鉗工實習中細孔加工環節鉆頭跑偏和折斷現象探究

□ 李澎濤

一、學生細孔加工實習操作時鉆頭常跑偏和折斷的原因

所有的鉆頭在加工時都會出現跑偏現象，鉆頭折斷現象也無法完全杜絕。但技工院校機械類專業學生在鉗工實習的細孔加工環節特別容易出現鉆頭偏心和折斷，這與學生的專業理論知識、操作水平、刀具和工件材料、刀具幾何角度、機床性能等都有關。

(一)刀具直徑與幾何角度因素。細孔加工時，鉆頭的直徑、幾何角度是引起鉆孔偏心和鉆頭折斷的主因之一。鉗工實習中，工藝孔和排孔用的鉆頭直徑通常在Φ4以下，刀具材料一般為高速鋼，偶用硬質合金。標準麻花鉆直徑在Φ4以下時，其螺旋角度也小，造成鉆孔時排屑困難，經常導致鉆頭折斷。此外，標準麻花鉆兩個主切削刃之間的夾角，也就是鉆刃頂角在118°時最為合適，當鉆刃頂角大于118°時，兩主切削刃為凹曲線，當鉆刃頂角小于118°時，兩主切削刃為凸曲線，只有當鉆刃頂角等于118°時兩主切削刃為直線。但鉆頭直徑越小，鉆刃頂角就越難控制，切削力和切削扭矩不平衡，鉆頭深入工件部分受力不均衡，導致折斷或偏心。

(二)切削用量及切削熱因素。細孔加工，鉆床的切削速度較快，切削熱散熱困難，鉆頭切削刃與工件接觸部位溫度較高，鉆頭磨損加劇。再加上學生實習時，多用臺式鉆床，采用手動進給，進給量掌握不均，稍有不慎，就會損壞鉆頭。

(三)刀具和工件材料因素。鉗工實習學生所用工件材料多為45號碳鋼或A3碳鋼，原本鉆孔很容易。但鉆頭的材料為了便宜也常用T12A等高碳鋼，偶爾用高速鋼，極少使用合金工具鋼或硬質合金。本身鉆頭直徑就較小，再加上材料剛性較差，容易彎曲和損壞，造成鉆孔偏移。

(四)工件、刀具的裝夾及鉆床本身性能等因素。學生鉗工實習用的臺式鉆床及平口鉗等夾具，因為使用者操作不規范，疏于保養檢修，主軸的回轉精度較差，夾具磨損嚴重，再加上安裝鉆頭和夾持工件時不注意，一方面導致鉆頭徑向跳動和偏擺量過大，另一方面導致鉆頭軸心線與工件垂直度不高，鉆孔自然偏移。在裝夾鉆頭時，由于鉆頭伸出過長，產生了徑向跳動，使鉆頭折斷、跑偏。

(五)學生知識水平和操作水平因素。技工學校的學生對專業理論課內容的掌握程度本身就不好，在實習時，注意力不集中，操作不規范，經常是一邊實習一邊聊天，鉆孔練習時排屑困難易堵塞，鉆頭磨損不理會，工件端面不銼平，鉆頭定心不正確，還強行鉆入工件，易使鉆頭折斷、跑偏。

二、實習指導方案和解決辦法

第一，指導學生針對不同工件材料合理選用不同材料的刀具，同時在保證刀具材料的基礎上，重在教會學生如何正確刃磨鉆頭幾何角度，把鉆頭切削刃的角度磨準、磨鋒利，鉆頭磨的不正，就是兩邊刃不對稱，打出來的孔肯定比鉆頭大，出口小。

第二，指導學生，鉆削過程中手動進給力的掌握要正確。進給時，用力適當，進給力由小到大再到小，特別是到要鉆穿時，提醒學生進給力要減小，放慢鉆進速度，最好采取切削液降溫措施。同時多次提鉆排屑，轉速調節在1，000轉/分。

