钻孔精度“六关”提高法.doc

浅述钻孔精度“六关”提高法
所谓钻孔就是在实体材料上加工出孔的方法。操作起来并不是很复杂，但要保证孔的形状精度、位置精度和尺寸精度并没那么容易。一般来说，用普通的麻花钻在普通钻床上钻孔，其钻孔精度只能达到it10～it11，表面粗糙度为ra50～12.5μm。按照钳工实习教学大纲的要求，中级钳工钻孔位置误差应小于±0.10mm，表面粗糙度为ra3.2μm；高级钳工的钻孔位置误差应小于±0.05mm，表面粗糙度为ra1.6μm。因此，将普通手工钻孔的位置精度提高到小于±0.05mm、表面粗糙度为ra1.6μm，或者要钻出形状精度高，位置、尺寸精度高的孔不是件容易的事。
一、准确把握好“划线关”
划线正确与否，是钻孔对错的关键。因此，钻孔前，首先应熟悉图样要求。加工好工件的基准；一般基准的平面度≤0.04mm，相邻基准的垂直度≤0.04mm。按钻孔的位置尺寸要求，使用高度尺划出孔位置的十字中心线，要求线条清晰准确。线条越细，精度越高。由于划线的线条总有一定的宽度，而且划线的一般精度可达到0.25～0.5mm，所以划完线以后要使用游标卡尺进行检验。如若学生对于划线后检验做得不够，拿着划错线的工件进行钻孔，则根本无法保证孔的位置精度。因此，要教育学生养成划完线后进行检验的好习惯。
二、熟练掌握好钻头“刃磨关”
钻头是钻孔好坏、精度高低的根本保证，选择钻头直径要合理，熟悉钻头的几何尺寸、熟练掌握钻头的手工刃磨方法是学生钻孔技能的基础。
1.标准麻花钻刃磨
对于标准麻花钻要磨出一支理想的钻头，就要正确理解和判断钻头上的各种几何参数，如顶角、横刃斜角、前角、后角等。刃磨的操作要领很多，教师辅导刃磨时要反复讲解并操作示范，在学生具有感性认识和理性认识的基础上，进行主切削刃刃磨练习，反复训练目测判断120°、60°、10～14°、55°等特定角度。根据标准麻花钻存在的缺点，钻头必须进行刃磨，而刃磨后的切削刃要求是：两主切削刃顶角2＝118°±2°；两切削刃长度、高低对称一致；后角α＝10°～14°；横刃斜角ψ=50°～55°，横刃磨得更短些。这些参数，要求学生熟练印在脑海里，准确判断自己刃磨后钻头的各种角度。
2.标准群钻的刃磨
标准群钻综合了多种钻头修磨方法，具有定心好、切入快、钻孔精度高、轴向力和扭矩小等优点。这种钻头除修磨横刃外，还在主切削刃上磨出了对称的月牙形圆弧槽，形成新的横刃并增加了横刃前角，改善了切削条件；并在直刃与圆弧刃交界处形成转点实现分屑，钻孔时直刃将切下大螺距带状切屑，圆弧刃将切下卷曲的切屑。分屑减小切屑之间的牵拉扭矩，所以群钻在很大程度上提高了钻削效率。
3.其他群钻的刃磨
为提高钻孔效率和不同加工材料的钻孔精度要求，需要将钻头磨成不同的形状，这就是其他群钻。如用来钻薄板的钻头，我们需要将横刃，两主切削刃外缘磨成三个尖，并确保两主切削刃外缘处刀尖比中心钻尖低0.5mm左右。这样的钻头适用于钻薄板，并可以达到较高的精度。加工其他材料的孔，只需将钻头磨出规定的要求，也能达到精度要求。
三、认真学好钻孔“冲眼关”
钻孔前，应按图样要求划孔的位置，划出孔位置的十字中心线，要求线条清晰准确（线条越细、精度越高），并划出检查圆或检查方框，作为钻孔检查线，方便钻孔时检查和修正钻孔位置时使用。然后认真打中心冲眼，按照样冲的使用要求，在中心冲眼应先打一小点，然后在十字中心线的纵横方向仔细观察，中心冲眼是否对称在十字线的交叉点上，最后再把中心冲眼打正、打圆、打深，以便准确落钻定心。实习训练环节对于学生钻孔能力的提高至关重要，一定要教育学生小心仔细，一点也不能马虎着急，这是保证钻孔位置精度的重要环节。中心冲眼打正了，就可使钻心的位置正确，钻孔一次成功；万一落钻打偏了，则要及时采用修正补救措施，经确认检查孔在划线位置准确无误后方可钻孔。
