技工院校钳工教学中的斜孔加工方法研究

王宏辉

摘 要：本文阐述技工院校钳工实训教学中的斜孔加工方法，包括斜孔加工主要存在的问题及常见加工方法的操作技巧，并结合斜孔加工实例进行具体分析，以此来进一步完善斜孔加工的操作方法。

关键词：技工院校 钳工 斜孔加工

特殊钻孔属于钳工技能实训中的一项内容。特殊钻孔包括钻削小孔、钻深孔、钻斜孔、钻精密孔、钻多孔及相交孔等。技工院校钳工实习因条件限制，一般只把斜孔加工作为操作技能的考核内容，在《钳工生产实习》教材中没有系统介绍斜孔的加工方法。斜孔是指孔的中心线与钻孔工件表面不垂直的孔，它有三种情况：①在斜面上钻孔；②在平面上钻斜孔；③在曲面上钻孔。在单件或小批量生产中如果在没有钻模的情况下，这种加工就成了一个较困难的问题。因此，笔者根据多年的生产和教学经验，就斜孔加工方法作简要阐述。

一、斜孔加工存在的主要问题

一是钻头在开始接触工件时，因单面受力，造成两切削刃产生严重的偏切现象，致使钻头偏斜、滑移而钻不进工件。

二是钻头容易滑离所要求的中心位置，即使勉强钻进工件，钻出的孔也不能保证其直线度和圆度等符合要求。

三是在钻削时孔口往往会被刮烂，破坏了孔端面的平整。

四是钻头容易崩刃或折断。

二、钻斜孔的方法和步骤

钻斜孔常用以下几种方法。

1.方法一

首先将钻头旋转中心与工件钻孔中心校正。

然后在不改变工件位置的前提下，用样冲在钻孔中心打一个较大的中心眼，或在钻孔位置上用錾子錾出一个小平面（定心窩），使钻头的切削刃不受斜面的影响而滑离原位置，这样处理后再进行钻孔。

2.方法二

首先校正工件钻孔中心和钻头的相对位置，固定后不动。然后用中心钻在孔中心钻一个中心孔。中心钻的柄部直径较大，虽然钻心的直径较小，钻头很短，但刚性比较好，不容易弯曲，可保持中心孔不会偏离加工位置。

最后用小直径钻头钻削引孔，再用等径钻头钻孔。

3.方法三

这种方法加工精度高于前两种方法。

首先校正工件钻孔中心和钻头的相对位置，固定后不动。

然后使用立铣刀或直柄键槽铣刀，加工出一个小平面。选用刀具直径应等于或稍大于孔径。

最后用中心钻在小平面的中心钻出一个中心孔，再用钻头钻孔。

三、结合实例分析斜孔加工方法

笔者以第三种方法进行具体分析。

1.加工工件分析

图1

加工工件如图1所示。此工件是一个60mm×60mm×60mm的立方体，材料为Q235，其中六个面已加工完毕。根据图样要求，需加工φ8mm斜孔，要求其表面粗糙度Ra1.6μm，倾斜角度为45°±10′，孔边距为20±0.1mm和30±0.1mm，平行度为0.10mm。该孔钻成后还需进行铰削加工。

2.画线

画线之前可以在待加工斜孔表面涂一层酒精色溶液。画线的作用是保证工件具有较准确的尺寸精度和形位精度。画线工具选用画线平板、方箱、游标高度尺、万能游标角度尺、划针。利用画线工具划出斜孔边距尺寸、椭圆长短轴加工界限和倾斜角度，其中前两者划在工件的上表面，而后者划在工件的侧面。值得注意的是：

（1）工件上表面加工出来的斜孔形状为椭圆形而并非圆形，此时还需划出椭圆形的方格线，如图2所示。

图2 图3

其中尺寸a为椭圆短轴，应为钻头直径，因此a=8mm，而尺寸b为椭圆长轴，比钻头直径大，需重新计算，如图3所示。

在等腰直角三角形ABC中，已知BC=8mm（为钻头直径），可以计算出AC==11.30mm，这样就可以画出椭圆孔尺寸b的加工界限。

（2）利用万能游标角度尺量取45°。由于基尺下表面与直尺、直角尺的下表面为同一平面，而基尺的上表面高出直尺、直角尺的上表面约30mm。因此，量取45°角度的方法如图4所示。用万能游标角度尺量取45°，锁紧读数，反面放置，利用基尺高出直尺、直角尺的那部分面积紧贴工件上表面，直尺侧面也紧贴工件侧面，利用划针沿直尺方向在工件侧面任意位置划出45°角度斜线。需要注意的是，这是任意位置45°角度斜线，而不是图样上斜孔的中心线。

图4 图5

3.工件加工

（1）工件安装。如图5所示，在台钻Z512下工作台上放置精密平口钳及压板，把工件倾斜放入平口钳，且工件侧面划出的45°角度斜线与精密平口钳钳口的水平线平齐，夹紧工件。安装φ8mm立铣刀于台钻主轴，利用工件上表面所划的椭圆长短轴的线段反复调整平口钳的位置，使φ8mm立铣刀的中心线基本与工件椭圆中心重合，并通过压板压紧固定平口钳与台钻下工作台。（这一步非常关键，需反复校正位置。判断方法是利用铣刀试铣工件，查看铣刀的圆弧痕迹是否在工件椭圆长短轴线的中心位置。）

（2）切削工件。在校正立铣刀中心线与工件椭圆中心线重合后，利用立铣刀铣削工件，直至在工件表面铣出φ8mm直径的圆形小平台后，停止铣削。由于立铣刀中间有凹槽，故铣削完毕后会在工件圆形平台中间留下微小凸台，可以用φ2mm中心钻来解决这个问题。此时，让台钻主轴位置不动，换下铣刀，安装φ2mm中心钻，钻出中心孔。然后，换下中心钻，安装φ7.8mm钻头，钻孔直至贯穿。最后，换下钻头，安装φ8H8机用铰刀，完成铰削加工。至此，完成工件加工，拆除装夹，取出工件。

4.此加工方法的优缺点

（1）优点。①无需专用夹具，生产成本低。精密平口钳是通用夹具，用其实现工件的定位和夹紧，可以节省工件加工成本。②应用范围较广，这一方法可以对各种类型工件进行加工，尤其适用于对零件的维修和保养。③对于技工院校学生来说，这一方法可以促使他们掌握钳工斜孔加工的理论知识并提高实际操作能力。

（2）缺点。①使用此方法加工斜孔的精度低于使用专用夹具加工。孔的尺寸精度和形位精度不能满足高精度生产的要求，而操作者的熟练程度也直接影响工件加工的精度。②此方法加工斜孔的生产周期较长，需要通过划线和反复调整工件确定工件的加工位置，而且需要多次更换台钻主轴上的刀具，因此适合单件或小批量生产，不适合大批量生产。

参考文献：

[1]蒋增福，李晓庆等.钳工工艺与技能训练[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2009.