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摘要:本文详细介绍了钳工实习教学中精密孔加工技能训练的教学方法及注意事项。
关键词:钻孔;刃磨;画线;借正
每一台机器与设备上都有很多孔,钻孔是钳工最常用的操作技能,也是钳工实习教学的重点和难点。使用钻床钻出精度不高的孔很容易,但要钻出精度较高的钻孔却比较困难。工厂里有句俗语:“车工怕车杆,钳工怕打眼。”指的就是钳工钻孔的位置精度难以掌握。钳工实习教学大纲要求孔位置误差≤±0.1mm,在钳工实习中经常使用Φ6.7mm、Φ7.8mm、Φ8mm、Φ8.5mm、Φl0mm等规格的钻头钻孔,学生们往往对于钻孔的位置精度掌握不够,位置精度超差比较大。根据笔者多年钳工教学经验,现以孔位置误差≤±0.1mm为例,谈谈提高钻孔位置精度的几项措施。
一、把握好手工刃磨钻头第一关
1. 首先对钻头工艺参数认知
标准麻花钻上的几何参数比较复杂,也较难理解,重点是先让学生了解钻头几何参数,训练学生目测判断 120°、60°、10°～14°、55°等特定角度,在学生充分理解和掌握钻头的几何参数之后,再进行刃磨练习,这就降低了学习难度。
2. 刃磨
刃磨的操作要领很多,在刃磨时要反复讲解和操作示范,学习主切削刃刃磨的同时让学生掌握学习修磨横刃,在不断的练习中,使学生逐步掌握钻头的刃磨技术。
3. 钻头检查
根据钻头切削原理,刃磨后的切削刃要求是:两主切削刃顶角 2φ=l18°±2°;两切削刃长度、高低对称一致;后角а=1 0°～1 4°;横刃斜角ψ= 50°～55°。一般采用测量与目测相结合的方法。角度可采用量角器或角度样板测量,切削刃的对称和高低可采用目测的方法。但应注意两主切削刃不在同一平面内,由于视觉差的原因,感觉左刃应比右刃稍高,应翻转180°反复观察,对比观察结果,达到结果一致,方可确认两切削刃对称。
4. 刃磨扩孔钻
扩孔钻是钳工钻出高精度孔的关键。在学生掌握了刃磨普通麻花钻头的正确操作方法后,让他们掌握扩孔钻的刃磨。扩孔钻一般由钻头改磨而成,改进钻头的几何角度,减小后角避免出现“扎刀”或振痕,修磨外刃,磨出第二锋角,从而迅速让学生掌握精扩钻的几何参数。
二、做好钻孔准备
1. 准确画线
钻孔前,首先应熟悉图样要求,加工好工件的基准;一般基准的平面度≤0.04mm,相邻基准的垂直度≤0.04mm。按钻孔的位置尺寸要求,使用高度尺游标尺画出孔位置的十字中心线,要求线条清晰准确;线条越细,精度越高。但应注意高度尺游标尺显示的尺寸为测量头底面到平板的距离,由于长时间使用测量头,尖端会出现磨损,因此画出的线条尺寸往往稍大于显示尺寸,据笔者和同事们多次试验,发现其值大约在0.02mm～0.04mm。因此在定尺寸时可小0.02mm～0.04mm进行补偿,这样画线的一般精度可达到 0.05 mm～0.1mm。为了防止出现画线时定尺寸出现错误,画完线以后还要使用游标卡尺或钢板尺进行检验。学生们对于画线后检验做得往往不够,有的学生看游标高度尺能出现1mm的偏差,经常拿着画错线的工件进行钻孔,根本保证不了孔的位置精度。特别是在等级鉴定的考场上,由于学生们心理紧张担心工件不能按时完成,往往画完线后不进行检验而急于钻孔,等到发现孔的位置精度超差较大时已经晚了。因此要使学生们养成画完线后进行检验的好习惯。
2. 画检验方格或检验圆
画完线并检验合格后,还应画出以孔中心线为对称中心的检验方格或检验圆,作为试钻孔时的检查线,以便钻孔时检查和借正钻孔位置,一般可以画出几个大小不一的检验方格或检验圆,小检验方格或检验圆略大于钻头横刃,大的检验方格或检验圆略大于钻头直径。不过笔者认为检验方格的效果要好于检验圆,主要原因是检验方格可用高度游标尺画出,精度较高,检验圆用画规画出,精度精度相对较差。
