吳煒

摘要：模具是生產(chǎn)各類產(chǎn)品的基礎(chǔ)裝備，通常完成一套模具的加工需要很多步驟，鉆孔是模具鉗工操作中一項(xiàng)基本操作技能，但是要提高鉆削精度有一定難度。筆者結(jié)合多年鉗工操作經(jīng)驗(yàn)，探討了一些鉆孔加工中常見(jiàn)的問(wèn)題與解決方法。

關(guān)鍵詞：模具鉆孔;鉆孔精度;解決措施

中圖分類號(hào)：G712 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2015）20-0177-02

模具設(shè)計(jì)制造業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，其技術(shù)水平的高低甚至可以反映出一個(gè)國(guó)家的制造業(yè)水平。模具是生產(chǎn)各類產(chǎn)品的基礎(chǔ)裝備，可以方便地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)、提高質(zhì)量以及降低成本。通常完成一套模具的加工需要很多步驟，車床、銑床、鉆床、磨床、雕刻機(jī)、數(shù)控線切割、電火花、加工中心、熱處理到組裝、試模等。在模具加工過(guò)程中，打孔是非常常見(jiàn)的基本操作，打孔通常采用專用夾具進(jìn)行裝夾，以保證在加工過(guò)程中工件位置的固定性。在企業(yè)生產(chǎn)中根據(jù)需要選擇合適的加工方式，一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于精度要求高的重要孔采用數(shù)控銑床、加工中心等設(shè)備來(lái)保證孔加工質(zhì)量，也有的時(shí)候因設(shè)備、時(shí)間、成本等各種因素的限制，在單件加工時(shí)常采用“原始”的加工方法，一般分為畫線、找正、打樣沖眼等步驟來(lái)保證孔的加工精度。這些方法雖簡(jiǎn)單易行，但是加工出來(lái)的孔精度容易出現(xiàn)偏差的情況。鉆孔是模具鉗工操作中一項(xiàng)基本操作技能，但是要提高鉆削精度有一定難度。下面結(jié)合我在學(xué)校以及企業(yè)多年鉗工操作經(jīng)驗(yàn)，探討一些鉆孔加工中常見(jiàn)的問(wèn)題與解決方法。

一、鉆孔過(guò)程中打滑現(xiàn)象

1.打滑現(xiàn)象的危害。在生產(chǎn)實(shí)踐中，操作普通鉆床的都遇到過(guò)這樣的情況，在合金工具鋼（或者其他高硬度材料）上打孔時(shí)，鉆床的夾持部分與麻花鉆間常出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。出現(xiàn)這樣的打滑現(xiàn)象，首先會(huì)是鉆孔工作無(wú)法進(jìn)行下去，必須停機(jī)重新夾緊鉆頭，降低了工作效率。其次發(fā)生打滑現(xiàn)象之后，鉆頭尾部的標(biāo)記有可能會(huì)被鉆夾磨掉，甚至出現(xiàn)拉傷拉毛痕跡。這樣可能使我們無(wú)法識(shí)別鉆頭尾部標(biāo)注的直徑尺寸，必須使用卡尺進(jìn)行測(cè)量，減低了工作效率。而更加嚴(yán)重的，鉆頭尾部的拉痕會(huì)影響安裝鉆頭的精度，造成鉆頭略微偏心現(xiàn)象。在鉆削過(guò)程中會(huì)使徑向切削力增大，加劇鉆頭柱面與孔壁摩擦，產(chǎn)生大量切削熱，打出的孔不圓、直徑偏大等不良現(xiàn)象。

2.防止麻花鉆打滑措施。根據(jù)實(shí)際中遇到的這種情況，我經(jīng)過(guò)思考，因?yàn)槁榛ㄣ@尾部是圓柱形，摩擦力比較小，當(dāng)鉆孔遇到切削力比較大的情況時(shí)，容易造成鉆床夾持部分夾不住的現(xiàn)象，如果把鉆頭尾部也加工成正六棱柱的形狀，可以大大提高抓握力，就能避免打滑的現(xiàn)象。麻花鉆的改造方法比較簡(jiǎn)單，使用專用夾具在磨床上加工即可。一般來(lái)說(shuō)細(xì)麻花鉆因其切削刃短，所受切削力也較小，可以不用改造，對(duì)于φ6mm以上的麻花鉆則有改造的必要。在實(shí)際使用過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)，鉆頭尾部加工成標(biāo)準(zhǔn)的正六棱柱形難度很大，不易加工，簡(jiǎn)化實(shí)際操作中只需磨出三個(gè)面就可以夠了，因?yàn)殂@夾都是三個(gè)卡爪的。對(duì)于鉆頭尾部磨削部分的長(zhǎng)度要根據(jù)實(shí)際情況而定，以不磨去鉆頭尾部標(biāo)記又能夾緊為最佳。

