在臺鉆上提高鉆孔形位精度的分析

朱 艷 衛 鋒

（商丘技師學院，商丘 476000）

鉆孔是指利用鉆頭在需要加工的材料上打孔的一種加工技術。鉆孔的加工流程非常簡單，但是鉆孔工作時鉆頭轉速高，完成進給運動和切削運動會導致摩擦力變大。此外，鉆頭自身容易抖動，再加上一般鉆頭處于半封閉狀態，排屑困難。這些因素會導致加工出孔的精度偏低。在工業批量化生產中，為提高加工形位的精度，可以采用鉆模夾具等方法來降低精度偏差。但是，在單件生產中仍然需要鉗工把握好鉆頭、準確劃線找正等方法來降低鉆孔在形狀、尺寸和位置方面的誤差。

1 影響孔位精度的因素

鉆孔是一個比較復雜的過程，涉及各種可能造成鉆孔發生精度偏差的因素，如鉆頭加工、墊板和蓋板、機床、各種加工的工藝參數以及人工操作時技能與經驗等[1]。為了提高鉆孔作業精度，需要分析影響孔位形位精度的具體因素，并采取針對性措施予以解決。

1.1 鉆機

鉆機的精密度是影響孔位的主要因素。隨著生產工藝水平的逐漸提高，孔位加工要求越來越高。在工作過程中，鉆機的精確程度與控制系統、工作臺是否穩定、工序是否重復等因素有關。

1.2 鉆頭

鉆頭的品牌、材質以及質量都直接影響孔位精度。如果鉆頭本身誤差較大，剛性較差，那么在鉆孔作業中容易發生彎曲，影響鉆孔進度。鉆頭的形狀也會對精度產生一定的影響。比如，麻花鉆的鉆頭結構不容易定心，鉆孔時切削阻力大，會導致鉆心發生偏斜，從而影響鉆孔作業精度。

1.3 蓋板與疊板

蓋板在鉆孔時能夠幫助散熱和提供鉆嘴軌道，在鉆頭進入面板時能減少鉆嘴的偏移，并清潔鉆嘴。不同材質的蓋板因為物理特性的不同，對孔位精度也會造成不同影響。光潔平整的蓋板結構設計可以有效保證較高的加工切削精度和孔位精度。如果蓋板不夠平整，有折痕和劃痕，容易導致鉆孔作業中發生鉆嘴斷裂和孔位偏移現象[2]。

疊板在鉆孔時具有吸塵和降溫作用，有利于提高鉆孔精度。它的參數誤差是影響鉆頭位置檢測精度的重要因素。實驗結果發現，每一次鉆一層疊板銅箔，鉆頭位置精度會偏0.01 mm左右。檢測結果表明，板厚2.0 mm時，疊板一塊和一層疊板分成兩塊，孔位檢測精度會有很大改變。

1.4 環境因素

鉆孔加工蓋板面時需要高技術精度、復雜程度高的生產工藝流程操作。如果在制作過程中無法保持絕對的無塵環境，那么細微的顆粒、銅屑以及鉆孔加工蓋板面上殘余下的一些膠粒一旦在加工過程中掉落在蓋板或鉆孔上，會引起鉆頭角度偏離，影響孔位精度。在實際加工過程中，要充分結合板材材質等具體情況選擇合適的鉆頭，保證工藝的精確性。合理疊加板材來加工，可以在確保板材加工質量的同時，最大限度地利用現有加工機床和板材資源。

1.5 工藝因素

臺鉆上的鉆孔行為控制實際上是對孔的實際位置與理想位置之間差值的動態控制過程。鉗工鉆孔操作基本以手工控制為主，因此鉆孔精度與鉗工的工藝水平有直接關系。臺鉆鉆孔的一般步驟包括加工工件的劃線基準、劃孔中心線、打樣沖眼、裝夾工件、裝夾鉆頭以及調整鉆床的切削用量，然后試鉆、鉆底孔，最后檢測修整、擴孔和倒角。在這一系列的操作流程中，鉗工要認真按照工藝流程操作。每個環節針對容易產生的問題提前預判，采取有效措施，減少偏差，降低孔徑偏大、軸線歪斜以及孔形不圓等問題發生的概率。

