模具零件上有很多不同規(guī)格和不同要求的孔，其中一部分孔要在車床、銑床和鏜床上加工，另一部分則要由鉗工利用鉆床來加工。因此，鉆孔、擴(kuò)孔、锪孔和鉸孔屬于模具鉗工加工孔的基本操作，應(yīng)用十分廣泛。
鉗工常用孔加工設(shè)備有：臺鉆、立式鉆床、搖臂鉆床和手電鉆等。
1.加工孔的特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)
1)孔加工刀具多為定尺寸刀具，如鉆頭、絞刀等。在加工過程中，刀具磨損造成的形狀和尺寸的變化會直接影響被加工孔的精度。
2)由于受被加工孔尺寸的限制，切削速度很難提高，影響加工生產(chǎn)率和加工表面質(zhì)量，尤其是在對較小的孔進(jìn)行精密加工時。
3)刀具的結(jié)構(gòu)受孔的直徑和長度的限制，剛性較差。在加工時，由于受到軸向力的影響，容易產(chǎn)生彎曲變形和振動，孔的長徑比(孔深度與直徑之比)越大，刀具剛性對加工精度的影響就越大。
4)孔加工時，刀具一般是在半封閉的空間內(nèi)工作，對加工過程的觀察、控制比較困難，切屑排除困難，切削液難以進(jìn)入加工區(qū)域，散熱條件不好。切削區(qū)熱量集中，溫度較高，故影響刀具的耐用度和鉆削加工質(zhì)量。
因此，解決冷卻、排屑、導(dǎo)向、剛性問題是孔加工中保證加工質(zhì)量的關(guān)鍵問題。
2.鉆孔工具
鉆孔工具及使用見表5—4。
3.麻花鉆
如圖5—3所示為麻花鉆的結(jié)構(gòu)，它由工作部分、柄部和頸部所組成。
(1)工作部分
麻花鉆的工作部分分為切削部分和導(dǎo)向部分。
1)切削部分擔(dān)負(fù)主要的切削工作。
2)導(dǎo)向部分用于鉆頭在鉆削過程中的導(dǎo)向，并作為切削部分的后備部分。
(2)柄部
用于裝夾鉆頭和傳遞動力。
(3)頸部
頸部是柄部與工作部分的連接部分，并作為磨外徑時砂輪退刀和打印標(biāo)記處。小直徑的鉆頭不做出頸部。
麻花鉆的直徑按標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列和螺孑L的底孑L直徑設(shè)計，螺旋角一般為25?！?/span>32。，標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的頂角約為118。。
4.工件的裝夾
在鉆床上進(jìn)行孔加工時，工件的裝夾方法及其所用的附件較多。小型工件通常可用臺虎鉗裝夾，如圖5—4a所示;大型工件可用壓板螺栓直接安裝在工作臺上，如圖5—4b所示;在圓軸或套筒上鉆孔時，一般把工件安裝在V形架上，再用壓板螺栓壓緊，如圖5—4c所示;在成批和大量生產(chǎn)中，尤其在加工孔系時，為了保證孔及孔系的精度，提高生產(chǎn)率，廣泛采用鉆模來裝夾工件。
5·鉆孔方法
1)按劃線鉆孔。先按圖樣劃出孔的中心線，并在交點(diǎn)處打上較大的樣沖眼，作為鉆頭尖的導(dǎo)入點(diǎn)。鉆孔時，鉆頭對準(zhǔn)樣沖眼锪一個小窩，檢查小窩與所劃的圓孔中心線是否同心;如果略有偏斜，可移動工件糾正。如果偏斜較多或鉆孔較大，可用樣沖或尖鏨在偏移的相反方向鏨幾條槽再試鉆，直到試鉆的窩位正確后才可正式鉆孔。鉆通孔時，在將要鉆穿前，必須減小走刀量。鉆孔深度達(dá)到直徑3倍時，鉆頭必須經(jīng)常退出排屑，并注意冷卻，防止鉆頭折斷或退火。
