鉆床孔加工偏移借料的定量與改進

孟令川

摘要 許多單孔、多孔的套類、連桿、箱體等鑄件，由于制造工藝和技術水平等因素的影響，造成孔位變形、變位、孔距變化、壁厚不均、裂縫、缺口、縮孔、歪斜、偏心等鑄件缺陷。因此，在加工、劃線中必須借料才能保證加工質量。在現有的技術文獻中，借料往往采用多次試劃法、定性分析來確定。本文采用定量判斷法，運用借料量的具體表達式進行借料，在實際使用中效果較好。

關鍵詞 鉆床加工 定位孔 定量判斷

中圖分類號：TG527

一、前言與背景

本人通過青島市范圍內各大鑄造廠和機械制造廠的初步調查：不正確借料造成的報廢占整體加工過程中報廢70%以上，因此對這些形狀復雜的件，除了在加工中借料外，還必須在劃線中借料。如果在劃線中能通過正確借料，那么在加工中就能保證技術要求，不出現報廢品。如果通過劃線借料不能保證加工要求的，就直接報廢，不必要下道工序的加工，造成人、財、物、機、具等資源的浪費。

二、定量判斷法的表達式

（一）套類鑄件的定量判斷表達式。

如圖所示的圓環是一個鑄件的毛坯，其內外圓都要加工，由于鑄造原因造成內外圓偏心較大，需要內外圓同時借料才能確定。

設圓環毛坯尺寸，外圓直徑d1′，內孔直徑D2′，最大壁厚為hmax，最小壁厚為hmin，設加工后外圓直徑為D2，內孔為d1，見下圖一。，設外圓單邊加工余量為δ1、內孔單邊加工余量為δ2，借料后外圓最少加工余量為δ1min，內孔最少加工余量為δ2min，，斜線部分為加工余量，，內外圓中心偏心量為a，見下圖一。

不借料劃線時，見上圖二，加工后工件出現偏心，不能保證產品要求。

采用借料劃線時，見上圖三。

1、確定偏心量a

根據圖3列方程：

hmax+（D1′/2 - a）= D1′/2+ hmin+a

解得：a=（hmax-hmin）/2

2、根據a判斷能否借料

假設圓環借料后如下圖所示：

①若δ1min<0或δ2min<0，或hminδ1 +δ2，

因此，不能借料的條件是a>δ1 +δ2或hmin

②若δ1min=0或δ2min=0或hmin=h標時雖能借料但屬于危險品

③若a<δ1 +δ2或hmin>h標，則能借料

（二）箱體、連桿等兩孔距偏小或偏大的借量定量判斷法，現簡單分析如下：

現有一箱體兩軸承孔，毛坯孔距為B′。要求孔距B0，毛坯狀態時，兩孔距偏小，偏小量為a，兩孔加工余量為δ1、δ2，現按三種情況分別劃線如下圖示：

毛坯劃線狀態 1）不借孔距劃線

2）保證孔距前提下，借一孔劃線 3）保證孔距前提下，借兩孔劃線

根據上圖三種劃線情況：

第一種情況：不借料劃線需能保證合理的加工余量，但不能保證孔距B0。第二種情況：一般劃線法，需能保證孔距和一孔加工余量，但另一孔無加工余量。第三種情況：采用借料劃線法，既能保證孔距，又能滿足兩孔的加工余量。

1、確定兩孔距變化量a，毛坯孔距為B0′與圖紙要求孔距為B0之差，即a= B0′- B0，當a>0，孔距偏大，當a<0，孔距偏小。

2、根據a判斷能否借料

①若a>δ1+δ2，則不能借料；

②若a =δ1+δ2，即δ1min=0， δ2min=0，雖能借料，但不能絕對保證加工要求，屬危險品；

③若a<δ1+δ2，則通過借料，才能保證加工要求。

借料也有兩種情況：

A、 當a<δ1 和δ2中的大值者，則可以一孔借料，借料量為a，另一孔不借料。

B、 當δ1 和δ2大值者≤a<δ1 +δ2時，則必須兩圓同時借料，才能保證加工要求，那么往哪個方向借料，借料范圍多少？最佳借料多少呢？

3、確定借方向，借料范圍，最佳借料量

①借料方向

當a= B0′- B0>0時，兩孔同時向內借料，當a<0時，兩孔同時向外借料。

②確定借料范圍和借料量

根據圓環的分析，同理兩孔的借料范圍為a-δ2

現把兩種借料定量判斷法總結如下：

兩孔距變化量a=B0′-B0

若a>δ1 +δ2，則不能借料，此時為報廢品；

若a=δ1 +δ2此時為危險品；

若a<δ1 +δ2時，此時可以通過借料保證加工要求，

借料量為：X= a/2 +（δ1-δ2）/2

借料方向為兩孔同時向中心靠。

借料范圍為：a-δ2

當a<δ1 、δ2中的大值者，可利用一孔借料另一孔不借料，取δ1 、δ2中的大值的孔借料，也可以兩孔同時借料，最好的借料是兩孔同時借料。

當δ1 、δ2中的大值

（三）三角形的三孔借料法，借料方法同上，在確定第三孔中心時，先確定兩孔的借料點，再確定第三孔的借料點。見下圖示：以O1O3′、O1O3″劃圓弧得到交點O3即為第三孔的借料點。

三、借料的定量判斷法改進后的推廣應用及效果

我們把這種方法從在教學中每年向學生推廣，學生畢業后在實際工作中運用此法感覺簡單、方便，便于掌握，減少許多借料中的誤區，提高工作效率，降低了產品報廢率，通過與各企業相關技術工人技術交流，把此法推廣給他們，他們也得到了積極的采用。

通過運用此法與不運用此法的調查，得出如下調查結論：

同一坯件劃線時間降低一倍以上，勞動調度降低一倍以上，劃線效率提高50%以上，對工人的綜合技術素質降低要求，產品的報廢降低30%以上。

當然，運用定量判斷法還需要定性分析，也有必要一定的試劃法和調整法，將此法應用于多孔距偏心借料，有待進一步探討。