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摘 要：本文通过分析、计算、讲述多面组合体各零件的孔加工方法，分析各部分加工可能产生的问题和解决方法，最终总结出两套较合理的孔加工方法。
关键词：钻孔 锉削 夹具 配钻 对称度
近年来，随着科技的不断进步，技术水平要求也日益提高。全国性的、国际性的各类技能大赛轮番举办，题目形式不断推陈出新，难度越来越大，涉及到的知识面越来越广。本文所探讨的“多面组合体”为2006年“第二届全国职工职业技能大赛”钳工决赛实操操作技能考件（如图1所示），要求外形等各部分加工精度在±0.02mm，部分与孔相关的尺寸要求在-0.02mm，孔加工精度要求也相对较高，均是H7与芯轴配合，综合难度较高。其中，最大的难点在于要保证各孔孔径、对称度和垂直度的准确。笔者在多次反复加工中，在加工过程遇到了各种技术上的问题，经过总结，笔者在此提出两套较为合理并能提高加工效率和质量的孔加工方法：若比赛中允许借助辅助工具（如夹具），则利用夹具进行配钻、配铰孔加工；分别以件2、件3、件4为基准，配钻、配铰件1的孔。
图1 多面组合体
技术要求：
第一，自制φ8、φ10、φ12mm长度30mm芯轴各三件。
第二，用芯轴定位，四件能同时装配，否则不能得装配分。
第三，件1以标记图饰为基准，件2、件3分别作两面翻转，件3并能以角1-角2、角1-角3、角1-角4转换定位。
第四，装配后件2、件3、件4相关接触面配合间隙不大于0.03mm，20处。
第五，组装后以件1为基准，按评分要求检测相关件平行度9处，对称度3处。
第六，装配外观整齐，零件图中有标注尺寸部位均需加工。
一、图样分析
多面组合体由件1（底板）、件2（V形块）、件3（多面体）、件4（三V形块）四件经φ8、φ10、φ12mm芯轴定位装配完成，件1以标记图饰为基准，件2、件3分別作两面翻转，件3并能以件4三向转换定位。考虑装配中件3需三位置与件2和件4配合，件2、件3并分别作两面翻转，要求φ8 H7、φ10H7、φ12H7的孔和φ8h7、φ10h7、φ12h7芯轴配合。因此，多面组合体在加工中最大的难点在于孔加工。
二、孔加工方法
1.孔加工方法一
（1）将配钻夹具放到Z4113A型钻床可旋转的小工作台上，并在底板对角拧紧角板上的螺钉，稍稍固定夹具。
（2）把外形尺寸已完成的工件底板安装到夹具上，确保工件的两个相互垂直基准面与夹具的两直角面完全重合，并用角板与铜片固定其位置，最后把螺钉拧紧（先配钻φ12mm的孔）。
（3）在平板上划出带圆弧的小V形块其中一孔的中心线，中心线尺寸在图样要求9.55mm、12mm的基础上再加0.1mm，即9.65mm、12.1mm，如图2所示。然后钻出φ11.8mm的孔，如图3所示。再以孔为基准，将两基准面（图3中带直角符号的两面）与孔中心的尺寸锉至（9.55、12）±0.02mm，最后将工件长度方向的尺寸锉至58.6-0.02mm。此工序采取单独加工的方式。
（4）将已完成以上工序的小V形块装到配钻夹具中，根据小V形块已加工孔中心位置（12±0.02㎜这一方向）的实际尺寸，结合图样要求确定底板与小V形块间的量块2的尺寸，量块2：14.5-12=2.5；根据底板mm和小V形块mm这两个方向的实际尺寸，计算小V形块基准面与底板基准面的距离，量块1：（实际尺寸-实际尺寸）/2，利用手力使得小V形块与量块1、2，量块1、2与夹具的两直角边，以及小V形块与底板紧紧重合在一起，再用角板、铜片、螺钉把底板和小V形块固定、压紧。
（5）将准备好的φ11.88mm圆柱棒钻夹上，找正孔的中心位置与圆柱棒的中心线重合，然后把圆柱棒拆下，换上φ3mm的钻头以高速、均匀的进给速度将底板钻穿，再换上φ6.7mm钻头进行第一次扩孔，随后换上φ11.9mm的钻头进行第二次扩孔，最后换上φ12H7的机用铰刀进行配铰，完成第一孔的配钻、铰加工。保持夹具底板、钻床钻夹头位置不动，拧松固定小V形块和工件底板的螺钉，将工件底板反面装夹，并确保工件的两个相互垂直基准面与夹具的两直角面完全重合，并用角板与铜片固定其位置，最后把螺钉拧紧。
（6）小V形块同样反面装夹，若孔中心9.55㎜的实际尺寸是（9.55-0.02mm），在保证两件孔距（39.5±0.02mm）的前提下，量块1也随之有所变化，量块1：〔（实际尺寸-实际尺寸）/2〕-0.02mm；若孔中心9.55mm的实际尺寸是（9.55+0.02mm），则量块1：〔（实际尺寸-实际尺寸）/2〕+0.02mm，量块2的尺寸不变，利用手力使得小V形块与量块1、2，量块1、2与夹具的两直角边以及小V形块与底板紧紧重合在一起，再用角板、铜片、螺钉把底板和小V形块固定、压紧。换上φ3㎜的钻头以高速、均匀的进给速度钻出导向孔并将底板钻穿，再换上φ6.7㎜钻头进行第一次扩孔，随后换上φ11.9㎜的钻头进行第二次扩孔，最后换上φ12H7的机用铰刀进行配铰，完成第二孔的配钻、配铰加工。