2)在圓柱面上鉆徑向孔。鉆孔前先在軸線或套筒類零件的圓柱面上和端面上劃好線;在鉆夾頭內(nèi)裝入鉆頭或定位工具，使下部進(jìn)入V形鐵的槽內(nèi)，用手轉(zhuǎn)動鉆軸找正，使鉆軸中心線位于V形槽中央，將V形鐵緊固在鉆臺上;把工件安裝到V形鐵上，用角尺找正，使工件端面的中心線與鉆床臺面垂直，將工件夾緊;然后試鉆，待位置正確后鉆孔。
3)在斜面上鉆孔。在斜面上用普通鉆頭鉆孔時，為防止鉆頭單邊切削而造成孔偏或折斷鉆頭，必須在鉆孔前先鏨出或銑出一個小平面，然后再用鉆頭鉆孔。
4)鉆半圓孔。在工件上鉆半圓孔時，要先用一塊與工件材料相同的墊塊，將它和工件合并在一起，夾緊在虎鉗中，在接合面處打樣沖眼，然后鉆孔。
5)組合件之間鉆孔。在壓入式模柄與上模座問鉆騎縫銷釘孔，裝配模具時，加工兩個件的防轉(zhuǎn)銷釘即為組合件之間鉆孑L。鉆孑L時鉆頭易向材質(zhì)軟的一側(cè)偏斜，故鉆孔前先用樣沖偏于硬材料一邊沖眼，鉆孔開始階段也將鉆頭往硬材料一邊偏，以抵消因材質(zhì)所不同引起的偏移。
6.擴(kuò)孔
擴(kuò)孔與鉆孔相比，精度較高，表面粗糙度較低，且可在一定程度上校正鉆孔的軸線偏斜。擴(kuò)孔使用麻花鉆或擴(kuò)孔鉆進(jìn)行。擴(kuò)孔鉆具有以下特點(diǎn)。
1)剛性較好。由于擴(kuò)孔的切深小、切屑少，擴(kuò)孑L鉆的容屑槽淺而窄，鉆心比較粗壯，增加了工作部分的剛性。
2)導(dǎo)向性較好。擴(kuò)孔鉆有3～4個刀齒，導(dǎo)向作用相應(yīng)增強(qiáng)。
3)切削條件較好。擴(kuò)孔鉆無橫刃，只有切削刃的外緣部分參加切削，切削輕快，可選用較大的進(jìn)給量和切削速度，生產(chǎn)率較高;又因切屑少，排屑順利，不易刮傷已加工表面。
擴(kuò)孔前的底孔先用0.5～0.7倍的鉆頭預(yù)鉆，再用等于本工序孔徑的擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔，擴(kuò)孔的切削速度為鉆孔的l/2，進(jìn)給量為鉆孔的1.5—2倍。除了鑄鐵和青銅材料外，其他材料的工件擴(kuò)孔時都要使用切削液冷卻潤滑。
7.鉸孔
鉸孔是對中小直徑的孔進(jìn)行半精加工和精加工的一種孔加工方法，也可以用于磨孔或研孔前的預(yù)加工，如：模具零件中的銷釘孔就是通過鉸孔來達(dá)到精度要求的。所用工具為鉸刀，鉸刀的種類見表5—5。由于鉸削的加工余量小，參與齒數(shù)較多，導(dǎo)向及剛性好，綜合了切削和擠光作用，所以，鉸削后的孑L精度高，一般為：IT6一ITl0，細(xì)鉸甚至可達(dá)IT5，表面粗糙度R?？蛇_(dá)1.6～0.4¨m。鉸刀是定尺寸刀具，適合加工小直徑孔，直徑大于80mm的孔不適宜鉸削。模具制造中常需要鉸孔的情況是銷釘孑L，安裝圓形凸模、型芯或頂桿等的孔，以及沖裁模刃口錐孔等。
鉸孔加工中一般機(jī)鉸刀用于車床和鉆床上進(jìn)行鉸孔;手鉸刀則用絞杠進(jìn)行鉸孔，如圖5—5所示。
在鑄鐵和未熱處理的鋼工件上鉸孔時，使用普通高速鋼機(jī)鉸刀;在經(jīng)過淬硬的工件上鉸孔時，使用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金鉸刀或硬質(zhì)合金無刃鉸刀，也可將變形的孔用舊鉸刀鉸孔，然后用鑄鐵研磨棒研至正確尺寸;在兩種硬度不同的材料上鉸孔時，應(yīng)從較硬的材料一面鉸入;鉸不通孔時，先用標(biāo)準(zhǔn)鉸刀鉸孔，然后用磨去切削部分的舊鉸刀鉸孔的底部。
鉸孔時應(yīng)注意以下幾個問題。
