关于钻孔时可能出现问题时的分析

关于钻孔时可能出现问题时的分析摘要：在机械加工过程中需要进行打孔的零件非常多，而在孔的钻削过程中产生的问题也不少；本文就通过对钻孔的实习操作，对钻削过程中存在的一些问题进行分析；关键词：孔、钻削、偏移、歪斜。钻孔通常指工件的圆柱形内表面（由两平行面或切面形成的的包容面）。孔在机械加工，制造过程中的应用非常广泛，如我们常见的螺纹连接中螺纹孔就需要打螺纹底孔，然后才能攻螺纹，形成螺纹孔。另外还有在加工工件过程中，对于镶嵌工件或凸凹工件的不能用锯削去除的部分我们也常常来打排孔来去除余料。有时在我们做锉配工件时需要清角时很是费事，那么当我们打了工艺孔时就省去了一些不必要的麻烦了。另外孔在加工过程中的位置对工件的加工也非常重要，如柴油机中活塞的连杆组件，由于工作时要求活塞销和连杆件相对摆动，活塞销与活塞上孔的连接就要求准确定位，孔的位置也就显得非常重要。还有在车削细长轴的时候也常常打中心孔来定位；特别在车阶梯轴时，采用两中心孔定位能有效的保证各轴段的同轴度。还有很多的工件定位时也常常采用一面两孔的定位方式来限制自由度。各种零件的孔加工除一部分由车、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（如钻头、扩孔钻、铰刀等）来完成的。钻孔就是用钻头在实体工件上加工孔的操作，用钻床钻孔时，工件装夹在钻床工作台上固定不动，钻头的旋转是主运动，钻头沿轴线移动是进给运动。钻孔时由于钻头的刚性和精度都较差，故加工精度不高，一般为IT6~IT9表面粗糙度Ra≥12.5um现在我们也已经实习了很长时间了，做的工件也不少了，其中用到钻孔的工件很多很多，有打排孔，有打工艺孔，还有定位孔，基准孔等。一般我们在日常技能操作训练时常常回出现一些打出来的孔尺寸大于规定尺寸、孔位偏移、钻孔呈多角形、孔壁粗糙、钻头工作部分折断、切削刃迅速磨损或碎裂等许多问题；从而致使工件的孔的位置精度、表面粗糙度、尺寸精度、及相对位置精度等达不到所需要求，使工件产生废品。通过钻孔实习的技能训练和孔加工知识的掌握，我们逐渐也从实践中找出一些加工中产生这些问题的原因并对其进行分析及采取更正的办法，尽量避免和解决这些问题，提高加工质量。减少废品率，其主要有以下几点：一、钻头上存在的问题：钻头是由高速钢制造，在钻孔加工是利用切削刃对工件进行旋转切削加工，标准麻花钻有五个刃（一个横刃、两个主切削刃、两个副切削刃），六个面（两个前刀面、两个后刀面、两个副后刀面）。横刃就是两条主切削刃的连线，在钻削时横刃主要起定心作用。钻头在钻削时是旋转的，如果横刃太长，在起钻时定心就会不稳，时钻头来回晃动，很容易时钻头的钻削方向偏移预定的孔位。造成孔的位置偏移。另外横刃长钻头所受的轴向力就会越大时钻头不易向下切削。两条主切削刃是由螺旋槽形成的是前刀面和后刀面的交线，在钻削时主要靠两主切削刃切削工件上多余的材料，形成孔。由于钻头有两条主切削刃，钻削时又是旋转切削，这就要求两条主切削刃的长度应该相等和钻头的主轴的轴心线的夹角也应该相等，并且是直线。否则两条切削刃长度不等在切削的时候，会那条长切削刃切削加工，而那条短切削刃不投入切削。我们称之为单边切削而且长度不等了高度也不等，钻头就会在孔内产生晃动，从而致使孔的直径扩大、轴线不直、还有粗糙度加大。后角是在假定工作平面内测量的后刀面与切削平面的夹角，主切削刃上各点处的后角大小都不一样，在钻头外缘处后角最小，约为8°～14°，越靠近中心后角越大，靠近钻心处后角约为20°～25°。后角越大后刀面与工件已加工面的摩擦越小，但是切削刃的刃口强度越低，刃口容易发生变形这样会造成钻出来的孔呈多角形。对于以上原因造成的钻孔加工缺陷，我们要采取正确的刃磨钻头的方法来解决。在磨钻头的时候常常右手握住钻头的前端作为定位支撑点，钻头的一条主切削刃先接触砂轮，钻头的中心线约和砂轮外圆轮廓线呈60°角。并且右手在磨削是要控制好钻头绕自己的轴心线转动和加在砂轮上的压力来磨削后刀面，左手握住钻头的后端上下摆动来磨出一定的后角。一个主切削刃磨好后翻转180°在磨另一个主切削刃。使两切削刃的夹角既顶角为118°左右。检查方法：看两切削刃是否是直线状态，如果呈凹形证明顶角大于118°，如果呈凸形状态则证明顶角小于118°；再有就是把钻头尖部向上竖立，用两眼平视两切削刃，由于两切削刃一前一后会产生视差，往往会感到前高刃后刃低，所以要旋转180°反复观察几次，使两切削刃保持对称。修磨横刃时先将刃背接触砂轮，再转动钻头至切削刃的前刀面，而把横刃磨短。磨好一边后翻转180°再磨另一边，要保证两边修磨对称。