沖頭雖然結構簡單，但對操作者的要求較高，一旦有所偏差，就難以保證鉆孔精度達到加工要求。現有的樣沖頭大多存在打孔位置不準、位置易偏移的問題，常出現斜孔或廢孔，造成材料浪費和影響工時。為解決此問題，淄博市農業機械研究所設計一款能提高鉆孔精度的新型樣沖，旨在為保障鉆孔加工質量提供實用裝備。

1 新型樣沖的設計背景

“車工怕車桿，鉗工怕打眼”是鉗工實訓的常規。樣沖的主要作用是沖圓心或者在鉆孔時沖中心眼，常由高碳鋼制成并經淬火處理。打正樣沖眼是保證鉆孔位置精度的關鍵步驟，但現有的樣沖頭結構存在以下問題：用樣沖頭打痕跡時，由于人的視覺誤差及技術水平存在差異，常導致痕跡位置不準確，偏離十字中心，進而使鉆孔的位置降低。

為解決此問題，常在樣沖頭外部套裝導套，以此確定樣沖頭的軌跡和打痕位置。但導套式設計存在技術缺陷，即需要目視樣沖頭鉆頭端才能確定開孔位置，而現有的導套均套裝在樣沖頭外部，遮擋人眼的觀測視線。在難以保證鉆頭端位置準確性的情況下，樣沖頭的打痕常偏離十字交叉線的中心點。自帶導套的樣沖頭打孔時不易出現斜孔、廢孔，但打孔位置不精準，易出現位置偏移。出于提高工作效率和作業安全性的考慮，亟需設計一種可在十字中心線標定位置準確打孔的新型樣沖。

2 新型樣沖的結構與工作原理

2.1 結構組成

新型樣沖由樣沖頭、導向銷、彈簧、導向座、絲堵和十字定位機構組成，具體結構見圖1。

樣沖頭（見圖2）套裝于導向座內，導向座與樣沖頭通過導向銷連接。導向座（見圖3）底部直徑大于上部直徑，且底部截面為十字定位機構。十字定位機構設置在導向座的外部底端，既能增加導向座底面積，也能加大導向座與工件表面的觸面積和摩擦力，確保導向座在開孔時不發生位移，大大提高鉆孔的穩定性和作業安全性。

導向銷橫向安裝在導向座的內上方，導向銷的下方安裝彈簧，導向座底部通過絲堵連接固定，形成樣沖頭的運行通道。通道直徑小于彈簧外徑，便于絲堵將彈簧擋在導向座內部。導向銷中段橫穿樣沖頭，可在彈簧彈力作用下帶動樣沖頭在導軌內做往復運動。

十字定位機構凸出于導向座外部直徑，導向座底端外部布置4個箭頭狀的尖端，向外輻射且均布于同一平面。相對尖端的頂點連線形成兩條相互垂直的交叉連線，正好與十字中心線重合，且交點位于樣沖頭尖部的運動軌跡上時，即表示樣沖頭尖部與鉆孔劃線位中心點重合，可實現準確開孔。這樣不僅工作效率高，而且大大提高了鉆孔精度。樣沖頭的尖部成錐形，可在擊打下與工件表面接觸，并在十字中心處打上痕跡，便于開孔。

2.2 工作原理

工作時，導向座下部的4個箭頭與十字中心線重合，表明樣沖頭尖部與十字中心重合。此時用手輕輕按動樣沖頭，彈簧受到壓縮后使樣沖頭尖部接觸十字中心，用錘子輕輕敲打沖頭頂部，即可完成打痕跡工作。松手后樣沖頭復位。

3 新型樣沖的結構特點

新型樣沖可避免導向座遮擋樣沖頭尖部視線，只需目測導向座底部的十字定位機構，使其與工件打孔處標記的十字中心線重合即可。導向座的導向作用可保證開孔豎直，不偏不歪。

新型樣沖攜帶方便，無需依附打孔臺，可直接置于待打孔零件的表面進行打孔，且便于拆卸。更換不同型號的樣沖頭即可完成打孔工序。

新型樣沖的樣沖頭阻力小，通過彈簧與導向銷相互配合，可減小擊打阻力，并在打孔完畢后實現樣沖頭彈起復位。

4 結論

針對現有樣沖頭因打孔位置不準確和偏移而出現的斜孔和廢孔問題，設計一種能提高鉆孔精度的新型樣沖，并成功申請為實用新型專利（專利號ZL 201320709920. 1）。設計研制完成后，新型樣沖在多家工廠進行試驗及實踐應用。實際應用結果表明，新型樣沖能克服原有帶導套樣沖頭打孔位置不精準的問題，準確的在十字中心線標定的位置打孔，且確保打孔位置精準，較少出現斜孔和廢孔。綜合來看，新型樣沖具有工作效率高和作業安全性強的特點，是一種能提高鉆孔加工質量的實用工具。

參考文獻

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