第三，保證機床及其夾具的質量。鉆孔前檢查臺鉆運轉情況是否正常，如果臺鉆主軸晃動厲害，要先對臺鉆進行維修調整;還要檢查夾具質量，工件要在平口鉗或壓板上夾持牢固。

第四，鉆頭和工件的相互位置距離要正確。安裝鉆頭時盡可能用最短的長度(即露出最短的距離)，以減少鉆頭的擺動幅度，防止剛性不足，打孔鉆頭彎，導致鉆孔打偏。孔出現歪斜的最直接原因就是工件的被加工表面與鉆床主軸和鉆頭軸線沒有垂直。要徹底消除垂直度誤差是不可能的，但指導學生設法消除裝夾工件時人為因素以及教會學生如何對機床設備、夾具性能進行提升是完全可行的。

第五，鉆孔前先在工件上準確劃線，打樣沖眼。用劃規劃線時，尺寸固然要保證正確，基準面的選擇也很重要。不能隨隨便便選擇工件上的一個面來劃線，要選取工件上的兩個基準面。這樣才能準確判斷出鉆心位置，防止誤差積累。劃線結束后，在工件上用樣沖打眼也要注意，不僅要考慮樣沖軸線與工件劃線平面的垂直度問題，還要準確判斷楊沖眼的實際位置，樣沖眼的實際位置與鉆心并不完全重合。因為劃規在工件表面所劃線寬一般大于0．1mm。因此樣沖眼的實際位置應該是沿著劃線基準方向，且在圓的兩條中心線下邊緣相交處。樣沖材料最好選用硬質合金，直徑在0．5mm～2．0mm之間為宜，錐度30°～60°，樣沖最好進行淬火和回火處理，提高硬度。只要樣沖標準，劃線嚴謹，樣沖眼位置正確，所鉆的孔就不容易偏移。這是在教學實踐中一定要引導學生注意的事項。

第六，批量進行鉆孔作業和加工孔系時最好制作鉆套或者帶孔的板(導孔板)，可以先教會學生制作相應工裝，用套模來起到導向作用。

第七，實習過程要巡回檢查指導，并提醒學生注意力保持集中，實習過程中還要對相關理論知識進行溫習，實習完成后要及時進行加工工藝分析討論，進行總結評價。

三、教學實例

本文以鉗工初級訓練常見課題之一《銼配凹凸體》為實例，進行相關工藝探討。工作圖樣為圖1所示的凹凸體配合件。技術要求:銼配間隙＜0．06mm。材料:45號鋼。

圖1 凸凹體銼配

鉆孔工藝分析:由圖形和材料可知:本課題需要實習學生在厚度10毫米，沒有熱處理的45號鋼，鉆四個直徑為Φ3的工藝孔，凹件上還需要Φ3或Φ4的細鉆打排孔，并鋸除凹件的多余部分，然后粗銼至接觸線條。細銼凹件各面，并達到圖紙要求。最后，銼配修正:對凸凹件進行銼配修正，以達到間隙要求。

實踐中學生操作水平有限，鉆頭極折斷或跑偏。為了避免這種現象，在鉆孔的進給前，老師一定要指導學生，先調整好機床、刃磨好鉆頭切削刃;安裝鉆頭時伸出量要短，工件被加工表面沒有與鉆床主軸軸線垂直。鉆削開始后，壓力不能過大，尤其是在孔快要鉆通時，鉆頭尖已經露出底面時，進給的速度一定要減慢，進給的壓力一定要減小。另外，如果鉆頭不快時，不要勉強繼續使用，那樣最容易斷鉆頭。還要適當加冷卻液，吃刀量不要太大，如果是臺鉆鉆孔的的話，手用力不要太大，要抻著勁，要勤把鉆頭提起來排一下屑，防止鉆頭被切屑憋斷。尤其是在孔快鉆通時，更要輕一些用力，防止鉆頭被卡住而折斷。還有就是鉆頭不快了，不要勉強繼續鉆孔。只有做到對準樣沖眼，高速，慢進給，多次提鉆排屑，才能防止鉆頭跑偏或折斷。

［1］程長海．鉗工工藝［M］．北京:中國勞動社會保障出版社，2007

［2］機械工業技師考評培訓教材編審委員會．鉗工技師培訓［M］．北京:機械工業出版社，2007