二、鉆孔時(shí)控制孔的精度

眾所周知孔加工精度包括孔的尺寸精度、位置精度和表面粗糙度。在筆者所接觸過(guò)的普通模具加工中，多數(shù)孔對(duì)于表面粗糙及尺寸精度來(lái)說(shuō)沒(méi)有太高的要求，一般鉆、擴(kuò)、鉸加工之后即可滿足精度要求，所以這里我們著重討論如何保證孔的位置精度。

1.控制底孔的精度。要保證孔的位置精度，在加工底孔時(shí)必須做到“三個(gè)精確”：畫線精確、沖眼精確、起鉆精確。

第一步：畫線精度對(duì)于孔位精度有著至關(guān)重要的作用。要檢查高度尺的劃針腳是否鋒利，畫線的要求要細(xì)而深，最好一氣呵成避免重復(fù)劃線，這對(duì)提高樣沖眼的位置精度是很有幫助的。

第二步：當(dāng)孔位十字線劃出之后，為了方便鉆孔起定心，需要用樣沖沖眼。打樣沖眼時(shí)，可將樣沖沿著一個(gè)方向的畫線凹槽向十字中心移動(dòng)，當(dāng)感覺(jué)樣沖尖頂有掉在坑里的感覺(jué)時(shí)，說(shuō)明樣沖已在十字中心了，此時(shí)樣沖一定要垂直，輕輕敲擊樣沖，打上沖眼，然后觀察沖眼位置是否準(zhǔn)確，如果不準(zhǔn)確需要及時(shí)糾正，再用錐度大一些的樣沖把樣沖眼擴(kuò)大，然后根據(jù)所鉆孔用劃規(guī)劃出幾個(gè)大小不等的同心“檢查圓”或“檢查方”。

第三步：起鉆是先使鉆頭對(duì)準(zhǔn)鉆孔中心鉆出一淺坑，觀察鉆孔位置是否正確，并要不斷校正，使鉆孔位置準(zhǔn)確。由于鉆頭的橫刃較長(zhǎng)，容易使鉆頭的中心與孔的中心不重合，使孔偏移，所以我們可以選擇幾乎沒(méi)有橫刃的φ3mm鉆頭起鉆，然后再擴(kuò)孔。由于φ3mm鉆頭幾乎沒(méi)有橫刃可提高起鉆精度。起鉆時(shí)，要從前后、左右兩個(gè)方向觀察定心鉆是否對(duì)準(zhǔn)了孔的中心，確認(rèn)無(wú)誤后再開(kāi)始起鉆。也可以不夾緊工件，在起鉆前基本對(duì)準(zhǔn)位置，起鉆時(shí)由定心鉆自己找準(zhǔn)位置，此方法對(duì)精度較差的鉆床比較適用，但在操作時(shí)要注意安全。

2.擴(kuò)孔的位置控制及糾偏方法。

（1）提高擴(kuò)孔精度的方法。在鉆底孔時(shí)能做到以上“三個(gè)精確”即可有效提高鉆孔位置精度，為下一步擴(kuò)孔打下良好基礎(chǔ)。如果底孔精度檢測(cè)符合要求，那么擴(kuò)孔則簡(jiǎn)單了許多，但是為了避免擴(kuò)孔時(shí)產(chǎn)生新的位置誤差，也需要采取相應(yīng)措施。首先擴(kuò)孔鉆鉆頭頂角要適當(dāng)磨小，增強(qiáng)自動(dòng)定心效果并減少振動(dòng)，以及鉆削時(shí)的徑向切削力。然后控制手柄向下進(jìn)給鉆頭，使鉆頭觸碰底孔端口，并用手轉(zhuǎn)動(dòng)鉆夾頭一到兩圈，使鉆頭兩主切削刃同時(shí)與底孔完全接觸，最后再開(kāi)動(dòng)鉆床進(jìn)行鉆孔，這樣操縱基本上能保證鉆孔的位置精度。

（2）擴(kuò)孔糾偏操作技巧。以上討論的擴(kuò)孔方法，前提是底孔精度合格，如果由于操作誤差以及設(shè)備精度影響，有時(shí)底孔將不能滿足下一步加工要求，我們?nèi)绾伟芽椎木瓤刂圃谝蠊罘秶鷥?nèi)呢？這就需要采用“糾偏法”。