2 提高鉆孔形位精度的途徑

2.1 掌握基礎理論知識

鉗工要熟知鉆孔過程中需要掌握的基礎理論知識。在實際操作前，鉗工要熟悉機具設備，仔細觀察鉆頭的各個刀面?，F實工作中，很多經驗不足的鉗工空間感較差，不能在腦中形成很好的模型概念，因此需要在該方面加強培訓力度。前后刀面是曲面，因此前后刀和角在各個切割刀削刃上的大小方向是變化的。因此，要幫助操作人員真正建立3個不同輔助面和平面的空間概念，使其能夠想象一個空間軸上3個不同輔助面的結構。建立這一空間概念后，把3個輔助面的平面分別放在刃磨鉆頭的3個空間中講解。只有真正掌握各個切削角度在不同空間的變化位置和變化大小，后續的刃磨鉆頭實訓教學才能收到事半功倍的教學效果。

2.2 正確學習掌握標準

現有的操作工藝對鉗工的要求較高，特別是在新工藝新技術層出不窮的當下，要求技工進一步掌握和學習相關標準來提高加工精度。標準麻花鉆具擁有較長的橫刃，前角的負值也較大，所以鉆孔時橫刃處的切削往往處于一種擠刮狀態，會產生較大的軸向力。由于麻花鉆的特殊性，造成其定心作用不好，會產生鉆頭抖動現象[3]。因此，對于6 mm以上的鉆頭需要修短，并增大前角。在修模過程中要注意角度和精準度，否則會影響工藝的精確性。為了延長鉆頭的使用壽命，提高刀齒的強度，需進一步改善散熱條件，同時可以修磨主切刃。在修磨過程中，要先在砂輪機上粗磨，再使用油進行精修，以保證修磨光面平滑。修磨工藝是鉗工必須掌握的一項技能。針對不同的需求打磨橫刃和主切刃，也可進一步提高鉆孔的精確度。初學者可以使用廢鉆廢料反復練習鉆孔流程，以積累實際操作經驗，提高切削打磨的穩定度。鉗工需要觀察刃磨質量，找出打磨作業存在的不足，加強實踐與反思，通過針對性練習提高自身的技術水平。

2.3 最大程度劃線清楚且要保證線條細長

加工鉆孔的過程中，劃線是操作的第一步，也是十分重要的一個環節，影響整體工藝的精確度。在具體操作實施前，鉗工需要深入研究各個工件的圖紙，對每一個工件標準要有穩妥的準備。需要保證基準平面度和基準之間的垂直度小于0.04 mm。鉆孔時，要謹慎確定鉆孔位置，可以先在需要鉆孔的地方畫出十字線，再使用高度尺等專業工具輔助劃線。劃出的線是有講究的，需要保證其具有細長性，因為線條較粗會導致精度更低。線條的精確度是有一定的范圍，為0.2～0.6 mm。在完成劃線工作后需要進行復核，使用專業的游標卡尺檢測劃線的精確程度，進一步防止線條的誤差影響后期鉆孔的實施，最終影響整體工藝的精確程度。在后期檢測時，工作人員比較習慣采用圓形方式判斷交叉線是否偏離。然而，如果將語言改成方框型，也可以取得良好的檢測效果，甚至要優于圓形檢測效果，有利于提高工藝的整體精確度。