1)鉸削余量要適中。余量過大，會因切削熱多而導(dǎo)致鉸刀直徑增大，孔徑擴(kuò)大;余量過小，會留下底孔的刀痕，使表面粗糙度達(dá)不到要求。粗鉸余量一般為O.15mm一0.35mm，精鉸余量一般為0.0lmnl～0.05mm。
2)鉸削時采用較低的切削速度，并且要使用切削液。在鋼料上鉸孔時，一般用乳化液、硫化油或菜油潤滑冷卻。在鑄鐵上鉸孔，一般不加切削液，如要求質(zhì)量較高，可采用煤油。在青銅或鋁合金上鉸孔，可加菜油或煤油。
3)為防止鉸刀軸線與主軸軸線相互偏斜而引起的孔軸線歪斜、孑L徑擴(kuò)大等現(xiàn)象，鉸刀與主軸之問應(yīng)采用浮動連接。當(dāng)采用浮動連接時，鉸削不能校正底孔軸線的偏斜，孔的位置精度應(yīng)由前道工序來保證。
4)機(jī)用鉸刀不可倒轉(zhuǎn)，以免崩刃。
8.沉孔
在模具中沉頭螺釘緊固應(yīng)用十分廣泛，因此，模具零件加工中沉孔加工的量較大.這就用到了锪孔。常用的锪鉆有圓柱形沉孑L锪鉆、錐形锪鉆和端面锪鉆等，如圖5-6所示。圓柱形沉孔锪鉆和端面锪鉆前端有導(dǎo)柱，導(dǎo)柱直徑與已有孔采用H8/f7間隙配合，以保證定心和導(dǎo)向;錐形锪鉆錐角有60~、75。、90~、120'’4種。
9.攻螺紋
攻螺紋，就是用絲錐在孔內(nèi)切削出內(nèi)螺紋。如圖5—7所示為絲錐，絲錐由工作部分和柄部組成，工作部分又包含切削部分和校準(zhǔn)部分。絲錐用碳素工具鋼或高速鋼制造，并經(jīng)淬火處理，是標(biāo)準(zhǔn)刀具。 絲錐可分為手用絲錐、機(jī)用絲錐和管子絲錐三種。手用和機(jī)用絲錐均有粗牙、細(xì)牙之分。為完成攻螺紋的輔助工具有攻螺紋扳手。
1)手用絲錐。攻較小的通孔螺紋時，可以用頭攻絲錐一次攻成。當(dāng)螺孔尺寸較大或是盲孔時，為減輕攻螺紋時的切削力，宜采用成組絲錐加工。手用絲錐通常由兩把或三把組成一組。通常’M6一M24的絲錐為兩把一組;M6以下及M24以上為三把一組;細(xì)牙絲錐均為兩把一組。使用時，順序使用頭攻、二攻和三攻。
2)機(jī)用絲錐。裝在機(jī)床上，靠機(jī)床運(yùn)動來攻螺紋。常用一把絲錐完成攻螺紋。但當(dāng)工件直徑較大或加工硬度高且韌性好的材料或盲孔時，應(yīng)采用成組絲錐依次加工。
3)攻螺紋扳手也叫絞杠，手工攻螺紋時使用。又分為普通式和丁字式
攻螺紋前首先要加工與之對應(yīng)直徑的螺紋底孔，如果螺紋底孔直徑過小，攻螺紋時，絲錐對金屬既有切削作用又有擠壓作用，造成絲錐損壞和折斷;直
徑過大，又會使攻出的螺紋不足，而成廢品。盲孔攻螺紋時，除了螺紋底孔直徑的要求外，深度也有一定的要求，由于絲錐切削刃部分攻不出完整的螺紋，所以，鉆孔深度應(yīng)超過所需的螺紋孔深度。鉆深度是螺紋深度加上螺紋孑L外徑的0.7倍。其次，孔口用90~锪鉆倒角，使倒角的最大直徑和螺紋的公稱直徑相等。這樣，絲錐容易切入，最后一道螺紋也不至于在絲錐穿出來時崩裂。接著選擇合適的扳手和絲錐，先用頭攻攻螺紋，粗攻出螺紋，操作時要盡量把絲錐放正，兩手用力要輕而均勻，以適當(dāng)?shù)膲毫团ちΠ呀z錐切入孔內(nèi)，當(dāng)切入l～2圈時，再仔細(xì)觀察和校正絲錐的位置?？捎萌庋塾^察或用角尺檢查絲錐的垂直度，一般在切入3～4圈時，絲錐已正確導(dǎo)入孔內(nèi)，此時可不必再使用壓力，只施加扭力攻螺紋即可，然后，繼續(xù)用二攻或二攻、三攻絲錐修光螺紋。
10.精密鉆孔加工
當(dāng)孔精度為微米級時，對較大孔可采用坐標(biāo)鏜床加工，較小孔則需要采用坐標(biāo)磨床加工。沒有精密設(shè)備時可采用研磨方法加工。