第一種方法“擴(kuò)孔糾偏法”。這種方法適合孔的位置偏差比較小的情況，一般來(lái)說(shuō)孔的位置超差在0.15mm以內(nèi)，可采用“擴(kuò)孔糾偏法”。什么是“擴(kuò)孔糾偏法”呢？此法實(shí)質(zhì)在擴(kuò)孔的過(guò)程中消除位置偏差。我們把底孔的圓心稱為“實(shí)際圓心”，把圖紙上標(biāo)注的圓心位置稱為“理論圓心”，“擴(kuò)孔糾偏法”的實(shí)質(zhì)就是把擴(kuò)孔鉆鉆頭中心對(duì)準(zhǔn)“理論圓心”在擴(kuò)孔加工的過(guò)程中消除原底孔的位置偏差。如圖3所示，假設(shè)左邊孔的標(biāo)準(zhǔn)孔心與邊距離是30mm和20mm，在加工過(guò)程中因各種因素影響，實(shí)際尺寸為30.1mm和20.1mm，而且是兩個(gè)方向同時(shí)出現(xiàn)較大偏差，怎么解決呢？我們可以通過(guò)三角函數(shù)計(jì)算出擴(kuò)孔鉆需要的偏移量。計(jì)算過(guò)程如下（計(jì)算結(jié)果四舍五入）：

Sinθ=對(duì)邊/斜邊

Sin45°=0.1/斜邊

斜邊=0.14mm

根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)我們只需按照方向?qū)⒐ぜ蚱畹南喾捶较蛞苿?dòng)0.14mm即可找到“理論圓心”位置，然后固定平口鉗使之在加工過(guò)程中不因切削力的影響而發(fā)生位移，其次修磨擴(kuò)孔鉆加大鉆頭頂角角度保證主切削刃鋒利。最后在裝夾時(shí)盡量縮短鉆頭露出鉆夾的長(zhǎng)度，以保證鉆頭的剛度和強(qiáng)度，防止擴(kuò)孔中鉆頭過(guò)多偏斜的現(xiàn)象，有利于保證擴(kuò)孔精度。

第二種方法“修孔糾偏法”。如果我們?cè)诩庸ね甑卓字蟀l(fā)現(xiàn)誤差較大，超過(guò)了0.15mm，若我們?nèi)稳徊捎谩皵U(kuò)孔糾偏法”，勢(shì)必使糾偏變得很困難以及低效。我們可采取小圓銼修孔的方法，將尺寸大的那半圓邊修掉，修孔部分應(yīng)與原底孔圓弧過(guò)渡平滑，修完后圓孔變成橢圓形，橢圓圓心應(yīng)與孔的“理論圓心”重合，然后再進(jìn)行擴(kuò)孔。具體加工步驟分為以下四步。

第一步：測(cè)量計(jì)算位置偏移量。確定修銼底孔部位，修銼部位為“實(shí)際圓心”與“理論圓心”的延長(zhǎng)線方向，修銼余量為“實(shí)際圓心”與“理論圓心”的連線長(zhǎng)度Δ的兩倍，修銼余量為2Δ。修銼后孔的外形應(yīng)接近橢圓狀，并且橢圓的幾何中心與標(biāo)準(zhǔn)孔“理論圓心”重合。（橢圓短軸為原底孔直徑，橢圓長(zhǎng)軸長(zhǎng)度為原底孔直徑+2Δ。）

第二步：銼孔的工具與方法。使用直徑較小的圓銼將尺寸大的那半圓邊修掉，被修孔部分應(yīng)與原底孔圓弧過(guò)渡平滑，避免鉆頭因內(nèi)孔形狀不對(duì)稱而出現(xiàn)受力不平衡，鉆孔時(shí)產(chǎn)生新偏差。修孔時(shí)如果孔邊余量較小，可以直接在臺(tái)虎鉗上手工修銼，如果余量較大時(shí)，可把圓銼夾于鉆床的鉆夾頭內(nèi)，借助鉆床的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)結(jié)合手工上下移動(dòng)工件快速加工。

第三步：擴(kuò)孔加工。擴(kuò)孔時(shí)鉆頭盡量露出鉆夾頭短一些，鉆頭頂角修磨的小一些，切削低速放低一些。

第四步：檢測(cè)孔精度是否合格。如果不合格且還具有加工余量時(shí)則重復(fù)上述過(guò)程，直至符合圖紙要求為止。

三、結(jié)語(yǔ)

本文主要研究了提高工件鉆孔位置精度的方法及模具鉆孔加工過(guò)程中的鉆孔位置偏差產(chǎn)生的原因及不良后果，并提出了解決方法。在鉆孔加工中孔的位置誤差不可避免，而且影響鉆孔位置精度的因素多種多樣，本文僅從其中幾個(gè)方面就提高位置精度的方法進(jìn)行了探討，提出“擴(kuò)孔糾偏法”和“修孔糾偏法”為實(shí)際生產(chǎn)加工提高工件鉆孔加工的合格率提供了理論和實(shí)踐依據(jù)。

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