3. 打样冲眼
画出相应的检验方格或检验圆后应认真打样冲眼。先打一小点,在十字中心线的不同方向仔细观察样冲眼是否打在十字中心线的交叉点上,最后把样冲眼用力打正打圆打大,以便准确落钻定心。这是保证钻孔位置精度的重要环节,样冲眼打正了,就可使钻心的位置正确,钻孔一次成功;打偏了,则钻孔也会偏,所以必须借正补救,经检查孔样冲眼的位置准确无误后方可钻孔。打样冲眼有一小窍门:将样冲倾斜着样冲尖放在十字中心线上的一侧向另一侧缓慢移动,移动时,感觉到某一点有阻塞的感觉时,停止移动并直立样冲,就会发现这一点就是十字中心线的中心。此时在这一点打出的样冲眼就是十字中心线的中心,可多试几次,你就会发现样冲总会在十字中心线的中心处有阻塞的感觉。另外有一种不用打样冲钻孔的方法:在工件上画准线后直接上钻床,用 M4～M6的丝锥或具有同轴度较高的带锥体的顶针,装夹在钻床上的钻夹头上,先开动钻床,观察一下中心是否偏,然后停下来去对准需要钻孔的十字中心处,再开钻床,轻轻用力往下压,这时就会看到一个很准确的圆坑出现在十字中心处,然后换上小钻头或中心钻,预钻底孔,随后用扩孔钻扩孔,这样做既保证了孔的精度,也保证了孔的位置度。
4. 装夹
擦拭干净机床台面、夹具表表面、工件基准面。将工件夹紧,要求装夹平整、牢靠,便于观察和测量。应注意工件的装夹方式,以防工件因装夹而变形。
5. 试钻
钻孔前必须先试钻:使钻头横刃对准孔中心样冲眼钻出一浅坑,然后目测该浅坑位置是否正确,并要不断纠偏,使浅坑与检验圆同轴。如果偏离较小,可在起钻的同时用力将工件向偏离的反方向推移,达到逐步校正。如果偏离过多,可以在偏离的反方向打几个样冲眼或用錾子錾出几条槽,这样做的目的是减少该部位切削阻力,从而在切削过程中使钻头产生偏离,调整钻头中心和孔中心的位置。试钻切去錾出的槽,再加深浅坑,直至浅坑和检验方格或检验圆重合后,达到修正的目的,再将孔钻出。
注意:无论采用什么方法修正偏离,都必须在锥坑外圆小于钻头直径之前完成。如果不能完成,在条件允许的情况下,还可以在背面重新画线重复上述操作。
6. 钻孔
钳工实习钻孔一般以手动进给操作为主,当试钻达到钻孔位置精度要求后,即可进行钻孔。手动进给时,进给力量不应使钻头产生弯曲现象,以免孔轴线歪斜。钻小直径孔或深孔时,要经常退钻排屑,以免切屑阻塞而扭断钻头,一般在钻孔深度达到直径3倍时,一定要退钻排屑。此后,每钻进一些就应排屑,并注意冷却润滑,钻孔的表面粗糙度值要求很小时,还可以选用3%～5%乳化液、7%硫化乳化液等起润滑作用的冷却润滑液。钻孔将钻透时,手动进给用力必须减小,以防进给量突然过大、增大切削抗力,造成钻头折断或使工件随着钻头转动造成事故。
另外还有一种钻孔方法,先用 3mm左右的钻头钻出小孔或用Φ2.5mm的中心钻钻出中心孔。由于钻头直径很小,此时的工件不用装夹,用手扶稳放在钻床工作台上,工件处于浮动装夹的状态下,钻头可自动定心,钻出的小孔位置比较精确,然后再将工件装夹,扩孔至尺寸要求。如果不慎将小孔钻偏了,则在装夹扩孔时要注意借正,因为麻花钻的缺点是钻心处切削性能较差,如果不先钻小孔,孔钻偏再借正时,由于钻心处切削不利,借正较困难;而先钻小孔,钻心处不再切削,只是切削刃切削,所以借正较容易。
笔者采取以上六项措施,在钳工实习教学过程中教授学生,学生经过刻苦练习, 基本上实现了钻孔位置误差≤± 0.1 mm,达到了钳工实习教学大纲的要求。
参考文献:
[1]蒋增福.机修钳工技能训练(第二版)[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2005.
[2]谢增明.钳工技能训练(第四版)[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2005.
