用钻头在实体材料上加工孔叫钻孔。各种零件的孔加工,除去一部分由车、镗、铣等机床完成外,很大一部分是由钳工利用钻床和钻孔工具(钻头、扩孔钻、铰刀等)完成的。在钻床上钻孔时,一般情况下,钻头应同时完成两个运动;主运动,即钻头绕轴线的旋转运动(切削运动);辅助运动,即钻头沿着轴线方向对着工件的直线运动(进给运动),钻孔时,主要由于钻头结构上存在的缺点,影响加工质量,加工精度一般在IT10级以下,表面粗糙度为Ra12.5μm左右、属粗加工。
钻床设备
常用的钻床设备有台式钻床、立式钻床和摇臂钻床三种,手电钻也是常用的钻孔工具。
⒈台式钻床
简称台钻,是一种在工作台上作用的小型钻床,普遍做法就是在原有的摇臂式钻床上进行改装,利用液压阻尼器来控制钻头的进给速度。
由于加工的孔径较小,故台钻的主轴转速一般较高,转速可高达近万转/分,亦在400转/分左右。主轴的转速可用改变三角胶带在带轮上的位置来调节。台钻的主轴进给由转动进给手柄实现。在进行钻孔前,需根据工件高低调整好工作台与主轴架间的距离,并锁紧固定(结合挂图与实物讲解示范)。台钻小巧灵活,使用方便,结构简单,主要用于加工小型工件上的各种小孔。它在仪表制造、钳工和装配中用得较多。
⒉立式台钻
简称立钻。这类钻床的规格用钻孔直径表示。与台钻相比,立钻刚性好、功率大,因而允许钻削较大的孔,生产率较高,加工精度也较高。立钻适用于单件、小批量生产中加工中、小型零件。
⒊摇臂钻床
它有一个能绕立柱旋转的摇臂、摇臂带着主轴箱可沿立柱垂直移动,同时主轴箱还能摇臂上作横向移动。因此操作时能很方便地调整刀具的位置,以对准被加工孔的中心,而不需移动工件来进行加工。摇臂钻床适用于一些笨重的大工件以及多孔工件的加工。
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机用虎钳钳口一定尺寸。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。
修锉纠偏
对于孔的位置超差大于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。
步:相关测量计算,先测量出底孔的尺寸误差、形位误差,如超差,相对理想位置,通过计算分析出孔的位置误差值。然后,确定修锉底孔的方向(修锉底孔的方向,为实际孔的位置中心到理想位置中心的连线方向)和修锉孔的形状(修锉孔的形状应接近椭圆状,椭圆的几何中心与理想位置中心重合,椭圆的短轴为原底孔直径,消除孔的位置误差的小底孔直径,即为椭圆的长轴)。
第二步:选择锉刀和修锉方法,所选的修锉圆锉直径略小于原底孔直径。直径过大或等于底孔直径,圆锉插不进底孔内或修锉时锉削困难。过小易修锉成梨状,使钻头不对称受力,钻孔时产生新的孔的位置偏移误差。修锉时可在台虎钳上用手工修锉,也可借助于钻床主轴的旋转运动,把圆锉夹于钻夹头内,上下移动,推动工件进行加工。薄板件从底孔一端修锉即可;当工件较厚时,对于通孔来讲,应从底孔两端进行修锉,以减少锉内圆弧面与孔口端面的不垂直误差。
第三步:扩孔,所选扩孔钻头的直径应大于工件厚度中间平面的椭圆长轴的尺寸。扩孔应尽量选用短钻头,小的顶角、后角,低速切削。#p#分页标题#e#
第四步:检测,检测孔的尺寸精度、形位精度是否合格。如不合格,则重复上述过程,直至符合图纸规定的技术要求为止。
在钻孔过程中要按照先基准后一般、先高精度后一般的原则,即优先加工或保证基准位置上的孔,或尺寸精度、形位精度要求相对较高的孔。
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,但是由于影响因素较多,所以需要反复的强化训练,以达到完全控制孔的位置精度的目的。这是一个循序渐进、精度逐步提高的漫长的过程。