2.4 裝夾好工件

實際操作時需要保證加工環境無塵與清潔，以確保機床的臺面、使用的夾具、作業操作面比較干凈，以便在安裝夾好工件時，保證夾緊和裝夾的平整度。要注意裝夾的角度，方便操作人員觀察和嚴格檢測工件。裝夾時需謹慎操作，防止產品因為裝夾而產生變形。不同的孔直徑大小不同，精度要求也不同，可以使用不同的方式夾緊工件。比如，當孔的直徑小于6 mm時，可以使用手鉗夾緊。當孔的直徑在6～10 mm時，可以用平口鉗，但是要保證代加工的產品和鉆床的主軸是垂直狀態。對于10 mm以上的鉆孔，需要采用夾板鉆孔加工。如果遇到不規則形狀，需要采用特定的辦法。例如，面對圓柱形產品，工件需要用V形鐵輔助[4]。如果產品工件的底部不平或者鉆孔的位置在側面，需要使用角鐵固定。需要注意，角鐵一定要使用壓板固定。鉗工需要根據待加工產品的實際情況選擇不同的裝夾方式，且不同的裝夾方式需要注意不同的操作事項。鉗工只有加強實踐操作，才能不斷積累作業經驗，面對不同的工件才能選用合適的方式裝夾，確保鉆孔的形位精度符合要求。

2.5 準確找正是關鍵

等產品工件裝夾好后，不要著急落鉆，此時找正中心位置至關重要。找正包括靜態找正和動態找正。靜態找正是指在鉆床正式啟動前開啟找正工作，主要是使鉆床的主軸與需要加工工件的十字線對正。這對操作人員的要求不高，初學者可以輕松掌握相關的技巧?？梢灾谱鬏o助定位錐，鉆孔前裝夾在鉆夾頭上輔助找正，提高找正準確性。僅僅依靠靜態找正是不夠的，還需要動態矯正，避免鉆床工作過程中擺動等因素造成孔位精度降低。動態找正的過程中不可盲目落下鉆頭，可以將鉆頭輕輕落在十字線中心處，細致觀察是否存在誤差。一旦發現誤差較大，需要重新找正。當鉆頭的小尖推入需要加工的錐坑后，可以先轉出一個比鉆頭直徑小的小孔來觀察是否產生偏斜。要注意這個小圓孔是否在檢查的圓形或方形的正中間，以此判斷小圓孔是否能夠被十字線平分[5]。如果產生偏斜，要及時糾正。實際操作中，當輔助錐體找正中心位置后，可以先用中心鉆鉆出中心孔，再使用大鉆頭擴大。當鉆頭逐漸推進后，必須要細致觀察，確保錐孔與工件孔的輪廓重疊。

2.6 認真檢測

為進一步減少偏差，需要認真檢測，針對鉆孔時出現的問題進行及時有效的修整。檢測主要是判斷鉆孔偏差，包括大小誤差、形狀誤差以及位置誤差等，必要時采取補救措施。對于精度要求較高的孔，一般可以使用鉆孔、擴孔以及鉸孔的方式加工，以保證底孔與理想中心的位置誤差較小[6]。在鉆孔、擴孔以及鉸孔的過程中，面對出現的不同程度的誤差，可以采用相應的補救措施。鉆孔時如果誤差大于0.1 mm，使用什錦圓銼刀修整底孔的兩側壁，注意保證過度相接觸的平滑程度。鉸孔主要在于減少形狀方面的誤差，提高孔徑的精確度，降低表面的粗糙度。如果發生兩個孔的孔距存在誤差，可以使用更加精確的方法將檢驗棒插入鉸孔，同時將另一個檢驗棒夾緊在鉆夾頭中，使用專業游標卡尺測量，保證檢驗棒的中心距離和圖紙上顯示的尺寸是一致的。鉆孔時孔徑過大或過小，需要檢查鉆頭刃帶上否有積屑瘤。鉆削時進給量是否太大，然后進行相應處理。鉆孔時孔的軸線歪斜，可能是工件端面不平，或者鉆頭剛性不足，需要檢查工件端面，或者調整轉速和進給量。鉆孔振動過大或者孔不圓，可能是由于工件夾緊不牢、鉆頭后角太大等問題導致的，需要進一步檢測并排除影響因素，及時解決問題。

3 結語

臺鉆鉆孔是現代工業生產常見的加工藝術。鉆孔作業中影響孔位精度的因素眾多，要想保證鉆孔在形狀、尺寸和位置方面保證高精度，并不容易。要提高鉆孔精度，必須要全面了解影響孔位精度的各類影響因素，嚴格遵守工作規程，加大鉆孔操作練習，通過良好的加工技能減少鉆孔精度偏差，降低加工零件的超差報廢概率，提高產品質量。