鏜床異類零件鏜孔加工誤差研究
2023-2-28 來源： 貴州省地勘裝備服務中心 作者：韋林沖
摘要：鏜床在異類零件上鏜孔加工的難度大，常發生誤差偏大等問題。分析鏜床異類零件鏜孔加工誤差的類別與成因，通過規范尺寸加工流程、優選鏜刀加工位置、降低鏜孔變形概率、精準控制加工速度等方法，合理控制鏜孔加工誤差，保障異類零件鏜孔質量。
關鍵詞：鏜床；異類零件；鏜孔；加工誤差
0 引言
異類零件是與標準件零件對應的制件，標準件零件多指螺母、螺釘、鉚釘、焊釘等。運用鏜床對異類零件進行鏜孔加工時，應嚴格按照鏜孔設計要求控制好操作步驟，便于改善鏜孔加工效果。同時，提前制定加工方案，避免出現嚴重的誤差問題，破壞異類零件的正常用途。
1 、誤差的類別
鏜床的異類零件鏜孔加工環節，常出現的誤差屬于幾何誤差，誤差源于下述 4 項因素。
（1）導軌誤差。
鏜床導軌承載加工零件，在加工階段作用顯著。常見的導軌類型為矩形導軌，也有部分鏜床利用燕尾導軌聯合矩形導軌。若鏜床導軌長期使用不予以保養、更換，將造成導軌出現磨耗問題，進而在加工中擴大鏜孔誤差，鏜床主軸也會在回轉中造成鏜孔誤差加大，或鏜床加工時傳動速度改變，均會引發鏜孔加工誤差問題。
（2）鏜刀誤差。
鏜床使用的鏜刀，為了滿足異類零件鏜孔的加工要求，常采用自制法予以設計，故而在不同技術人員的設計方案中，將導致鏜床鏜刀質量不等，并且在切削量、材料、幾何參數不同條件下加工而成的鏜孔也將呈現不同程度的誤差，引起鏜孔尺寸差異。
（3）加工誤差。
鏜床加工異類零件的鏜孔時，受工件點位、加工工藝等因素的干擾產生誤差。此時，應及時予以校準，防止誤差較大影響鏜孔可用性。
（4）校正誤差。
鏜床加工零件是復雜工藝的工作，并非單獨的某個步驟即可完成，它需要操作人員及時對工件位置、尺寸大小加以校正，促使異類零件鏜孔加工滿足使用需求。
2 、誤差的成因
2.1 精度不準
鏜床異類零件鏜孔在加工時常發生誤差問題，較為重要的原因在于尺寸設計精度不準，造成加工期間無法獲得可靠的精準度保障。一般引起精度不準的因素包括 3 個方面：
①鏜刀質量，鏜刀制作時，若質量不過關或者未及時處理磨損贅物，將產生較高的加工誤差風險；
②加工控制，鏜床夾具若不實施“軟化接觸”，會出現尺寸變大后果，或者加工流程中速度控制不當等；
③溫度調節，加工環節的溫度改變產生熱脹冷縮原理的影響，出現鏜孔減小現象。
2.2 表面粗糙
鏜床在異類零件鏜孔加工中需調整粗糙度，但在實際操作中，若切削量設計不準確或者刀具的鋒利度不匹配，均會引起鏜孔表面粗糙問題，最終造成異類零件鏜孔出現誤差。所以，應加強對粗糙度的控制。
2.3 工件變形
工件變形也是鏜孔加工中的常見誤差，成因可歸納為 4 點：
①操作中受夾具位置的干擾，造成零件鏜孔出現“壓迫性變形”；
②冷卻中受溫度條件的變化，使鏜孔原有加工位置出現偏移；
③異類零件的部分加工部位厚度較小，在加工受力的作用下出現位置偏離；
④原定的幾何參數與鏜孔加工要求不匹配。
2.4 錐度變化
異類零件在運用鏜床對其鏜孔進行加工時，需考慮錐度的變化影響，以免發生錐度誤差。受異類零件自身材料的影響，撤除夾具后常發生回彈現象，造成零件錐度有所變化。或者加工量與預期設計不同時，也將引起誤差。
3 、誤差的處理方法
3.1 規范尺寸加工流程
鏜床加工異類零件鏜孔要求其尺寸符合設計要求，為了嚴格控制加工誤差，操作人員應保證加工流程的規范性。
（1）操作人員應具備專業的實踐能力，以免因不熟悉操作步驟，造成零件加工誤差風險加大。運用精確的測量工具對鏜孔預期尺寸進行測量與查證，加工時要創造適合的檢測條件。
（2）操作人員的自制鏜刀，安裝于鏜床上后應予以復核，必要時可采用“鏜刀試驗”驗證鏜刀安裝的準確度。
（3）選定的切削液應保證品質過關，以免危害鏜孔質量，切削液的流量應根據鏜刀的操作進度加以控制。對磨耗嚴重的鏜刀，應及時清理贅物或重新打磨，以免鏜刀不鋒利發生卡頓，破壞整個加工流程的規范性。
