钳工实习中钻孔位置精度的提高方法

来源:用户上传      作者: 冯令辉

　　摘要：钻孔是钳工常用的基本操作技能之一，也是钳工实习教学的重点和难点。在钻床上钻出一般精度的孔很容易，但要钻出精度较高的孔确非易事。钻孔除了要保证孔的尺寸精度和形状精度以外，孔的位置精度也非常重要。利用普通钻床设备钻孔，并要保证较高的孔的位置精度就更不容易了。根据多年教学实践，针对如何提高钻孔位置精度这一问题总结了一些具体的改进措施。
　　关键词：钳工实习、钻孔、位置精度、高技能训练
　　
　　一、引言
　　随着科学技术的不断发展，在批量生产中，一般都是由合格的钻模或精密镗床来保证钻孔的位置精度。但在小批量和单件生产及修理工作中，在缺少精加工设备的条件下，往往要利用精度低于孔加工精度要求的普通钻床设备，并借助于辅助手段和工艺装置来加工，从而保证钻孔的位置精度。近年来，省市有关部门组织的专业技能操作竞赛中，已将普通手工钻孔的位置精度要求提高到小于±0.02mm，这个精度相当于数控设备的要求，这说明社会对高技能人才的要求也越来越高，因此，在钳工实习教学中，有必要加强技工学校学生钳工钻孔操作技能技巧的训练，它是提高教学质量，满足社会需求的重要保证。
　　二、提出问题
　　过去，学生在钻孔操作训练中，针对钻孔位置精度的控制，一般都是采取以下两种方法：
　　1、对于钻孔位置精度要求不高的工件，学生在操作训练中，往往是通过一般的划线→冲眼→定心→钻孔这四个环节来完成。通过评分检查，约30%的工件不合格，其中15%左右的工件误差较大。
　　2、对于钻孔位置精度要求较高的工件，一般采用修孔的方法。就是通过划线→冲眼→定心→钻中心定位孔，然后在孔的中心位置钻出一个φ5mm左右的孔，再用游标卡尺测量、检查孔的中心位置是否符合图纸要求。如果合格，就直接扩孔，再铰孔至所需要的尺寸；如果有误差，就必须根据误差的大小按图纸要求用小圆锉对孔进行修锉，再用钻头扩孔。这样，通过钻孔→测量→修孔→测量→扩孔这五个环节来保证孔的位置精度。采用这种方法，合格率有所提高，顺利的话一次完成，有时也要反复多次，但扩出来的孔仍然有不能满足工艺要求的现象。
　　三、问题分析
　　采有上述两种方法钻孔，前者操作简单、方便，但只能适应于初、中级工的实习教学。一但过渡到高级工，钻孔位置精度的要求就会越来越高，如果继续采用这种方法钻孔，其孔的位置精度是没有保证的，即使勉强达到要求，那么合格率也非常低。如果从设备、工量具精度有质量问题的话，那合格率就无从谈起。而后者钻孔的位置精度基本上可以保证，但过于烦琐，如果从划线到钻孔这四个环节中，任意一个环节出现问题，同样钻孔的质量也会受到影响，即使勉强可以保证，时间也会很长，更谈不上工作效率了。那么，如何更好地提高学生的钻孔水平，达到较高的孔的位置精度，我们是从以下几方面对学生进行训练的。
　　四、解决问题
　　1、设备选择。根据工件的形状、大小及钻孔孔径的大小，选择一台精度相对较高，稳定性较好的钻床设备，这是首要条件。
　　2、准确刃磨钻头。这就必须要求学生熟练掌握手工刃磨钻头的方法。由于麻花钻的几何形状和角度比较抽象，学生很难理解，这是钳工实习教学的难点，解决这一难点应从以下几方面着手:
　　第一，首先对照实物反复讲解，而不是刃磨钻头。让学生基本掌握钻头的几何形状和角度后，再通过目测的方法，让学生反复观察120°、60°、10°～14°、55°等特定角度，同时制作角度检验样版，供学生观察使用，让学生对钻头的几何形状和角度有一个充分的理解和认识，最后再进行刃磨练习。
　　第二，在学生具有感性认识和理性认识的基础上，对钻头的刃磨方法和要领进行反复讲解和操作示范，让学生加强理解和记忆，做到刃磨时心中有数。
　　第三，根据钻头的切削原理，刃磨后检查项目有：两主切削刃顶角2φ=118°±2°；两切削刃长短，高低对称一致；后角α=10°～14°；横刃斜角Ψ=50°～55°，以确认是否合格。
　　第四，对于位置精度要求较高的孔，其钻头还须在标准麻花钻的基础上进行修磨。其修磨内容如下：
　　a）磨出第二锋角50°～75°，新切削刃长度约为3mm～4mm，并将外缘钻角处用油石磨出0.3mm～0.4mm的圆弧刃，以改善孔壁表面的粗糙度，切削刃必须对称。