另外，笔者还总结出一种不用打样冲钻孔的方法：即在工件上划准线后直接上钻床，用ｍ６以下的丝锥或具有同轴度较高的带锥体的顶针，装夹在钻床上的钻夹头上，先开动钻床，观察一下中心是否偏。然后停下来对准需要钻孔的十字中心处，再开钻床，轻轻用力往下压，这时就会看到一个很准确的圆坑出现在十字中心处，然后换上小钻头或中心钻、预钻孔，随后用精扩钻扩孔，这样做既保证了孔的精度，也保证了孔的位置度。
四、正确选择钻头保证“钻孔关”
钻孔时，也应分步实施，不要急于求成，不要用最后成型的钻头一次钻出，先用3mm左右的钻头钻出小孔或用a2.5的中心钻钻小孔，此时的工件不用装夹，用手稳放在钻床工作台上，使工件处于类似浮动装夹的状态下，钻头可自动定心，钻出的小孔位置比较精确，然后再将工件装夹，扩孔至尺寸要求。钻床的安装要稳，主轴转速选择要合理，根据钻头直径大小选择不同的转速。在不影响钻孔的情况下，要使钻头装夹露出部分尽可能短些，以减少钻头的抖动，提高钻孔的定心精度。如果不慎将小孔钻偏了，则在装夹扩孔时要注意修正，因为麻花钻的缺点是钻心处切削性能较差，如果不先钻小孔，孔钻偏再修正时，由于钻心处切削不利，修正较困难；而先钻小孔，钻心处不再切削，只是切削刃切削，所以修正较容易。
五、合理使用切削油提高“精度关”
切削油的选择和使用，对钻头寿命、孔加工精度发挥着不可替代的作用，能帮助排出切屑。根据相关调查，活性型硫磺成分对加工表面粗糙度影响较大，增加活性型硫磺成分可以改善加工表面的粗糙度。综上所述，用于深孔加工的切削油应选用黏度低的活性型硫化氯化油。因使用水溶性切削油时钻头磨损很厉害，所以在对钢材进行深孔加工时，不使用这种切削油。对被切削性能很好的铝合金及铸铁进行深孔加工时，则使用乳化型切削油。
铰孔加工。铰孔是一种旨在提高钻孔精度和表面粗糙度的加工。铰孔时是由切入刃连续进行切削加工，由边缘进行轧光。至于铰刀的切削作用和轧光作用，将受刀具与工件的夹持方式、驱动方法、切刃形状、切削条件、预孔状态等影响。铰孔加工时切削油的要求是能使加工面粗糙度良好、孔精度高和铰刀使用寿命长。
六、确保孔在加工后的“修补关”
在钻孔加工中，虽然确保操作中对孔本身的精度保证，但是由于划线、机床、钻头等本身存在误差，以及工件上位置尺寸难免存在误差，所以，钻孔精度有时会有偏差。针对这种情况，笔者建议按照以下方法进行修补，以提高孔的尺寸精度和几何形状精度。
1.锉边法
这种方法适用于孔距精度要求高且工件外形可以加工或有余量的情况。
如图1所示，要求加工一个中心带孔的六边型，并要求到六边形各面的距离相等。可采用先钻孔、铰孔再加工锉削面，则较容易保证孔中心到各边的距离。加工方法为：可先按图纸要求划线、冲眼，再用3mm钻底孔，用7.8mm钻头扩孔，倒角，最后用8h7铰刀铰孔。然后锉削各面。测量时，将8mm标准验棒塞入孔中，用百分表测量圆柱到各面的距离，同时并保证尺寸、角度精度。
2.锉孔法
这种方法适用于外形已加工好或外形不能再加工情况。
如图2所示，工件的外形已加工好，要保证图样上的孔距尺寸，可先划出孔的中心线并打中心冲眼，再用5mm钻头钻底孔，这时先测量孔到边的距离，若超出图样要求就要对孔进行修锉。
如图3所示，若用5mm钻头钻底孔后测的孔中心到基准面距离为14.8mm和15.1mm，即长度方向孔距小了0.2mm，宽度方向大了0.1mm。这时只要将孔的右面锉去0.4mm，即孔横向直径锉到5.4mm；再将孔的下面锉去0.2mm，即孔的纵向直径锉到5.4mm。
如图4，再用6mm的钻头扩孔，检测孔距，若符合要求，则可用7.8mm扩孔，最后用8h7绞刀铰孔即可。一般经两次修锉后能够准确的保证图样的孔距要求。