新型样冲结构设计与应用

张义胜 张欣倪 李素云 侯心爱

摘要：针对现有样冲头打孔位置不准确、位置偏移等问题，设计一款能提高钻孔精度的新型样冲。介绍新型样冲的结构组成、工作原理和特点。实际应用表明，新型样冲打孔位置准确，可提高钻孔精度、工作效率和作业安全性。

关键词：样冲;设计;精度;打孔;样冲头

中图分类号：S220.5    文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2020）06-0019-02

钻孔是指用钻头在实体材料上加工出孔，是钳工基本操作技能训练中的重要内容之一。在零件表面钻孔时，通常先在钻孔位置划十字中心线，再用样冲头在十字中心处打上痕迹，再用钻头对准痕迹钻孔。样冲头虽然结构简单，但对操作者的要求较高，一旦有所偏差，就难以保证钻孔精度达到加工要求。现有的样冲头大多存在打孔位置不准、位置易偏移的问题，常出现斜孔或废孔，造成材料浪费和影响工时。为解决此问题，淄博市农业机械研究所设计一款能提高钻孔精度的新型样冲，旨在为保障钻孔加工质量提供实用装备。

1 新型样冲的设计背景

“车工怕车杆，钳工怕打眼”是钳工实训的常规。样冲的主要作用是冲圆心或者在钻孔时冲中心眼，常由高碳钢制成并经淬火处理。打正样冲眼是保证钻孔位置精度的关键步骤，但现有的样冲头结构存在以下问题：用样冲头打痕迹时，由于人的视觉误差及技术水平存在差异，常导致痕迹位置不准确，偏离十字中心，进而使钻孔的位置降低。

为解决此问题，常在样冲头外部套装导套，以此确定样冲头的轨迹和打痕位置。但导套式设计存在技术缺陷，即需要目视样冲头钻头端才能确定开孔位置，而现有的导套均套装在样冲头外部，遮挡人眼的观测视线。在难以保证钻头端位置准确性的情况下，样冲头的打痕常偏离十字交叉线的中心点。自带导套的样冲头打孔时不易出现斜孔、废孔，但打孔位置不精准，易出现位置偏移。出于提高工作效率和作业安全性的考虑，亟需设计一种可在十字中心线标定位置准确打孔的新型样冲。

2 新型样冲的结构与工作原理

2.1 结构组成

新型样冲由样冲头、导向销、弹簧、导向座、丝堵和十字定位机构组成，具体结构见图1。

样冲头（见图2）套装于导向座内，导向座与样冲头通过导向销连接。导向座（见图3）底部直径大于上部直径，且底部截面为十字定位机构。十字定位机构设置在导向座的外部底端，既能增加导向座底面积，也能加大导向座与工件表面的触面积和摩擦力，确保导向座在开孔时不发生位移，大大提高钻孔的稳定性和作业安全性。

导向销横向安装在导向座的内上方，导向销的下方安装弹簧，导向座底部通过丝堵连接固定，形成样冲头的运行通道。通道直径小于弹簧外径，便于丝堵将弹簧挡在导向座内部。导向销中段横穿样冲头，可在弹簧弹力作用下带动样冲头在导轨内做往复运动。

十字定位机构凸出于导向座外部直径，导向座底端外部布置4个箭头状的尖端，向外辐射且均布于同一平面。相对尖端的顶点连线形成两条相互垂直的交叉连线，正好与十字中心线重合，且交点位于样冲头尖部的运动轨迹上时，即表示样冲头尖部与钻孔划线位中心点重合，可实现准确开孔。这样不仅工作效率高，而且大大提高了钻孔精度。样冲头的尖部成锥形，可在击打下与工件表面接触，并在十字中心处打上痕迹，便于开孔。

2.2 工作原理

工作时，导向座下部的4个箭头与十字中心线重合，表明样冲头尖部与十字中心重合。此时用手轻轻按动样冲头，弹簧受到压缩后使样冲头尖部接触十字中心，用锤子轻轻敲打冲头顶部，即可完成打痕迹工作。松手后样冲头复位。

3 新型样冲的结构特点

新型样冲可避免导向座遮挡样冲头尖部视线，只需目测导向座底部的十字定位机构，使其与工件打孔处标记的十字中心线重合即可。导向座的导向作用可保证开孔竖直，不偏不歪。

新型样冲携带方便，无需依附打孔台，可直接置于待打孔零件的表面進行打孔，且便于拆卸。更换不同型号的样冲头即可完成打孔工序。

新型样冲的样冲头阻力小，通过弹簧与导向销相互配合，可减小击打阻力，并在打孔完毕后实现样冲头弹起复位。

4 结论

针对现有样冲头因打孔位置不准确和偏移而出现的斜孔和废孔问题，设计一种能提高钻孔精度的新型样冲，并成功申请为实用新型专利（专利号ZL 201320709920. 1）。设计研制完成后，新型样冲在多家工厂进行试验及实践应用。实际应用结果表明，新型样冲能克服原有带导套样冲头打孔位置不精准的问题，准确的在十字中心线标定的位置打孔，且确保打孔位置精准，较少出现斜孔和废孔。综合来看，新型样冲具有工作效率高和作业安全性强的特点，是一种能提高钻孔加工质量的实用工具。

参考文献

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