在钳工教学中如何提高钻孔质量

摘要:在钳工操作考核中钻孔是一项重要的内容,分数占整个考核的1/5,所以控制好钻孔精度是钳工必须掌握的基本技能。本文主要阐述了实际生产过程中一些能合理、有效提高钻孔精度、达到工艺要求的方法和经验。

关键词:划线;起钻;装夹;扩孔

中图分类号:TG93文献标识码:A文章编号:1673-0992(2010)07A-0253-01

在钳工实习教学中,钻孔是一项重要内容。孔的位置精度的控制,实质上就是控制钻削过程中钻头与工件的相互位置的过程。为了提高学生对钻孔技能的掌握,要求钻孔时只能是手工找正、动态的控制过程,不允许使用钻模以及其他夹具。因此孔的位置精度受到划线、机床精度、工件和钻头的装夹、钻头刃磨质量、工件位置及机床切削用量的调整等一些不确定因素的影响,再加上要有一定的加工技巧和必要的保证措施,所以,当孔的精度要求较高时,就会出现严重超差现象。

如何有效地避免和消除孔的位置超差现象,是控制钻孔时孔的质量关键。在钻孔操作时,除了划线正确之外,钻正底孔、及时准确纠偏、修锉底孔的位置,是保证孔的位置精度的基础。

1 划线

由于开始钻孔时的位置精度基本上取决于样冲眼的位置,这样就把动态控制孔的位置精度在一定程度上转化为样冲眼位置的冲制精度上来。考虑到打样冲眼在控制孔的位置精度时所起的重要的作用,所以,在具体操作时应注意:

1.1选取刀头锋利的高度尺,以便在加工表面上划出孔中心线的沟痕较深,利用样冲移动时孔中心线沟痕对它的阻力作用,来确定样冲眼打的位置正确。

1.2为了减少目测孔中心与理想位置的尺寸偏差,应划出各尺寸孔的控制方框,并在钻削过程中目测的同时,利用卡尺测量的方法,保证其位置精度。当孔的位置精度要求较高时,为避免敲击中心冲眼时所产生的偏差,也可直接划出以孔中心线为对称中心线的几个大小不等的方格,作为钻孔时的检查线。然后将中心冲眼敲大,以便准确落钻定心。

1.3由于把修锉、钻扩底孔进行纠偏方式转移到样冲眼位置偏差的纠正上来,可更有效地减少扩孔纠偏底孔的位置的次数,缩短操作加工时间,打完样冲眼后要仔细检查其位置精度并作必要的纠偏。

2工件及钻头的装夹

由于在钻孔过程中,如只采用目测的方法很难保证其位置精度,必须采用游标卡尺等量具进行测量,为了方便测量,在工件安装时要使工件高出平口钳钳口10mm左右。钻头的装夹要尽可能短,以提高其刚性和强度,从而更有利于其位置精度的保证。

3钻底孔

底孔的位置正确或者超差较小,可有效地减少扩孔纠偏底孔的位置的次数,缩短操作加工时间,对提高加工精度及加工效率具有特别重要的作用。

依本人多年的经验总结出钻底孔步骤如下:

第一步:钻头直径的选择,钻头直径太小,强度弱,加工过程中易折断;钻扩纠偏时,钻头弯曲、偏斜,导致向欲纠偏的相反方向加工,加大了原有的孔的位置误差。

第二步:对正样冲眼,中心钻与样冲眼的对正有两种方法,一是用手转动钻夹头,并移动平口钳或转动台钻的工作台,使中心钻与样冲眼对正。二是比较规整的工件尽可能处于浮动状态,依靠钻削力的拉动使工件位置产生微量的移动,让钻头与样冲眼自动对中。

