鉗工教學中鉆孔方法的改進探究

趙萍 劉義考

摘 要：在多年的實習教學中，經(jīng)常遇到端面鉆孔時軸線不能同一，圓柱側(cè)面、棱角鉆孔時鉆出的孔出現(xiàn)錯位現(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;電機啟動時產(chǎn)生震動，導致鉆頭定位不正確，結(jié)果導致鉆孔不正。嚴重影響鉆孔質(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端面孔的同軸度，經(jīng)常出現(xiàn)臺階、彎曲、竹節(jié)、麻花等現(xiàn)象。鉆孔加工在機械制造業(yè)中有重要作用。因此要對鉆孔這個課題進行深入研究。

關(guān)鍵詞：鉆床;棒材;端面鉆孔;側(cè)面鉆孔;震動;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孔的辦法來達到精度為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，所以鉆孔機構(gòu)上下運動時，不能保證運動的精確性，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，以便鉆孔時來檢查鉆孔位置，當鉆孔位置尺寸要求較高時，避免敲擊沖眼產(chǎn)生偏差，也可畫上檢查方，作為鉆孔時檢查線，以便準確落鉆定心。同時用游標高度尺進行劃線找正，找出空的中心位置劃“+”鉆出0.5mm～1mm余量，也就是鉆了一個淺坑，再用修磨好的精孔鉆進行鉆削，鉆削完畢，再用精孔鉆擴孔，這時不斷注入足夠的潤滑油以降低切削溫度，改善鉆孔表面的粗糙度。這種方法簡單易行，但容易出現(xiàn)不同軸線現(xiàn)象。對于較大的工件鉆孔，用壓板夾持的方法進行鉆孔，壓板厚度與壓緊螺栓直徑比例適當，，不然會造成壓板彎曲變形，影響壓緊力。

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

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～IT8，表面粗糙度Ra3.2～0.2um，徑向跳動在0.3mm之內(nèi)。特點鉆頭直徑小，強度低，不易排屑，進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

深孔鉆削一般分級進行，先鉆底孔，然后分別進行二次或三次擴孔，這樣鉆出的孔表面粗糙度誤差雖小，但影響同軸度。當鉆頭達不到一定的長度時，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，長度相對橫截面尺寸來說比較大，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)和場合，有的棒材在加工過程中需要進行兩個端面鉆孔，但棒料長度與截面橫截面尺寸之比較大，給鉆孔帶來了很大的麻煩，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，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，導致孔的軸線不能同一。鉆半圓孔時，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形鐵對工件進行裝夾，裝夾時鉆頭中心線與v形體二斜面的對稱平面重合，來保證孔的軸心線通過軸的中心線，這樣裝夾鉆出孔很難實現(xiàn)二線合一，誤差大，影響使用效果。

二、鉆床調(diào)整與夾具改進方法探究

1. 鉆床調(diào)整 。鉆床本身的精度對工件的加工質(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。鉆床工作臺的調(diào)整，鉆床工作臺有手動、機動升降外還可以繞軸心轉(zhuǎn)動，繞圓立柱轉(zhuǎn)動，和在橫向平面內(nèi)正負450度的傾斜運動。其調(diào)整方法是：先用工具拔出定位銷，松開托架四只螺母，搬動工作臺至所需角度，再緊固四個螺母，即可以進行工作，完成工作后，不要忘記回復到原來的水平，將定位銷迫入并鎖緊托架上的四只螺母。

2.夾具改進 。在工作中鉆床夾具是用來固定加工工件的，目前鉆孔大多用臺虎鉗、卡盤吸盤、分度頭或回轉(zhuǎn)工作臺來固定。對于形狀規(guī)則的工件可以做到準確限位有效裝夾，但對于不規(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、錯位、轉(zhuǎn)動等現(xiàn)象，加工出來的孔不能實現(xiàn)同軸，從而影響連桿組裝的精度配合，使發(fā)動機的無法正常運轉(zhuǎn)。連桿鉆孔加工固定方法，可以選一面兩銷定位方式，并用手動夾緊方式夾緊，先固定好大頭然后用專用夾具夾緊來加工小頭，也可以用曲線固定和圓弧固定來實現(xiàn)加緊，也可以用左右兩個v形快夾緊定位連桿，夾緊裝置為螺旋桿帶動v形塊來實現(xiàn)，連桿鉆孔定位為兩個快換鉆套。

3.薄壁圓管、方管、圓柱側(cè)面及棱角鉆孔的改進。

圓管壁薄在機床上不宜裝夾，裝夾緊了圓管容易變形，不好定位，在鉆孔時很容易打偏，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， 焊接成彎扳形狀，組合成如圖夾具形狀。工作時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)計雖然簡單，但在鉆孔過程中，能夠通過螺釘上下高度的調(diào)節(jié)，擴大工件的夾持范圍，確保對不同形狀的工件進行夾持固定，增加了加工的通用性，使用起來順手，固定效果好。能防止工件移動鉆頭偏移，避免廢件的產(chǎn)生，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少勞動強度，使用效果良好，能得到廣泛應(yīng)用。