中职学生钳工实训之薄板零件的钻孔方法

凯其雄

（安顺机械工业学校，贵州安顺 561000）

0.引言

钻孔是钳工操作技能中应用最为广泛的技能之一。特别是在零件的单件或小批量生产过程中，钻孔的质量直接决定零件的合格与否，在钻孔过程中孔的表面粗糙度值以及孔的圆度对零件质量的影响至关重要；钻孔是钳工必须要掌握的基本操作技能，也是中职学生钳工实训学习和教学中的重点，同时也是操作实训考核必考项目之一。在技能考核以及技能大赛中钳工钻孔位置误差以及孔的精度误差一般都要求控制在0.05mm以内，而且要求钻孔位置的调整只能是手工、动态的控制，不允许使用钻模及其他辅助夹具，因此孔的精度不但受到划线、机床、工件和钻头的装夹、钻头刃磨及切削用量等一系列因素的影响，还要求操作者具备一定的加工技巧和技能。所以在钻孔加工的过程中出现孔的精度超差的现象是比较普遍的，钻孔加工的方法，对于一个中职学生的技能培养至关重要；要想让学生掌握钻孔加工技能，必须要在钻头的刃磨、零件的装夹、孔的加工方法等方面对学生进行强化训练。

众所周知，薄板零件的刚性是比较差的，特别是在加工较大的孔时容易发生扭曲、变形，同时在钻孔的过程中容易引起振动，以致钻出的孔的圆度不圆和孔口的毛刺太大,是严重影响产品质量，甚至导致产品直接报废的主要原因。

1.标准麻花钻头对薄板零件钻孔质量的影响

利用标准麻花钻头钻薄板零件；在钻头快要钻通时，钻头的轴向抗力突然减小，钻头失去定心作用，加上薄板零件的弹性抖动，进给量会在瞬间急剧增大，使得钻头突然下降，从而造成钻头的两条主切削刃过多的切入零件，从而使钻出的孔不圆，孔口的毛刺过大，孔壁的表面粗糙度值较大，并且使钻头容易折断等；严重地影响了产品的质量。[1]有时还会使零件飞出，容易造成人身伤害事故。针对以上现象可以从以下方法来对薄板零件进行钻孔加工。

2.增加薄板零件的刚性，采用夹板辅助

即在薄板零件的上下表面用木板、铝板或钢板把薄板零件夹起来，并用压板或钳工手虎钳把两夹板与薄板零件压紧、压实，并且固定好；以增加薄板零件的刚性。再在夹板上划出所需钻孔的位置，并打上样冲眼；这样就可以利用标准麻花钻头把孔直接加工出来。如图1所示。

图1 增加薄板零件刚性示意图

通过实践证明，这种方法完全可以克服薄板零件因刚性差而所造成的钻孔质量问题；但这种方法的缺点就是造成资源的浪费，增加生产的成本。所以在企业生产中这种方法应用较少。

3.修磨标准麻花钻头的几何形状及角度

实践证明，标准麻花钻头是不宜直接用来加工薄板零件的；只有通过刃磨改进标准麻花钻头的几何形状及角度，才能更好的提高薄板零件钻孔的质量。即要把标准麻花钻头刃磨成薄板群钻。

薄板群钻又称为三尖钻，其主要特点是在标准麻花钻头的基础上改进，在两条主切削刃上磨成内圆弧切削刃。即把钻头的钻心处刃磨得尽可能的锋利，钻头的横刃尽可能的缩短，内刃锋角也随之减小，而且钻头的两条主切削刃的外缘处磨成锋利的刀尖，两刀尖的高度与钻心的高度h≈0.5～1.5mm左右，形成三尖。[2]刀尖高度与内圆弧最低处的距离h´为薄板零件的厚度+1mm左右，顶角2φ≈90°～110°、两外缘刀尖要锋利，刀尖角ε≈30°～40°。圆弧后角适当的减小，以增加钻心部分对零件的钳制作用，外缘刀尖的宽度留0.4～0.8mm，[3]以增强钻头的耐用度。钻头的刃磨形状及角度如图2、图3所示。

图2 薄板群钻图

图3 薄板群钻角度示意图

通过刃磨改进标准麻花钻头的几何形状及角度，这样就可以克服薄板零件钻孔所出现的孔不圆，加工过程中出现定心失控引起的振动或将孔钻成多边形等现象。

经过改进后的钻头切削性能有了很大的提高，钻孔的质量得到了改善；但薄板群钻的结构比较复杂，几何形状和角度比较抽象，学生较难理解，刃磨比较困难。这就要求学生必须熟练掌握手工刃磨钻头的方法，要解决这些难点应从以下方面对学生进行强化训练。

（1）利用薄板群钻实物反复讲解，让学生对薄板群钻的几何形状及角度进行理解；通过目测的方法让学生反复观察，同时利用角度样板检测钻头的各角度给学生观察。

（2）让学生反复进行钻头刃磨练习，并要求学生刃磨时要注意钻头的形状及角度要正确，钻头外缘处两刀尖要对称。

4.结论

通过采取上述方法进行钻孔训练，学生提高了学习兴趣，掌握要领后，薄板零件孔的加工精度和位置精度都有很大的提高，孔的精度能达H9、H8，孔的表面粗糙度达到Ra3.2～1.6μm。在钳工实训教学学习活动以及企业生产中，可以通过调整和改变刀具的形状和角度以得到更好的切削性能；这不仅可以提高产品的质量，还可以大大缩短加工的时间，提高生产效率，降低劳动强度等。这对我们中职学生来讲也是今后服务于企业和立足于社会的一技之长。“教学有法，教无定法”。在教学中应通过各种有效手段，制订合理的、切实可行的教学方法和解决问题的方法，指导学生用所学知识解决各种实际问题，这是我们教师的职责所在。只有这样，我们才能在教学过程中及时发现问题并解决问题，及时调整教学重点和难点，不断地改进教学方式方法和技能训练方式，不断总结提高，以达到理想的教学效果。