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装配钻孔的商榷 |
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作者：大连机床厂 黄同舟 |
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摘要对组合机床装配时，需要钻孔、铰孔、锪孔和攻螺纹时的工艺及装备作了分析研究。
关键词：装配钻孔设备工艺
1概述
在机械制造行业中，装配时钻孔是一道必不可少的工序。一般来说，机械加工时应该把零件完整地加工出来，不留工序。但是，有时装配成部件或整台机器后再进行孔加工更为方便。如发动机机体和连杆上穿曲轴的孔，必须把瓦盖装到机体或连杆上之后再进行孔加工。究竟哪些孔应该在装配时制作，这是一个大可商榷的问题。
2装配时孔加工的分类
2.1销孔
为确保两零件的相对位置，在机械上大都采用销子定位。销子一般分圆柱销和圆锥销两种，圆锥销孔在装配时制作。销子与孔应紧密配合，以保证两零件间可靠地定位。定位精度要求较高的零部件之间的锥销与孔，要用涂色法来检查接触情况，接触面积一般要求达到全面积的70%～80%。所以，圆锥销孔必须在两工件装配在一起后再钻铰，方可保证接触良好。例如，各种机械变速机构的变速手柄、小轴与拨杆之间的锥销孔即是，如图1所示。组合机床立柱、侧床身和中间底座之间的锥销孔，也必须装配钻铰。
图1锥销孔示例
在钻镗类夹具的钻、镗模架(板)与夹具体之间、组合机床夹具与中间底座之间均要求精密定位销孔。为了达到其精度要求，一般采用两种方法。一是在零件加工时，把销孔的位置加工到足够精确，零件装配后即能达到位置精度，此时的定位销采用圆柱销。这些销孔一般在坐标镗床或其他精密镗床上完成。当缺少精密设备或精密设备负荷过重不能承担此项工作时，可采用第二种方法，即在装配时，检测并调整好零部件的相对位置，先用螺钉固定，然后钻铰销孔，此时的定位销采用圆锥销。用这种方法要进行检验调整，应做一些检验工具，如检验棒等。该方法在经济效益和生产效率方面不如前者。
2.2骑缝孔
为了使两零部件准确固定，但有时受到空间的限制，故在两件的接缝处制作销孔或螺纹孔，然后装入销子或螺钉，该销子或螺钉俗称骑缝销子或螺钉，如图2、图3所示。这些孔在装配时制作，必须采用圆柱销。由于销子受振动后易松动，故都用于固定的零部件之间；而螺钉受振动后不易松动，则都用于运动的零部件上，如用于齿轮和衬套的固定，如图3所示。
图2骑缝孔及销子图3骑缝孔及螺钉
2.3锪孔
零部件在装配调整后，用螺纹固定的浅孔，俗称窝，钻这种孔叫做锪孔，俗称划窝。锪孔工序通常在装配时进行，如图4所示。变速箱中一对啮合的齿轮，有时一个已经固定，而另一个要在装配时按前一个调整其轴向位置，两齿轮啮合好后再固定。在这种情况下，一定要在轴上划窝，并用螺钉固定。图5所示为能在轴上移动的齿轮用挡圈挡住，使之不作轴向移动。挡圈与轴之间用螺钉固定，事先应在轴上划窝。图1中定位盘上的窝用于手柄定位，通常有两个或三个，也是装配时制作的。
图4锪孔图5锪孔
2.4螺纹孔
两个零部件用多个螺钉固定在一起，因加工能力所限或加工的螺孔位置度误差太大，致使两个零件不能固定或两部件无法调整达到其位置精度时，应按一件事先作好的孔在另一件上划线，然后按线钻孔、攻螺纹。这样的孔要在装配时制作，但一般很少遇到，因为螺钉与孔之间应有0.5～1mm的间隙，故零件之间的固定螺孔一般由工厂加工时保证，装配时制作极少。部件之间只有联系尺寸链太长的或累计误差太大的才在装配时制作。此时，设计人员切忌为节省时间把不应该装配制作的孔定为装配制作(装配制作孔可不标注位置尺寸)。
3装配钻孔的特点、设备和工艺装备
3.1装配钻孔的特点