　　b）磨出刃带或磨出负后角6°～8°，并保留棱边宽0.1mm～0.2mm，修磨长度为4mm～5mm，以减少摩擦。
　　c）磨出刃倾角，一般为+10°～+15°，使切屑流向未加工面。
　　d）后角不宜过大，一般α0 =6°～10°，以免产生切削振动。
　　e）用油石磨光切削刃的前、后刀面。
　　这样，学生通过不断地刃磨→检查→试钻→修磨→分析，其手工刃磨钻头的方法也得到很大提高。
　　3、正确掌握划线、冲眼的方法，提高其精度。划线钻孔的位置误差一般在0.2mm左右，如果提高划线、冲眼精度，钻孔方法又好，可将孔的位置误差控制在0.1mm以内。钻头越小，位置误差还可减小。具体方法如下：
　　首先，采用精度较高的划线高度尺。按照图纸要求划出孔的十字中心位置线，要求尺寸准确，线条清晰且要细，同时划出检查方格，以便钻孔时检查或借正钻孔位置。
　　其次，准确在孔的十字中心线上冲眼。这是一个很关键的技艺，也是保证钻孔位置精度的重要环节。样冲最好用M4～M5丝锥的尖端。冲眼前，先将样冲尖端分别沿两条十字中心线向十字交叉点上移动，反复几次，每次移到交叉点时，握样冲的手都会有明显的停顿感觉，这点就是孔的圆心。此时，可将样冲垂直于工件表面，先轻打，再用目光从十字中心线的不同方向进行仔细观察，看冲眼是否偏离十字交叉点，如果冲眼偏离十字交叉点，必须用样冲朝着偏离中心的反方向进行借正补救。确定无误差时，再将样冲垂直于工件表面并将冲眼加大，在加大冲眼的同时，样冲必须沿自身轴线转动，使冲眼圆滑以便准确落钻定心。然后再以样冲眼为圆心划出检查圆，并直接观察检查圆与检查方格是否相符。否则，冲眼有误差，需再预以补救。
　　4、定心，钻中心定位孔。这也是保证孔位置精度的关键。如果划线冲眼比较精确，这时就可以直接定心并钻中心定位孔。这时可以分别采用两种方法进行操作练习。
　　第一，直接用φ2mm的钻头（钻头越小，定心越好，位置误差越小）定心并钻中心定位孔。这时工件可不用装夹，放在钻床的工作台上并用手压住直接定心并钻中心定位孔。这时，工件处于浮动装夹的状态，钻孔时钻头可自动定心，这样钻出的定位孔位置比较精确，然后再将工件装夹在平口钳上并扩孔至图纸尺寸要求。但工件一定要装正、夹紧，钻床的转速也一定要合理。如果不慎将定位孔钻偏了，误差也会非常小，这时装夹扩孔时借正也比较容易，因为麻花钻的缺点是钻心处切削性能较差，如果不先钻定位孔，孔钻偏后再借正就较困难；而先钻定位孔，钻心处不再切削，只是切削刃切削，故借正比较容易。借正可用锪孔钻，锪孔时，将工件向孔位置偏移的方向施加推力，使孔位移反向的孔壁紧靠钻头切削刃，待将偏移量缓慢切削修正后，再将孔加工到所需尺寸。
　　第二，将M4～M5的丝锥或具有同轴度较高的带锥的小顶针装夹在钻床上的钻夹头上并起动钻床，使针尖对准工件上的样冲，并慢慢施加压力，这时，原有的冲眼就会加深，并且非常圆滑。然后再换上φ2mm的钻头采用前一种方法定心并钻中心定位孔，最后扩孔至图纸要求。这样，一般情况下孔的位置精度合格率也非常高。
　　当按照正常的划线→冲眼→定心→钻中心孔的步骤钻出的中心孔偶尔有误差时，可先将孔扩至φ5mm左右，再用小整形圆锉对孔进行修锉（向孔位置偏移的反方向进行修锉―见图），修正时，要控制好修锉的余量，否则的话，孔的位置精度仍然无法保证。修好孔后，再用扩钻扩孔至图纸要求。这样，孔的位置精度就可以满足要求。
　　2X = y1 = y2(修孔余量)
　　
　　修孔位置及余量
　　五、结束语
　　钳工实习教学中，通过调整或改善操作方法，不光是钻孔的位置精度大有改善，保证了产品质量，同时还降低了劳动强度，减少了操作时间，提高了生产效率，这对于技工学校学生来说，更是学到了一技之长。我们还将探索、研究更多的操作手段，以指导教学和实践，去创造更多的社会价值。
　　参考文摘
　　1、黄涛勋《钳工（高级工）》机械工业出版社 2006年5月 第一版
　　2、王志平《钳工》机械工业出版社 1987年8月 第一版
　　3、陈大钧《钳工技能》中国劳动出版社 1999年6月 第一版
　　4、刘三刚《钳工技能训练》航空工业出版社 中国劳动出版社
　　1992年8月 第一版

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