第三步:起钻时,先使钻头对准钻孔中心起钻出一个浅坑,观察钻空位置是否正确,并要不断校正,使起钻浅坑与划线园同轴。借正方法:如偏位较少,可在起钻的同时用力将工件向偏位的反方向推移,达到逐步校正;如偏位较多,可在校正方向上打几个样冲眼或用油槽錾錾出几条槽,以减轻此处的钻削阻力,达到校正目的。但无论用何种方法,都必须在锥坑外圆小于钻头直径之前完成,这是保证达到钻孔位置精度的重要一环。如果起钻锥坑外圆已经达到孔径,而孔位仍偏移再矫正就困难了。

第四步:在钻削过程中,特别钻深孔时,要经常退出钻头以排出切屑和进行冷却,否则可能使切屑堵塞或钻头过热磨损甚至折断,并影响加工质量。

第五步:钻通孔时,当孔将被钻透时,进刀量要减小,避免钻头在钻穿时的瞬间抖动,出现“啃刀”现象,影响加工质量,损伤钻头,甚至发生事故。

第六步:检测,为了提高孔的位置的检测精度,应对检测结果进行必要的修正:一是测量两孔壁的最近点和最远点,取平均值。二是采取钻孔后插入相应的量棒再进行测量,以减小游标卡尺测量爪非线型因素对测量结果的影响 。

第七步:底孔的位置经检测确定位置正确后,应采取有效措施,防止在扩孔过程中孔的位置产生新的位置偏差。首先扩孔所用的钻头顶角要小,以减小钻削时的径向偏心力及振动,增大自动定心的作用和效果。然后用手转动钻夹头,并移动平口钳或转动台钻的工作台,使钻头的两主切削刃同时与原底孔的钻头进入端端口孔壁接触后,再开动钻床进行钻孔,这样操作基本上能保证原底孔的位置不变。

4扩孔纠正偏差

对于孔的位置超差在0.20mm以内的底孔,可采取向纠偏方向推动工件,逐步加大钻头直径进行扩孔方式加以解决。为了削弱钻头自动定心作用,应适当加大钻头顶角角度。

5修锉纠正偏差

对于孔的位置偏差大于0.20mm的底孔,若仍然采取上述方法,势必会增加扩孔的次数和不同规格尺寸的钻头占有量,延长纠偏的时间。可采取圆锉修锉技术去除多余的偏移余量后,再配以钻扩方式加以解决。

此外,钻孔操作中还容易出现的孔精度偏差的现象有:

5.1 孔径扩大。影响孔径扩大的主要因素有两点:钻头摆动过大和切削刃不对称。a钻头摆动过大的原因是钻头与钻套或钻套与钻床主轴的不同心。因此,钻孔前必须清除各配合部分的毛刺和脏物,要求钻头端部径向摆差不大于0.03～0.05mm,否则就应进行修磨或调整。b切削刃不对称,两刃受力必然不均匀。严重时会产生单边切削,导致定心不稳,孔径扩大。对两刃的偏差应控制在0.02～0.04mm之间。此外钻头的径向跳动等也是造成孔径扩大的原因。

5.2 孔壁粗糙。钻头刃磨不锋利、进给量和切削液选择不当造成孔壁粗糙;

5.3 孔歪斜。工件装夹不稳或工件与钻头不垂直造成孔歪斜; 钻头刃磨不锋利、进给量过大造成孔孔歪斜;

5.4 孔呈多边形。钻头后角大、角度不对称造成孔呈多边形; 另外钻头长时间使用而不磨,钻头两边刃口会有磨损,钻出来的孔就不一样大。钻头磨损后,力度过大容易把钻头挤偏,把孔钻得不圆成六角或椭圆、偏心。钻头的使用寿命不是用时间来判断是否要磨,是要看钻头质量和手感,钻头有磨损手感就不一样,钻头磨损要磨,不磨就会变形!如果材料过硬,建议使用渡钛的钻头,耐用,不易磨损。

总之,如何有效地避免和消除孔的精度超差现象,是控制钻孔时孔的质量关键,由于影响因素较多,所以需要反复的强化训练,以达到完全控制孔的精度的目的。这是一个循序渐进、逐步提高的过程。