装配时钻孔、铰孔、锪孔和螺纹孔加工的特点是：工件大，设备小，装配用的钻孔设备与工艺装备小巧灵便，便于搬运和调整。设备的动力较小，消耗人的体力大，生产效率低。有时装配钻孔要在机器内部进行(如划窝等)，切屑容易进入机器内部，又未清理，造成机件运动时损伤。由此看来，装配钻孔的多少代表着一个企业的水平。应尽量减少装配作孔，其措施是提高零件的加工精度。固定用螺纹孔可在加工时作出，有的圆锥孔也可改成圆柱孔，在加工时作出，用划窝定位的部件可改变定位方式，不用划窝。具体来说，一般螺钉与螺纹孔之间有0.5～1mm的间隙，零件加工的有关误差累计不大于该数值时，可在加工时制作螺纹孔。对于定位销来说，两圆柱销孔距精度应能达到±0．01mm，一个圆柱销与一个菱形销的孔距精度应达到±0.05mm，则两部件之间的位置精度即可保证。
另外，对必不可少的装配钻孔应尽量缩小其直径。一般手电钻钻孔最好在8mm以下，其他如万能移动摇臂钻床、小型台式钻床、专用钻床等，钻孔直径应在16mm以下。个别处实在需要在装配时钻直径较大的孔时，可采用多次钻削的方法，即先钻小孔，再用大钻头扩孔。
3.2装配钻孔的设备与工艺装备
3.2.1装配钻孔的设备
装配钻孔的设备有万能移动摇臂钻床、手电钻、小型台式钻床、专用龙门钻床和专用钻床等。
万能移动摇臂钻床可调环节多、刚性差、进给无导向装置，钻孔易偏斜，钻孔质量差。该钻床动力较大，钻孔直径可达20mm。
手电钻动力小，只能钻8mm以下的孔。钻孔易歪斜或钻成喇叭口，因此钻孔质量更差。
小型台式钻床固定在装配工作台上，不能移动，用于小部件的钻孔。钻小孔时可起立式钻床的作用。该钻床动力小，不能钻大孔。
装配线上的龙门钻床是根据装配线上的机器或部件设计制造的(图6)。该钻床固定在装配线所需要的部位上，给机器或部件预定的部位钻孔。因机床不能移动，故只能用于大批量生产。它不一定三面都有钻削头，根据需要有时两面有，有时甚至只有一面有。
图6龙门钻床
有的机器装配时需要钻的孔很贴近地面或墙壁，因而出现了可以贴近地面和墙壁的专用钻床，如图7所示。因为下面的底板很薄，滑体尺寸较小，所以钻头轴线可下降到较低的位置，侧面也可靠近墙壁来钻孔。为左右两面都可靠近墙壁，故此钻床为双轴的。因钻床体积小，重量轻，当进给时往往因进给力大而后退。另外，因刚性差，钻出的孔精度也不高。
图7贴近地面和墙壁的专用机床
3.2.2装配钻孔的工艺装备
装配钻孔的工艺装备基本是钻孔用的钻模，它与机械加工用的钻模不同。该钻模分为两种：用于小型零部件的钻模和用于大型部件或整机的钻模。
用于小型零部件的钻模与一般的钻模比较近似，即工件在钻模上定位夹紧后钻孔；不同的是在钻模上定位钻孔的不是一个工件，而是几件装在一起后共同在钻模上定位夹紧，然后再钻孔。图8为变速箱的变速手柄、小轴和拨杆三件装在一起后钻铰销孔的钻模。三件装入钻模后，需要钻模上的定位销和定位面给以定位，零件之间也相互定位。如小轴起到给手柄和拨杆定位的作用，手柄和拨杆也起到给小轴轴向定位的作用。因钻孔之后要铰锥孔，所以采用快换导套，以便铰孔时取下导套。因切削力不大，所以该钻模不必在机床上固定。
图8钻铰销孔用钻模
用于大型部件或整机的钻模与一般钻模不同，因部件大而钻模小，所以不是部件或整机在钻模上定位夹紧，而是钻模在部件或整机上定位夹紧，然后再钻孔。因部件或整机的重量较大，足以克服切削力，故不用再固定。图9为装在大型部件上钻骑缝螺纹孔用的钻模。该螺纹孔按图纸应当在两零件上各占一半，但因两件的材料不同，其强度和硬度也不同。钻孔的直径比较小，钻头刚性很弱，钻孔时钻头偏向材质软的零件一边。为了弥补这一偏差，钻模导套的轴线应偏向材质硬的零件一边0.5mm左右。
图9钻骑缝螺纹孔用钻模
(end)
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(6/10/2007) |
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