钻床孔加工偏移借料的定量与改进
2016-9-9 来源：青岛市机械技术学校山东青岛 作者：孟令川
【摘要】许多单孔、多孔的套类、连杆、箱体等铸件，由于制造工艺和技术水平等因素的影响，造成孔位变形、变位、孔距变化、壁厚不均、裂缝、缺口、缩孔、歪斜、偏心等铸件缺陷。因此，在加工、划线中必须借料才能保证加工质量。在现有的技术文献中，借料往往采用多次试划法、定性分析来确定。本文采用定量判断法，运用借料量的具体表达式进行借料，在实际使用中效果较好。
【关键词】钻床加工； 定位孔； 定量判断
一、前言与背景
本人通过青岛市范围内各大铸造厂和机械制造厂的初步调查：不正确借料造成的报废占整体加工过程中报废70%以上，因此对这些形状复杂的件，除了在加工中借料外，还必须在划线中借料。如果在划线中能通过正确借料，那么在加工中就能保证技术要求，不出现报废品。如果通过划线借料不能保证加工要求的，就直接报废，不必要下道工序的加工，造成人、财、物、机、具等资源的浪费。
二、定量判断法的表达式
（一)套类铸件的定量判断表达式。
比如一的圆环是一个铸件的毛坯，其内外圆都要加工，由于铸造原因造成内外圆偏心较大，需要内外圆同时借料才能确定。设圆环毛坯尺寸，外圆直径d1ˊ,内孔直径D2ˊ，最大壁厚为hmax，最小壁厚为hmin，设加工后外圆直径为D2，内孔为d1，见下图一。，设外圆单边加工余量为δ1、内孔单边加工余量为δ2，借料后外圆最少加工余量为δ1min， 内孔最少加工余量为δ2min，，斜线部分为加工余量，内外圆中心偏心量为a，见下图一。
不借料划线时，见上图二，加工后工件出现偏心，不能保证产品要求。
采用借料划线时，见上图三。
1.确定偏心量a
根据图3 列方程：
hmax+(D1ˊ/2 - a)= D1ˊ/2+ hmin+a解得：a=(hmax-hmin)/2
2.根据a 判断能否借料
假设圆环借料后如下图所示：
①若δ1min<0 或δ2min<0， 或hmin<h 标（h 标为加工后的要求壁厚)则不能借料，此时即δ1-x<0 或δ2-（a-x)<0,解此不等式得a>δ1+δ2,因此，不能借料的条件是a>δ1 +δ2 或hmin<h 标②若δ1min=0 或δ2min=0 或hmin=h 标时虽能借料但属于危险品
③若a<δ1 +δ2 或hmin>h 标,则能借料
（二)箱体、连杆等两孔距偏小或偏大的借量定量判断法，现简单分析如下：
现有一箱体两轴承孔，毛坯孔距为Bˊ。要求孔距B0，毛坯状态时，两孔距偏小，偏小量为a，两孔加工余量为δ1、δ2，现按三种情况分别划线如下图示：
毛坯划线状态 不借孔距划线
2)保证孔距前提下，借一孔划线3)保证孔距前提下，借两孔划线根据上图三种划线情况：
第一种情况：不借料划线需能保证合理的加工余量，但不能保证孔距B0。第二种情况：一般划线法，需能保证孔距和一孔加工余量，但另一孔无加工余量。第三种情况：采用借料划线法，既能保证孔距，又能满足两孔的加工余量。
1.确定两孔距变化量a，毛坯孔距为B0ˊ与图纸要求孔距为B0 之差，即a= B0ˊ- B0，当a>0，孔距偏大，当a<0，孔距偏小。
2.根据a 判断能否借料
①若a>δ1+δ2，则不能借料；
②若a =δ1+δ2，即δ1min=0, δ2min=0,虽能借料，但不能绝对保证加工要求，属危险品；
③若a<δ1+δ2，则通过借料，才能保证加工要求。借料也有两种情况：
A.当a<δ1 和δ2 中的大值者，则可以一孔借料，借料量为a，另一孔不借料。
B.当δ1 和δ2 大值者≤a<δ1 +δ2 时，则必须两圆同时借料，才能保证加工要求，那么往哪个方向借料，借料范围多少？ 最佳借料多少呢？
3.确定借方向，借料范围，最佳借料量
①借料方向
当a= B0ˊ- B0>0 时，两孔同时向内借料，当a<0 时，两孔同时向外借料。
②确定借料范围和借料量
根据圆环的分析，同理两孔的借料范围为a-δ2 <x<δ1(x 为O1 孔向右借料量)借料量表达式X=a/2 +(δ1-δ2)/2(δ1、δ2 为单独状态不借料时的单边加工余量)。
现把两种借料定量判断法总结如下：
两孔距变化量a=B0ˊ-B0若a>δ1 +δ2,则不能借料，此时为报废品；
若a=δ1 +δ2 此时为危险品；
若a<δ1 +δ2 时，此时可以通过借料保证加工要求，借料量为：X= a/2 +(δ1-δ2)/2借料方向为两孔同时向中心靠。
借料范围为：a-δ2 <x<δ1
当a<δ1 、δ2 中的大值者，可利用一孔借料另一孔不借料，取δ1、δ2 中的大值的孔借料，也可以两孔同时借料，最好的借料是两孔同时借料。
当δ1、δ2 中的大值<a<δ1+δ2，则必须两孔同时借料，否则不能保证加工要求。
（三)三角形的三孔借料法，借料方法同上，在确定第三孔中心时， 先确定两孔的借料点， 再确定第三孔的借料点。以O1O3ˊ、O1O3〞划圆弧得到交点O3 即为第三孔的借料点。
三、借料的定量判断法改进后的推广应用及效果
我们把这种方法从在教学中每年向学生推广，学生毕业后在实际工作中运用此法感觉简单、方便，便于掌握，减少许多借料中的误区，提高工作效率，降低了产品报废率，通过与各企业相关技术工人技术交流，把此法推广给他们，他们也得到了积极的采用。
通过运用此法与不运用此法的调查，得出如下调查结论：同一坯件划线时间降低一倍以上， 劳动调度降低一倍以上，划线效率提高50%以上，对工人的综合技术素质降低要求，产品的报废降低30%以上。
当然，运用定量判断法还需要定性分析，也有必要一定的试划法和调整法，将此法应用于多孔距偏心借料，有待进一步探讨。
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