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。
钻孔的位置精度的控制,实质上是钻削过程中钻头与工件的相互正确位置控制过程。为了考核操作者的操作技能,要求钻孔时孔的位置调整只能是手工、动态控制过程,不允许使用钻模以及其他夹具,因此孔的位置精度受到划线、机床精度、工件和钻头的装夹、钻头刃磨质量、工件位置及机床切削用量的调整等一些不确定因素的影响,再加上要有一定的加工技巧和必要的保证措施,所以,当孔的位置精度要求较高时,就会导致出现严重超差现象。
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。在钻孔操作时,除了划线正确之外,钻正底孔、及时准确纠偏、修锉底孔的位置,是保证孔的位置精度的基础。
钻底孔
底孔的位置正确或者超差较小,可有效地减少扩孔纠偏底孔的位置的次数,缩短操作加工时间,对提高加工精度及加工效率具有特别重要的作用。
步:钻头直径的选择,钻头直径太小,强度弱,加工过程中易折断;钻扩纠偏时,钻头弯曲、偏斜,导致向欲纠偏的相反方向加工,加大了原有的孔的位置误差。钻头直径太大,横刃长,定心性能差,修锉、钻扩纠偏孔的位置的次数相对减少。如果底孔孔径相对图纸规定的孔径较大,有可能对超差的底孔不能消除。故应根据实际情况选择合适的钻头,因为中心钻既能很好定位又能保证足够的刚度和强度,所以在钻底孔时选用中心钻为宜。
第二步:对正样冲眼,中心钻与样冲眼的对正有两种方法,一是用手转动钻夹头,并移动平口钳或转动台钻的工作台,使中心钻与样冲眼对正。二是比较规整的工件尽可能处于浮动状态,依靠钻削力的拉动使工件位置产生微量的移动,让钻头与样冲眼自动对中。
第三步:检测,为了提高孔的位置的检测精度,应对检测结果进行必要的修正:一是测量两孔壁的近点和远点,取平均值。二是采取钻孔后插入相应的量棒再进行测量,以减小游标卡尺测量爪非线型因素对测量结果的影响。