(郑州市商业技师学院)
关键词:钻孔;刃磨;画线;借正
每一台机器与设备上都有很多孔,钻孔是钳工最常用的操作技能,也是钳工实习教学的重点和难点。使用钻床钻出精度不高的孔很容易,但要钻出精度较高的钻孔却比较困难。工厂里有句俗语:“车工怕车杆,钳工怕打眼。”指的就是钳工钻孔的位置精度难以掌握。钳工实习教学大纲要求孔位置误差≤±0.1mm,在钳工实习中经常使用Φ6.7mm、Φ7.8mm、Φ8mm、Φ8.5mm、Φl0mm等规格的钻头钻孔,学生们往往对于钻孔的位置精度掌握不够,位置精度超差比较大。根据笔者多年钳工教学经验,现以孔位置误差≤±0.1mm为例,谈谈提高钻孔位置精度的几项措施。
一、把握好手工刃磨钻头第一关
1. 首先对钻头工艺参数认知
标准麻花钻上的几何参数比较复杂,也较难理解,重点是先让学生了解钻头几何参数,训练学生目测判断 120°、60°、10°～14°、55°等特定角度,在学生充分理解和掌握钻头的几何参数之后,再进行刃磨练习,这就降低了学习难度。
2. 刃磨
刃磨的操作要领很多,在刃磨时要反复讲解和操作示范,学习主切削刃刃磨的同时让学生掌握学习修磨横刃,在不断的练习中,使学生逐步掌握钻头的刃磨技术。
3. 钻头检查
根据钻头切削原理,刃磨后的切削刃要求是:两主切削刃顶角 2φ=l18°±2°;两切削刃长度、高低对称一致;后角а=1 0°～1 4°;横刃斜角ψ= 50°～55°。一般采用测量与目测相结合的方法。角度可采用量角器或角度样板测量,切削刃的对称和高低可采用目测的方法。但应注意两主切削刃不在同一平面内,由于视觉差的原因,感觉左刃应比右刃稍高,应翻转180°反复观察,对比观察结果,达到结果一致,方可确认两切削刃对称。
4. 刃磨扩孔钻
扩孔钻是钳工钻出高精度孔的关键。在学生掌握了刃磨普通麻花钻头的正确操作方法后,让他们掌握扩孔钻的刃磨。扩孔钻一般由钻头改磨而成,改进钻头的几何角度,减小后角避免出现“扎刀”或振痕,修磨外刃,磨出第二锋角,从而迅速让学生掌握精扩钻的几何参数。
二、做好钻孔准备
1. 准确画线
钻孔前,首先应熟悉图样要求,加工好工件的基准;一般基准的平面度≤0.04mm,相邻基准的垂直度≤0.04mm。按钻孔的位置尺寸要求,使用高度尺游标尺画出孔位置的十字中心线,要求线条清晰准确;线条越细,精度越高。但应注意高度尺游标尺显示的尺寸为测量头底面到平板的距离,由于长时间使用测量头,尖端会出现磨损,因此画出的线条尺寸往往稍大于显示尺寸,据笔者和同事们多次试验,发现其值大约在0.02mm～0.04mm。因此在定尺寸时可小0.02mm～0.04mm进行补偿,这样画线的一般精度可达到 0.05 mm～0.1mm。为了防止出现画线时定尺寸出现错误,画完线以后还要使用游标卡尺或钢板尺进行检验。学生们对于画线后检验做得往往不够,有的学生看游标高度尺能出现1mm的偏差,经常拿着画错线的工件进行钻孔,根本保证不了孔的位置精度。特别是在等级鉴定的考场上,由于学生们心理紧张担心工件不能按时完成,往往画完线后不进行检验而急于钻孔,等到发现孔的位置精度超差较大时已经晚了。因此要使学生们养成画完线后进行检验的好习惯。
2. 画检验方格或检验圆
画完线并检验合格后,还应画出以孔中心线为对称中心的检验方格或检验圆,作为试钻孔时的检查线,以便钻孔时检查和借正钻孔位置,一般可以画出几个大小不一的检验方格或检验圆,小检验方格或检验圆略大于钻头横刃,大的检验方格或检验圆略大于钻头直径。不过笔者认为检验方格的效果要好于检验圆,主要原因是检验方格可用高度游标尺画出,精度较高,检验圆用画规画出,精度精度相对较差。
3. 打样冲眼
