公元前2世紀(jì),中國(guó)已有用人力并借助竹弓彈力使錐形鉆頭沖擊地層而鉆進(jìn)的原始沖擊式鉆機(jī),后曾在中國(guó)農(nóng)村中長(zhǎng)期使用。直至20世紀(jì)50年代,才從國(guó)外引進(jìn)鋼絲繩沖擊式鉆機(jī),60年代初開(kāi)始發(fā)展大、小鍋錐、沖抓錐等簡(jiǎn)易水井鉆機(jī)。1966年前后開(kāi)始研制正循環(huán)轉(zhuǎn)盤(pán)式鉆機(jī),1974年前后研制成功反循環(huán)轉(zhuǎn)盤(pán)式鉆機(jī)和復(fù)合式鉆機(jī),70年代末創(chuàng)制了潛孔振動(dòng)回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)。歐美各國(guó)在19世紀(jì)主要使用鋼絲繩沖擊式鉆機(jī),19世紀(jì)60年代,法國(guó)首先使用轉(zhuǎn)盤(pán)回轉(zhuǎn)式鉆機(jī),以后傳入美國(guó)并得到迅速發(fā)展。20世紀(jì)50年代,開(kāi)始發(fā)展反循環(huán)轉(zhuǎn)盤(pán)回轉(zhuǎn)式鉆機(jī),以后又出現(xiàn)了用壓縮空氣代替泥漿作為洗井介質(zhì)的轉(zhuǎn)盤(pán)回轉(zhuǎn)式鉆機(jī),至70年代發(fā)展了液壓動(dòng)力頭回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)。
⒈鉆頭轉(zhuǎn)速高。
⒉摩擦嚴(yán)重、散熱困難、熱量多、切削溫度高。
⒊切削量大、排屑困難、易產(chǎn)生振動(dòng)。
⒋鉆頭的剛性和精度都較差,故鉆削加工精度低,一般尺寸精度為IT11~I(xiàn)T10,粗糙度為Ra100~25。
一、鉆床設(shè)備
常用的鉆床設(shè)備有臺(tái)式鉆床、立式鉆床和搖臂鉆床三種,手電鉆也是常用的鉆孔工具。
⒈臺(tái)式鉆床
簡(jiǎn)稱臺(tái)鉆,是一種在工作臺(tái)上作用的小型鉆床,普遍做法就是在原有的搖臂式鉆床上進(jìn)行改裝,利用液壓阻尼器來(lái)控制鉆頭的進(jìn)給速度。
普通臺(tái)鉆改自動(dòng)
普通臺(tái)鉆改自動(dòng)
由于加工的孔徑較小,故臺(tái)鉆的主軸轉(zhuǎn)速一般較高,轉(zhuǎn)速可高達(dá)近萬(wàn)轉(zhuǎn)/分,亦在400轉(zhuǎn)/分左右。主軸的轉(zhuǎn)速可用改變?nèi)悄z帶在帶輪上的位置來(lái)調(diào)節(jié)。臺(tái)鉆的主軸進(jìn)給由轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)給手柄實(shí)現(xiàn)。在進(jìn)行鉆孔前,需根據(jù)工件高低調(diào)整好工作臺(tái)與主軸架間的距離,并鎖緊固定(結(jié)合掛圖與實(shí)物講解示范)。臺(tái)鉆小巧靈活,使用方便,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,主要用于加工小型工件上的各種小孔。它在儀表制造、鉗工和裝配中用得較多。
⒉立式臺(tái)鉆
簡(jiǎn)稱立鉆。這類鉆床的規(guī)格用鉆孔直徑表示。與臺(tái)鉆相比,立鉆剛性好、功率大,因而允許鉆削較大的孔,生產(chǎn)率較高,加工精度也較高。立鉆適用于單件、小批量生產(chǎn)中加工中、小型零件。
⒊搖臂鉆床
它有一個(gè)能繞立柱旋轉(zhuǎn)的搖臂、搖臂帶著主軸箱可沿立柱垂直移動(dòng),同時(shí)主軸箱還能搖臂上作橫向移動(dòng)。因此操作時(shí)能很方便地調(diào)整刀具的位置,以對(duì)準(zhǔn)被加工孔的中心,而不需移動(dòng)工件來(lái)進(jìn)行加工。搖臂鉆床適用于一些笨重的大工件以及多孔工件的加工。
⒈準(zhǔn)確劃線
