公元前2世纪,中国已有用人力并借助竹弓弹力使锥形钻头冲击地层而钻进的原始冲击式钻机,后曾在中国农村中长期使用。直至20世纪50年代,才从国外引进钢丝绳冲击式钻机,60年代初开始发展大、小锅锥、冲抓锥等简易水井钻机。1966年前后开始研制正循环转盘式钻机,1974年前后研制成功反循环转盘式钻机和复合式钻机,70年代末创制了潜孔振动回转式钻机。欧美各国在19世纪主要使用钢丝绳冲击式钻机,19世纪60年代,法国首先使用转盘回转式钻机,以后传入美国并得到迅速发展。20世纪50年代,开始发展反循环转盘回转式钻机,以后又出现了用压缩空气代替泥浆作为洗井介质的转盘回转式钻机,至70年代发展了液压动力头回转式钻机。
⒈钻头转速高。
⒉摩擦严重、散热困难、热量多、切削温度高。
⒊切削量大、排屑困难、易产生振动。
⒋钻头的刚性和精度都较差,故钻削加工精度低,一般尺寸精度为IT11~IT10,粗糙度为Ra100~25。
一、钻床设备
常用的钻床设备有台式钻床、立式钻床和摇臂钻床三种,手电钻也是常用的钻孔工具。
⒈台式钻床
简称台钻,是一种在工作台上作用的小型钻床,普遍做法就是在原有的摇臂式钻床上进行改装,利用液压阻尼器来控制钻头的进给速度。
普通台钻改自动
普通台钻改自动
由于加工的孔径较小,故台钻的主轴转速一般较高,转速可高达近万转/分,亦在400转/分左右。主轴的转速可用改变三角胶带在带轮上的位置来调节。台钻的主轴进给由转动进给手柄实现。在进行钻孔前,需根据工件高低调整好工作台与主轴架间的距离,并锁紧固定(结合挂图与实物讲解示范)。台钻小巧灵活,使用方便,结构简单,主要用于加工小型工件上的各种小孔。它在仪表制造、钳工和装配中用得较多。
⒉立式台钻
简称立钻。这类钻床的规格用钻孔直径表示。与台钻相比,立钻刚性好、功率大,因而允许钻削较大的孔,生产率较高,加工精度也较高。立钻适用于单件、小批量生产中加工中、小型零件。
⒊摇臂钻床
它有一个能绕立柱旋转的摇臂、摇臂带着主轴箱可沿立柱垂直移动,同时主轴箱还能摇臂上作横向移动。因此操作时能很方便地调整刀具的位置,以对准被加工孔的中心,而不需移动工件来进行加工。摇臂钻床适用于一些笨重的大工件以及多孔工件的加工。
⒈准确划线
钻孔前,首先应熟悉图样要求,加工好工件的基准;一般基准的平面度≤0.04mm,相邻基准的垂直度≤0.04mm。按钻孔的位置尺寸要求,使用高度尺划出孔位置的十字中心线,要求线条清晰准确;线条越细,精度越高。由于划线的线条总有一定的宽度,而且划线的一般精度可达到0.25~0.5mm,所以划完线以后要使用游标卡尺或钢板尺进行检验;若对于划线后检验做的不够,经常拿着划错线的工件进行钻孔,根本保证不了孔的位置精度;特别是在等级鉴定的考场上,由于学生们心理紧张担心工件不能按时完成,往往划完线后不进行检验急于钻孔,等到发现孔的位置精度超差较大时已经晚了。因此,要养成划完线后进行检验的好习惯。
⒉划检验方格或检验圆
划完线并检验合格后,还应划出以孔中心线为对称中心的检验方格或检验圆,作为试钻孔时的检查线,以便钻孔时检查和借正钻孔位置,一般可以划出几个大小不一的检验方格或检验圆,小检验方格或检验圆略大于钻头横刃,大的检验方格或检验圆略大于钻头直径。
⒊打样冲眼
划出相应的检验方格或检验圆后应认真打样冲眼。先打一小点,在十字中心线的不同方向仔细观察,样冲眼是否打在十字中心线的交叉点上,后把样冲眼用力打正打圆打大,以便准确落钻定心。这是提高钻孔位置精度的重要环节,样冲眼打正了,就可使钻心的位置正确,钻孔一次成功;打偏了,则钻孔也会偏,所以必须借正补救,经检查孔样冲眼的位置准确无误后方可钻孔。
打样冲眼有一小窍门:将样冲倾斜着样冲尖放在十字中心线上的一侧向另一侧缓慢移动,移动时,当感觉到某一点有阻塞的感觉时,停止移动直立样冲,就会发现这一点就是十字中心线的中心;此时在这一点打出的样冲眼就是十字中心线的中心,也可以多试几次,你就会发现样冲总会在十字中心线的中心处有阻塞的感觉。
⒋装夹
擦拭干净机床台面、夹具表表面、工件基准面,将工件夹紧,要求装夹平整、牢靠,便于观察和测量。应注意工件的装夹方式,以防工件因装夹而变形。
⒌试钻
钻孔前必须先试钻:使钻头横刃对准孔中心样冲眼钻出一浅坑,然后目测该浅坑位置是否正确,并要不断纠偏,使浅坑与检验圆同轴。如果偏离较小,可在起钻的同时用力将工件向偏离的反方向推移,达到逐步校正。如果偏离过多,可以在偏离的反方向打几个样冲眼或用錾子錾出几条槽,这样做的目的是减少该部位切削阻力,从而在切削过程中使钻头产生偏离,调整钻头中心和孔中心的位置。试钻切去錾出的槽,再加深浅坑,直至浅坑和检验方格或检验圆重合后,达到修正的目的再将孔钻出。
注意:无论采用什么方法修正偏离,都必须在锥坑外圆小于钻头直径之前完成。如果不能完成,在条件允许的情况下,还可以在背面重新划线重复上述操作。
⒍钻孔
钳工钻孔一般以手动进给操作为主,当试钻达到钻孔位置精度要求后,即可进行钻孔。手动进给时,进给力量不应使钻头产生弯曲现象,以免孔轴线歪斜。钻小直径孔或深孔时,要经常退钻排屑,以免切屑阻塞而扭断钻头,一般在钻孔深度打直径的3倍时,一定要退钻排屑。此后,每钻进一些就应退屑,并注意冷却润滑,钻孔的表面粗糙度值要求很小时,还可以选用3%~5%乳化液、7%硫化乳化液等起润滑作用的冷却润滑液.
钻孔将钻透时,手动进给用力必须减小,以防进给量突然过大、增大切削抗力,造成钻头折断、或使工件随着钻头转动造成事故。