鉗工實(shí)習(xí)中細(xì)孔加工環(huán)節(jié)鉆頭跑偏和折斷現(xiàn)象探究

□ 李澎濤

一、學(xué)生細(xì)孔加工實(shí)習(xí)操作時(shí)鉆頭常跑偏和折斷的原因

所有的鉆頭在加工時(shí)都會(huì)出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象，鉆頭折斷現(xiàn)象也無法完全杜絕。但技工院校機(jī)械類專業(yè)學(xué)生在鉗工實(shí)習(xí)的細(xì)孔加工環(huán)節(jié)特別容易出現(xiàn)鉆頭偏心和折斷，這與學(xué)生的專業(yè)理論知識、操作水平、刀具和工件材料、刀具幾何角度、機(jī)床性能等都有關(guān)。

(一)刀具直徑與幾何角度因素。細(xì)孔加工時(shí)，鉆頭的直徑、幾何角度是引起鉆孔偏心和鉆頭折斷的主因之一。鉗工實(shí)習(xí)中，工藝孔和排孔用的鉆頭直徑通常在Φ4以下，刀具材料一般為高速鋼，偶用硬質(zhì)合金。標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆直徑在Φ4以下時(shí)，其螺旋角度也小，造成鉆孔時(shí)排屑困難，經(jīng)常導(dǎo)致鉆頭折斷。此外，標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆兩個(gè)主切削刃之間的夾角，也就是鉆刃頂角在118°時(shí)最為合適，當(dāng)鉆刃頂角大于118°時(shí)，兩主切削刃為凹曲線，當(dāng)鉆刃頂角小于118°時(shí)，兩主切削刃為凸曲線，只有當(dāng)鉆刃頂角等于118°時(shí)兩主切削刃為直線。但鉆頭直徑越小，鉆刃頂角就越難控制，切削力和切削扭矩不平衡，鉆頭深入工件部分受力不均衡，導(dǎo)致折斷或偏心。

(二)切削用量及切削熱因素。細(xì)孔加工，鉆床的切削速度較快，切削熱散熱困難，鉆頭切削刃與工件接觸部位溫度較高，鉆頭磨損加劇。再加上學(xué)生實(shí)習(xí)時(shí)，多用臺式鉆床，采用手動(dòng)進(jìn)給，進(jìn)給量掌握不均，稍有不慎，就會(huì)損壞鉆頭。

(三)刀具和工件材料因素。鉗工實(shí)習(xí)學(xué)生所用工件材料多為45號碳鋼或A3碳鋼，原本鉆孔很容易。但鉆頭的材料為了便宜也常用T12A等高碳鋼，偶爾用高速鋼，極少使用合金工具鋼或硬質(zhì)合金。本身鉆頭直徑就較小，再加上材料剛性較差，容易彎曲和損壞，造成鉆孔偏移。

(四)工件、刀具的裝夾及鉆床本身性能等因素。學(xué)生鉗工實(shí)習(xí)用的臺式鉆床及平口鉗等夾具，因?yàn)槭褂谜卟僮鞑灰?guī)范，疏于保養(yǎng)檢修，主軸的回轉(zhuǎn)精度較差，夾具磨損嚴(yán)重，再加上安裝鉆頭和夾持工件時(shí)不注意，一方面導(dǎo)致鉆頭徑向跳動(dòng)和偏擺量過大，另一方面導(dǎo)致鉆頭軸心線與工件垂直度不高，鉆孔自然偏移。在裝夾鉆頭時(shí)，由于鉆頭伸出過長，產(chǎn)生了徑向跳動(dòng)，使鉆頭折斷、跑偏。

(五)學(xué)生知識水平和操作水平因素。技工學(xué)校的學(xué)生對專業(yè)理論課內(nèi)容的掌握程度本身就不好，在實(shí)習(xí)時(shí)，注意力不集中，操作不規(guī)范，經(jīng)常是一邊實(shí)習(xí)一邊聊天，鉆孔練習(xí)時(shí)排屑困難易堵塞，鉆頭磨損不理會(huì)，工件端面不銼平，鉆頭定心不正確，還強(qiáng)行鉆入工件，易使鉆頭折斷、跑偏。

二、實(shí)習(xí)指導(dǎo)方案和解決辦法

第一，指導(dǎo)學(xué)生針對不同工件材料合理選用不同材料的刀具，同時(shí)在保證刀具材料的基礎(chǔ)上，重在教會(huì)學(xué)生如何正確刃磨鉆頭幾何角度，把鉆頭切削刃的角度磨準(zhǔn)、磨鋒利，鉆頭磨的不正，就是兩邊刃不對稱，打出來的孔肯定比鉆頭大，出口小。

第二，指導(dǎo)學(xué)生，鉆削過程中手動(dòng)進(jìn)給力的掌握要正確。進(jìn)給時(shí)，用力適當(dāng)，進(jìn)給力由小到大再到小，特別是到要鉆穿時(shí)，提醒學(xué)生進(jìn)給力要減小，放慢鉆進(jìn)速度，最好采取切削液降溫措施。同時(shí)多次提鉆排屑，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)在1，000轉(zhuǎn)/分。

第三，保證機(jī)床及其夾具的質(zhì)量。鉆孔前檢查臺鉆運(yùn)轉(zhuǎn)情況是否正常，如果臺鉆主軸晃動(dòng)厲害，要先對臺鉆進(jìn)行維修調(diào)整;還要檢查夾具質(zhì)量，工件要在平口鉗或壓板上夾持牢固。