在修磨横刃时应注意有一个横刃斜角也就是横刃与主切削刃所夹的锐角，标准麻花钻的横刃斜角一般为50°~55°。另外就是钻头在本身制造加工时就是弯曲的，钻头弯曲会使钻头在钻削时钻头有较大的径向跳动，时加工出来的孔的尺寸大于所需尺寸，并有可能会使钻出来的孔歪斜，对于这个问题我们只能更换新的合格钻头。二、钻床上存在的问题：机床主轴应旋转平稳并应与工作台面垂直，工作台夹工件应锁紧不能有松动，否则主轴若有较大的径向偏摆或是与工作台面不垂直则钻头在钻削使也会偏摆或与工件不垂直，这样钻出来的孔尺寸就会大于原先规定尺寸，并会产生与工件不垂直或偏移原来孔位。解决方法是：测量主轴的圆跳动量，并对其调整到合理的范围。并且在钻削时用直角尺测量钻头与工件的垂直度，并调整正确后再进行钻削。此外钻床的切削速度太高会使钻头旋转切削时与工件产生的摩擦热增大，易使钻头退火造成磨损加剧，有时还会折断钻头。所以应该根据孔的尺寸和工件的材料选择合适的切削速度。三、操作者存在的问题：操作者的技能水平对工件的加工质量有着直接的影响，操作者在钻孔时要进行工件划线，划线位置的正确与否直接影响孔的加工位置。首先应按孔的位置尺寸要求找出孔的十字中心线然后在十字中心线的交点处打上一个小的中心样冲眼，再照孔的尺寸画出孔的圆周线，测量其尺寸。另外，对于大孔径里面应画上几个大小不等的检查圆，以防止钻削时起钻过偏或及时找正钻孔位置。若起钻过偏则浅坑在检验圆内不对称，应朝偏斜方向的反方向定几个样冲眼，或錾几个凹坑来校正。若偏移不大时可用手朝反方向推动夹具来进行校正。在平日技能训练中钻孔基本上都是用台钻，进给量也由操作者自身掌握，操作者施加压力大则进给量相应增大，进给量大则钻头与孔壁摩擦相应增大，使钻头迅速磨损和造成孔壁粗糙。且有时会使钻头产生弯曲变形使加工出来的孔歪斜，与工件表面不垂直等。因此在钻削时不要对钻头施加太大压力，让其自由旋转向下切削，并且在孔即将钻通时要相应的减小进给量，防止切削余量卡钻头使钻头折断。在安装工件时应使工件孔位置与主轴垂直，才能使钻出来的孔位置垂直与工件表面，具体方法可用直角尺放在工件上测量工件与钻头的垂直度，并进行调整。在没有直角尺或不能用直角尺的情况下，可用划线盘放在工作台上另一端与主轴接触旋转主轴测量其垂直度。再有就是夹紧力不宜太小，太小则工件在钻削加工钻头向下压的时候容易产生倾斜使钻出孔与工件的表面不垂直。但也不宜太大，太大会使工件产生变形，使孔与工件的位置发生变形。只要感觉能够夹紧就可以了。另外我们在钻孔加工的时候往往钻削的不止是一个孔，而是两个或多个孔。这样它们就有了相对位置和对称度还有中心距。我们就要想办法保证它们的中心距相对位置和对称度。如果钻两个孔的时候，我们要保证中心距可先在工件上打一个孔然后在这个孔内装上测量柱，然后在往钻床主轴钻夹头上夹一个测量柱，用量具测量两测量柱的距离，并进行调整工件使两测量柱的轴县距离与两孔要求的距离相符。然后在把钻夹头上的测量柱卸下换上钻头对工件进行第二个孔的加工，这样就能保证两孔的中心距。在钻削斜孔时由于孔的中心线与工件表面不垂直，对斜面要求不高时我们可先在钻孔处铣一个小于孔径的平面，再往平面上钻孔。或者在斜面上打一个大的样冲眼。为什么要錾平面呢？因为钻头在斜面上钻孔时很容易产生单边切削，也就是两条切削刃只有一条参与切削，而不是两条都切削，钻头会出现不平衡而发生偏移，这样孔的位置很难保证。另外也可在斜面上加一个斜楔块与工件采用点焊焊住，打完孔后在把楔块去掉，钻斜通孔时如两端面平行可将零件翻转到另一端进行加工。四、切削液：在切削过程中由于切削材料蹭的变形分离及刀具和被切削材料间的摩擦而产生的切削热，就象我们平时钻孔完了以后工件有烫手的感觉，有时在钻削孔径大的孔的时候和进给量大的时候钻出来的切削呈蓝色或紫色等，这些都是因为切削热使切屑发生了硬化才会有这种现象。切削热高的话会使刀具材料软化，降低刀具的切削性能，使刀具磨损加快从而影响工件加工质量和缩短刀具使用寿命。而切削液在切削时能带走大量的切削热，降低切削温度，而且切削液能渗入刀具、工件、切屑之间形成润滑膜，可以减小刀具与工件、切屑之间的摩擦，从而减小切削变形抑制积屑瘤的生长。并且切削液能将细小的切屑及时的冲走避免切屑堵塞或划伤工件已加工表面，减小加工表面粗糙度值，减少工件热变形，保证加工精度和提高生产效率。钻铸铁时一般不用或用5%～8%乳化液，或用煤油。钻钢件时用3%～7%乳化液。在深孔加工或切削速度较高进给量大时应补给充足的切削液来减少热变形对工件的影响，提高加工质量。以上是我们在钻孔过程中常见的一些问题，通过这些分析我们就能知道今后再出现这样的请况我们应该怎样去解决，这样我们就能提高我们的加工的工件质量，提高我们的钻削操作技能水平。