画出相应的检验方格或检验圆后应认真打样冲眼。先打一小点,在十字中心线的不同方向仔细观察样冲眼是否打在十字中心线的交叉点上,最后把样冲眼用力打正打圆打大,以便准确落钻定心。这是保证钻孔位置精度的重要环节,样冲眼打正了,就可使钻心的位置正确,钻孔一次成功;打偏了,则钻孔也会偏,所以必须借正补救,经检查孔样冲眼的位置准确无误后方可钻孔。打样冲眼有一小窍门:将样冲倾斜着样冲尖放在十字中心线上的一侧向另一侧缓慢移动,移动时,感觉到某一点有阻塞的感觉时,停止移动并直立样冲,就会发现这一点就是十字中心线的中心。此时在这一点打出的样冲眼就是十字中心线的中心,可多试几次,你就会发现样冲总会在十字中心线的中心处有阻塞的感觉。另外有一种不用打样冲钻孔的方法:在工件上画准线后直接上钻床,用 M4～M6的丝锥或具有同轴度较高的带锥体的顶针,装夹在钻床上的钻夹头上,先开动钻床,观察一下中心是否偏,然后停下来去对准需要钻孔的十字中心处,再开钻床,轻轻用力往下压,这时就会看到一个很准确的圆坑出现在十字中心处,然后换上小钻头或中心钻,预钻底孔,随后用扩孔钻扩孔,这样做既保证了孔的精度,也保证了孔的位置度。
4. 装夹
擦拭干净机床台面、夹具表表面、工件基准面。将工件夹紧,要求装夹平整、牢靠,便于观察和测量。应注意工件的装夹方式,以防工件因装夹而变形。
5. 试钻
钻孔前必须先试钻:使钻头横刃对准孔中心样冲眼钻出一浅坑,然后目测该浅坑位置是否正确,并要不断纠偏,使浅坑与检验圆同轴。如果偏离较小,可在起钻的同时用力将工件向偏离的反方向推移,达到逐步校正。如果偏离过多,可以在偏离的反方向打几个样冲眼或用錾子錾出几条槽,这样做的目的是减少该部位切削阻力,从而在切削过程中使钻头产生偏离,调整钻头中心和孔中心的位置。试钻切去錾出的槽,再加深浅坑,直至浅坑和检验方格或检验圆重合后,达到修正的目的,再将孔钻出。
注意:无论采用什么方法修正偏离,都必须在锥坑外圆小于钻头直径之前完成。如果不能完成,在条件允许的情况下,还可以在背面重新画线重复上述操作。
6. 钻孔
钳工实习钻孔一般以手动进给操作为主,当试钻达到钻孔位置精度要求后,即可进行钻孔。手动进给时,进给力量不应使钻头产生弯曲现象,以免孔轴线歪斜。钻小直径孔或深孔时,要经常退钻排屑,以免切屑阻塞而扭断钻头,一般在钻孔深度达到直径3倍时,一定要退钻排屑。此后,每钻进一些就应排屑,并注意冷却润滑,钻孔的表面粗糙度值要求很小时,还可以选用3%～5%乳化液、7%硫化乳化液等起润滑作用的冷却润滑液。钻孔将钻透时,手动进给用力必须减小,以防进给量突然过大、增大切削抗力,造成钻头折断或使工件随着钻头转动造成事故。
另外还有一种钻孔方法,先用 3mm左右的钻头钻出小孔或用Φ2.5mm的中心钻钻出中心孔。由于钻头直径很小,此时的工件不用装夹,用手扶稳放在钻床工作台上,工件处于浮动装夹的状态下,钻头可自动定心,钻出的小孔位置比较精确,然后再将工件装夹,扩孔至尺寸要求。如果不慎将小孔钻偏了,则在装夹扩孔时要注意借正,因为麻花钻的缺点是钻心处切削性能较差,如果不先钻小孔,孔钻偏再借正时,由于钻心处切削不利,借正较困难;而先钻小孔,钻心处不再切削,只是切削刃切削,所以借正较容易。
笔者采取以上六项措施,在钳工实习教学过程中教授学生,学生经过刻苦练习, 基本上实现了钻孔位置误差≤± 0.1 mm,达到了钳工实习教学大纲的要求。
参考文献:
[1]蒋增福.机修钳工技能训练(第二版)[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2005.
[2]谢增明.钳工技能训练(第四版)[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2005.
(郑州市商业技师学院)