第四，鉆頭和工件的相互位置距離要正確。安裝鉆頭時(shí)盡可能用最短的長度(即露出最短的距離)，以減少鉆頭的擺動(dòng)幅度，防止剛性不足，打孔鉆頭彎，導(dǎo)致鉆孔打偏?？壮霈F(xiàn)歪斜的最直接原因就是工件的被加工表面與鉆床主軸和鉆頭軸線沒有垂直。要徹底消除垂直度誤差是不可能的，但指導(dǎo)學(xué)生設(shè)法消除裝夾工件時(shí)人為因素以及教會(huì)學(xué)生如何對機(jī)床設(shè)備、夾具性能進(jìn)行提升是完全可行的。

第五，鉆孔前先在工件上準(zhǔn)確劃線，打樣沖眼。用劃規(guī)劃線時(shí)，尺寸固然要保證正確，基準(zhǔn)面的選擇也很重要。不能隨隨便便選擇工件上的一個(gè)面來劃線，要選取工件上的兩個(gè)基準(zhǔn)面。這樣才能準(zhǔn)確判斷出鉆心位置，防止誤差積累。劃線結(jié)束后，在工件上用樣沖打眼也要注意，不僅要考慮樣沖軸線與工件劃線平面的垂直度問題，還要準(zhǔn)確判斷楊沖眼的實(shí)際位置，樣沖眼的實(shí)際位置與鉆心并不完全重合。因?yàn)閯澮?guī)在工件表面所劃線寬一般大于0．1mm。因此樣沖眼的實(shí)際位置應(yīng)該是沿著劃線基準(zhǔn)方向，且在圓的兩條中心線下邊緣相交處。樣沖材料最好選用硬質(zhì)合金，直徑在0．5mm～2．0mm之間為宜，錐度30°～60°，樣沖最好進(jìn)行淬火和回火處理，提高硬度。只要樣沖標(biāo)準(zhǔn)，劃線嚴(yán)謹(jǐn)，樣沖眼位置正確，所鉆的孔就不容易偏移。這是在教學(xué)實(shí)踐中一定要引導(dǎo)學(xué)生注意的事項(xiàng)。

第六，批量進(jìn)行鉆孔作業(yè)和加工孔系時(shí)最好制作鉆套或者帶孔的板(導(dǎo)孔板)，可以先教會(huì)學(xué)生制作相應(yīng)工裝，用套模來起到導(dǎo)向作用。

第七，實(shí)習(xí)過程要巡回檢查指導(dǎo)，并提醒學(xué)生注意力保持集中，實(shí)習(xí)過程中還要對相關(guān)理論知識進(jìn)行溫習(xí)，實(shí)習(xí)完成后要及時(shí)進(jìn)行加工工藝分析討論，進(jìn)行總結(jié)評價(jià)。

三、教學(xué)實(shí)例

本文以鉗工初級訓(xùn)練常見課題之一《銼配凹凸體》為實(shí)例，進(jìn)行相關(guān)工藝探討。工作圖樣為圖1所示的凹凸體配合件。技術(shù)要求:銼配間隙＜0．06mm。材料:45號鋼。

圖1 凸凹體銼配

鉆孔工藝分析:由圖形和材料可知:本課題需要實(shí)習(xí)學(xué)生在厚度10毫米，沒有熱處理的45號鋼，鉆四個(gè)直徑為Φ3的工藝孔，凹件上還需要Φ3或Φ4的細(xì)鉆打排孔，并鋸除凹件的多余部分，然后粗銼至接觸線條。細(xì)銼凹件各面，并達(dá)到圖紙要求。最后，銼配修正:對凸凹件進(jìn)行銼配修正，以達(dá)到間隙要求。

實(shí)踐中學(xué)生操作水平有限，鉆頭極折斷或跑偏。為了避免這種現(xiàn)象，在鉆孔的進(jìn)給前，老師一定要指導(dǎo)學(xué)生，先調(diào)整好機(jī)床、刃磨好鉆頭切削刃;安裝鉆頭時(shí)伸出量要短，工件被加工表面沒有與鉆床主軸軸線垂直。鉆削開始后，壓力不能過大，尤其是在孔快要鉆通時(shí)，鉆頭尖已經(jīng)露出底面時(shí)，進(jìn)給的速度一定要減慢，進(jìn)給的壓力一定要減小。另外，如果鉆頭不快時(shí)，不要勉強(qiáng)繼續(xù)使用，那樣最容易斷鉆頭。還要適當(dāng)加冷卻液，吃刀量不要太大，如果是臺鉆鉆孔的的話，手用力不要太大，要抻著勁，要勤把鉆頭提起來排一下屑，防止鉆頭被切屑憋斷。尤其是在孔快鉆通時(shí)，更要輕一些用力，防止鉆頭被卡住而折斷。還有就是鉆頭不快了，不要勉強(qiáng)繼續(xù)鉆孔。只有做到對準(zhǔn)樣沖眼，高速，慢進(jìn)給，多次提鉆排屑，才能防止鉆頭跑偏或折斷。

［1］程長海．鉗工工藝［M］．北京:中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2007

［2］機(jī)械工業(yè)技師考評培訓(xùn)教材編審委員會(huì)．鉗工技師培訓(xùn)［M］．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2007