在坐標(biāo)鏜床上可以利用鉸刀或鏜刀進(jìn)行精密孔的精加工，但當(dāng)沒有合適的鉸刀或鏜孔較困難時，可采用如圖5—9所示的精孔鉆進(jìn)精加工。精孑L鉆是由麻花鉆修磨而成的，加工時先用普通鉆頭鉆孔，并留擴(kuò)孔量0.1～O.3mm.精鉆時切削速度不能高，一般為2—8mm/s，進(jìn)給量.廠：0.1—0.2mm/r。以菜籽油做潤滑劑，鉆頭尺寸要選擇在孔徑尺寸公差范圍內(nèi)。只要鉆頭裝夾正確，刃口角度對稱，鉆出的孔徑與鉆頭尺寸基本相同，精度可達(dá)到IT4一IT6，表面粗糙度為R。=3.2～0.4¨m。
11.深孔鉆加工
深孔加工是一種難度較大的技術(shù)，塑料模中的冷卻水道孔、加熱器孔及一部分頂桿孔等都屬于深孔。一般冷卻水道孔的精度要求不高，但要防止偏斜;加熱器孔為保證熱傳導(dǎo)效率，孔徑及粗糙度有一定要求，表面粗糙度為R。=12.5—6.3斗m;而頂桿孑L則要求較高，孔徑一般為I聰級精度。
(1)深孔加工的特點(diǎn)
1)孔深與孔徑之比較大，一般≥10，鉆桿細(xì)長，剛性差，工作時容易產(chǎn)生偏斜和振動，因此，孑L的精度及表面質(zhì)量難以控制。
2)排屑通道長，排屑不暢，若斷屑再不好，則可能由于切屑堵塞而導(dǎo)致鉆頭損壞，孔的加工質(zhì)量也無法保證。
3)鉆頭是在近似封閉的狀況下工作，而且時間較長，熱量多且不易散出，鉆頭極易磨損。
(2)對深孔鉆的要求
1)斷屑要好，排屑要通暢。要有平滑的排屑通道，借助于一定壓力的切削液的作用促使切屑強(qiáng)制排出。
2)良好的導(dǎo)向裝置。除了鉆頭本身需要有良好的導(dǎo)向裝置外，應(yīng)采取工件回轉(zhuǎn)、鉆頭只做直線進(jìn)給運(yùn)動的工藝方法來防止鉆頭的偏斜和振動。
3)充分的冷卻。切削液在深孔加工的同時起著冷卻、潤滑、排屑、減振與消聲等作用，因此，深孔鉆必須具有良好的切削液通道，以加快切削液的流動和沖刷切屑。
(3)深孑L加工常用的方法
1)中小型模具的孔，常用普通鉆頭或加長鉆頭在立鉆、搖臂鉆床上加工，采用帶有冷卻孔的麻花鉆則更好。加工時應(yīng)注意及時排屑并進(jìn)行冷卻，進(jìn)給量要小，防止孔偏斜。生產(chǎn)中還使用大螺旋角加長的麻花鉆，該鉆頭可在鑄鐵件上加工孔深與孔徑比不超過30—40的深孔，也可在鋼件上加工較深的孔。
2)中、大型模具的孔一般在搖臂鉆床、鏜床及深孔鉆床上加工，較先進(jìn)的方法是在加工中心上與其他孔一起加工。
3)過長的低精度孔也可采用劃線后從兩面對鉆的方法加工。
4)對于直徑小于20mm且長徑比達(dá)100：1(甚至更大)的孔，多采用槍鉆加工。它可以一次加工全部孔深，大大簡化了加工工藝，且加工精度較高。
槍鉆為單面刃外排屑深孔鉆，最早用于加工槍管，故稱槍鉆。槍鉆的工作部分由高速鋼或硬質(zhì)合金與無縫鋼管壓制成形的鉆桿對焊而成。工作時工件旋轉(zhuǎn)，鉆頭進(jìn)給，同時高壓切削液由鉆桿尾部注入。冷卻切削后沿鉆桿凹槽將切屑沖刷出來。
槍鉆切削部分的主要特點(diǎn)是僅在軸線一側(cè)有切削刃，沒有橫刃。鉆頭偏離軸心線的距離e，內(nèi)刃切出的孔有錐形凸臺，有助于鉆頭的定心導(dǎo)向。合理配置內(nèi)外刃偏角與鉆頭偏距，可控制外、內(nèi)刃切削時產(chǎn)生恰當(dāng)?shù)膹较蚝狭?/span>F，與孔壁支撐反力平衡，維持槍鉆鉆頭的平穩(wěn)性，并使槍鉆沿軸線方向前進(jìn)，這是槍鉆特有的性能。同時，槍鉆切削時形成一個直徑為2H的芯柱，此芯柱也附加起定心導(dǎo)向的作用。