鉆孔前,首先應(yīng)熟悉圖樣要求,加工好工件的基準(zhǔn);一般基準(zhǔn)的平面度≤0.04mm,相鄰基準(zhǔn)的垂直度≤0.04mm。按鉆孔的位置尺寸要求,使用高度尺劃出孔位置的十字中心線,要求線條清晰準(zhǔn)確;線條越細(xì),精度越高。由于劃線的線條總有一定的寬度,而且劃線的一般精度可達(dá)到0.25~0.5mm,所以劃完線以后要使用游標(biāo)卡尺或鋼板尺進(jìn)行檢驗(yàn);若對(duì)于劃線后檢驗(yàn)做的不夠,經(jīng)常拿著劃錯(cuò)線的工件進(jìn)行鉆孔,根本保證不了孔的位置精度;特別是在等級(jí)鑒定的考場(chǎng)上,由于學(xué)生們心理緊張擔(dān)心工件不能按時(shí)完成,往往劃完線后不進(jìn)行檢驗(yàn)急于鉆孔,等到發(fā)現(xiàn)孔的位置精度超差較大時(shí)已經(jīng)晚了。因此,要養(yǎng)成劃完線后進(jìn)行檢驗(yàn)的好習(xí)慣。
⒉劃?rùn)z驗(yàn)方格或檢驗(yàn)圓
劃完線并檢驗(yàn)合格后,還應(yīng)劃出以孔中心線為對(duì)稱中心的檢驗(yàn)方格或檢驗(yàn)圓,作為試鉆孔時(shí)的檢查線,以便鉆孔時(shí)檢查和借正鉆孔位置,一般可以劃出幾個(gè)大小不一的檢驗(yàn)方格或檢驗(yàn)圓,小檢驗(yàn)方格或檢驗(yàn)圓略大于鉆頭橫刃,大的檢驗(yàn)方格或檢驗(yàn)圓略大于鉆頭直徑。
⒊打樣沖眼
劃出相應(yīng)的檢驗(yàn)方格或檢驗(yàn)圓后應(yīng)認(rèn)真打樣沖眼。先打一小點(diǎn),在十字中心線的不同方向仔細(xì)觀察,樣沖眼是否打在十字中心線的交叉點(diǎn)上,后把樣沖眼用力打正打圓打大,以便準(zhǔn)確落鉆定心。這是提高鉆孔位置精度的重要環(huán)節(jié),樣沖眼打正了,就可使鉆心的位置正確,鉆孔一次成功;打偏了,則鉆孔也會(huì)偏,所以必須借正補(bǔ)救,經(jīng)檢查孔樣沖眼的位置準(zhǔn)確無(wú)誤后方可鉆孔。
打樣沖眼有一小竅門(mén):將樣沖傾斜著樣沖尖放在十字中心線上的一側(cè)向另一側(cè)緩慢移動(dòng),移動(dòng)時(shí),當(dāng)感覺(jué)到某一點(diǎn)有阻塞的感覺(jué)時(shí),停止移動(dòng)直立樣沖,就會(huì)發(fā)現(xiàn)這一點(diǎn)就是十字中心線的中心;此時(shí)在這一點(diǎn)打出的樣沖眼就是十字中心線的中心,也可以多試幾次,你就會(huì)發(fā)現(xiàn)樣沖總會(huì)在十字中心線的中心處有阻塞的感覺(jué)。
⒋裝夾
擦拭干凈機(jī)床臺(tái)面、夾具表表面、工件基準(zhǔn)面,將工件夾緊,要求裝夾平整、牢靠,便于觀察和測(cè)量。應(yīng)注意工件的裝夾方式,以防工件因裝夾而變形。
⒌試鉆
鉆孔前必須先試鉆:使鉆頭橫刃對(duì)準(zhǔn)孔中心樣沖眼鉆出一淺坑,然后目測(cè)該淺坑位置是否正確,并要不斷糾偏,使淺坑與檢驗(yàn)圓同軸。如果偏離較小,可在起鉆的同時(shí)用力將工件向偏離的反方向推移,達(dá)到逐步校正。如果偏離過(guò)多,可以在偏離的反方向打幾個(gè)樣沖眼或用鏨子鏨出幾條槽,這樣做的目的是減少該部位切削阻力,從而在切削過(guò)程中使鉆頭產(chǎn)生偏離,調(diào)整鉆頭中心和孔中心的位置。試鉆切去鏨出的槽,再加深淺坑,直至淺坑和檢驗(yàn)方格或檢驗(yàn)圓重合后,達(dá)到修正的目的再將孔鉆出。
注意:無(wú)論采用什么方法修正偏離,都必須在錐坑外圓小于鉆頭直徑之前完成。如果不能完成,在條件允許的情況下,還可以在背面重新劃線重復(fù)上述操作。
⒍鉆孔
鉗工鉆孔一般以手動(dòng)進(jìn)給操作為主,當(dāng)試鉆達(dá)到鉆孔位置精度要求后,即可進(jìn)行鉆孔。手動(dòng)進(jìn)給時(shí),進(jìn)給力量不應(yīng)使鉆頭產(chǎn)生彎曲現(xiàn)象,以免孔軸線歪斜。鉆小直徑孔或深孔時(shí),要經(jīng)常退鉆排屑,以免切屑阻塞而扭斷鉆頭,一般在鉆孔深度打直徑的3倍時(shí),一定要退鉆排屑。此后,每鉆進(jìn)一些就應(yīng)退屑,并注意冷卻潤(rùn)滑,鉆孔的表面粗糙度值要求很小時(shí),還可以選用3%~5%乳化液、7%硫化乳化液等起潤(rùn)滑作用的冷卻潤(rùn)滑液.
鉆孔將鉆透時(shí),手動(dòng)進(jìn)給用力必須減小,以防進(jìn)給量突然過(guò)大、增大切削抗力,造成鉆頭折斷、或使工件隨著鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)造成事故。