（4）精鏜的加工溫度不可超出零件材料的耐熱極限，可在加熱后進行降溫，之后再實施加工，以避免高溫膨脹致使加工后的孔徑減小。對于切削量的設計，不宜過大，可先進行小范圍控制，這種切削預留的方式可有效降低誤差，確保異類零件加工后能夠具備預期的設計功能。
3.2 優選鏜刀加工位置
鏜孔加工的定位誤差有一定的控制要求，其誤差值應小于 1/3 工件誤差。為了確保鏜刀能夠準確鏜孔，應確定好具體的加工位置，以免定位偏差造成鏜孔較大的誤差：
①做好加工設計工作，結合具體的切削量、幾何參數等數值分析鏜刀與異類零件鏜孔的接觸范圍，尤其需要找好幾何中心，雖然異類零件一般不具備對稱特征，但也應當實現定位誤差的有效控制；
②結合異類零件的材料特性選擇鏜刀材料，常規以硬質合金為主，可適用于多數零件加工工作中；
③異類零件的軸線應與鏜床上的導軌保持平行，一旦相交應立即校準，保障后期鏜孔的精準。
鏜刀的剛度也可適當進行上調，使其在零件鏜孔切削中體現出有效價值，以免出現刀具折損或者鋒利度下降現象，影響加工效率。操作人員在異類零件鏜孔加工中，應將夾具安裝在適合的鏜孔位置上，確保異類零件能夠從四周各處均勻受力，防止單方向受力、零件偏離原始位置，造成后期加工無效。
鏜床雖然能夠實現零件的自動化加工，但缺少靈活性，此時要求操作人員應當隨時關注鏜床加工流程的實際情況，并在出現誤差風險時實施干預，最終促使異類零件也能順利通過鏜床的加工應用于各個領域中，降低廢件量。
3.3 降低鏜孔變形概率
鏜孔主要是針對異類零件的鉆孔進行深度加工，由此達到增加精準度、降低粗糙度、擴大孔徑的效果。經由鏜孔加工，還可對鏜床在零件加工前出現的孔軸線偏差問題予以妥善處理。從鏜孔的要求上可劃分為粗鏜、半精鏜、精鏜等三種類型。在不同的鏜孔加工過程中應用的鏜床設備也不一樣。比如部分鏜孔憑借普通鏜床即可完成，而深孔鏜孔需運用特定鏜床搭配鏜桿以及液壓泵方可實現有效加工。為了避免鏜孔發生變形、影響異類零件的用途，還需按照下述方法，實現鏜孔的規范化加工。
（1）由于某些異類零件的厚度較小，且易發生壓迫變形狀況，若使用原有的夾具裝夾方法，將造成夾具與零件接觸的部分發生變形，致使加工后的鏜孔不符合工件加工及設計要求。
（2）注重冷卻處理。在異類零件加工時，鏜床在與零件接觸時，因摩擦放熱現象，致使零件本身溫度有所增加，若不及時進行冷卻，極易超出零件材料的耐熱范圍，從而出現變形。既要隨時對零件進行降溫處理，又要保證鏜刀在加工時能夠獲取充足的冷卻液予以冷卻。
（3）改變鏜刀操作角度，在異類零件鏜孔加工中需按照具體的類型進行細化分類，找到適合的加工角度，增加鏜孔的完整度。對于鏜孔所用刀具，其刀刃厚度應控制在 0.2~0.3 mm。
（4）掌握好加工時機，在粗鏜—精鏜相互轉換加工時，務必預留時間用于調整刀具角度以及其他加工參數。
3.4 精準控制加工速度
鏜刀加工異類零件時，切削速度影響鏜孔表面的粗糙度，若鏜孔的粗糙度較大，將降低它的實用性。加工零件時，應當精準把控零件加工的速度，具體方法如下：
①調整切削量，尤其在精鏜操作中，不可一次性設置過大的切削量參數，否則很難掌握其加工精準度，出現超量切削問題；
②鏜刀刀桿的截面面積滿足使用要求，并減緩鏜刀的加工速度，可防止鏜刀加工過快出現點位超標加工狀況。精鏜工件可采用三維模型輔助操作人員全面了解加工期間的注意事項，尤其在速度控制上也能更加有效。
異類零件在其薄壁處更應注重防擠壓保護，以免出現幾何誤差，造成后期零件使用時與原有的設備不匹配。鏜刀的安裝方位根據鏜孔加工要求確定，尤其對于實施精鏜的異類零件，鏜刀與零件應存在一定間隙，且鏜刀位于加工零件之上，合理控制幾何誤差，保證異類零件鏜孔的加工質量。
4 、結論
鏜床異類零件鏜孔加工誤差的控制與分析，是當前保障鏜孔質量與異類零件合理使用的關鍵要素。應從尺寸加工流程、鏜刀加工位置、鏜孔變形概率、加工速度等方面著手，確保鏜孔加工實現規范化、精準化操作，以此擴大異類零件的應用范圍，使其在工業制造業等領域中發揮出真正作用。
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