（7）三V形块与底板的配钻加工方法和上述小V形块的定位方法、加工方法基本上是一致的。
（8）最后把已经配钻完成的小V形块和三V形块分别用φ12mm和φ10mm的芯轴装配在底板上，再配上已按图样要求加工完成带孔（直径<φ7.9mm）的多面体（单独加工孔及其他尺寸），然后用角板压在多面体的两头，拧紧螺钉，压紧，进行配钻、配铰。孔加工完成。
2.孔加工方法二
（1）在92±0.10×59.1±0.10mm毛坯上划出φ8mm孔的位置线。用φ5.8mm麻花钻钻出底孔并用φ6mm机绞刀绞孔；检查确保孔的位置尺寸52.46mm和10.53mm的准确性，尺寸误差可通过修锉基准面或修锉孔壁加以纠正。若无法纠正，可换另一方向重新钻孔。 （2）按图划好件3轮廓线并将其锯下（注意预留足够加工件2的毛坯），加工好件3外形。
（3）划线确定件2其中一个φ12mm孔的位置，用φ5.8mm麻花钻钻出底孔并用φ6mm机绞刀绞孔（该步可与步骤二同步进行）。检查孔的位置精度，必要时修锉基准面，确保孔的位置尺寸12mm和9.55mm合格。再加工好件2外形。
（4）加工件4。在66.5±0.10×23±0.10mm毛坯上划线确定其中一φ10mm孔的位置，用φ5.8mm麻花钻钻出底孔并用φ6mm机绞刀绞孔。检查孔的位置精度，必要时修锉基准面，确保孔的位置尺寸13mm和8mm合格。再加工好件4外形。
（5）加工好件1外形，将件2与件1配合，用磁铁、量块定位并用压板压紧在平板上，用φ7.8mm钻头对件2的φ6mm孔扩孔并将件1钻穿。
（6）将件2翻转180°与件1配合，用磁铁、量块定位并用压板压紧在平板上，用φ9.8mm钻头对件2的φ7.8mm孔扩孔并将件1钻穿，再用φ11.8mm钻头扩孔、用φ12mm绞刀絞孔并插入圆柱销。
（7）将件1、件2一起翻转180°，用圆柱销、磁铁、量块定位后压紧，用φ9.8mm钻头对件1的φ7.8mm孔扩孔并钻穿件2，再用φ11.8mm钻头扩孔，最后用φ12mm绞刀绞孔并插入圆柱销。
（8）将件3与件1、件2配合，检查件3的φ6mm孔与件2上两个φ12mm孔的中心距和对称度，合格后将件3压紧在件1上，用φ6.5mm钻头对件3的φ6mm孔扩孔并将件1钻穿，再换上φ7.8mm钻头扩孔，最后用φ8mm绞刀绞孔并插入圆柱销。
（9）将件4与配合好的件1、件3配合，用磁铁、量块定位并用压板压紧在平板上，用φ6.5mm钻头对件4的φ6mm孔扩孔，并将件1钻穿。
（10）将件4翻转180°后与件1、件3配合，用磁铁、量块定位并用压板压紧在平板上，用一φ7.8mm钻头对件4的φ6.5mm孔扩孔并将件1钻穿，再用φ9.8mm钻头扩孔，用φ10mm绞刀绞孔并插入圆柱销。
（11）将件1、件3、件4一起翻转180°，用圆柱销、磁铁、量块定位后压紧，用一φ7.8mm钻头对件1的φ6.5mm孔扩孔并钻穿件4，再用φ9.8mm钻头扩孔，最后用φ10mm绞刀绞孔并插入圆柱销。孔加工完成。
三、小结
生产实践证明，使用方法一进行孔加工时，操作简便，结合量块作为辅助工具配钻时，大大减轻了操作者装夹工件的难度，而且提高了装夹工件的速度、位置精度及准确性，更重要的是让整个工件的孔加工精度得到了保证，提高了生产效率。不足之处在于，在竞赛时一般不能使用夹具，只能用方法二进行加工。方法二基本按常规方法加工，不同的是，先钻孔再进行锉削精修，保证了孔的位置精度，还巧妙地利用了基准重复使用的原则，使误差大大减小。方法二虽然比方法一耗时长，但也能在保证加工精度的同时在比赛规定时间内完成。
参考文献：
[1]朱为国.钳工技师培训教材[M].北京：机械工业出版社，2004.
[2]薛源顺.机床夹具设计[M].北京：机械工业出版社，2000.
（作者单位：广东省国防科技高级技工学校）
关键词：钻孔 锉削 夹具 配钻 对称度
近年来，随着科技的不断进步，技术水平要求也日益提高。全国性的、国际性的各类技能大赛轮番举办，题目形式不断推陈出新，难度越来越大，涉及到的知识面越来越广。本文所探讨的“多面组合体”为2006年“第二届全国职工职业技能大赛”钳工决赛实操操作技能考件（如图1所示），要求外形等各部分加工精度在±0.02mm，部分与孔相关的尺寸要求在-0.02mm，孔加工精度要求也相对较高，均是H7与芯轴配合，综合难度较高。其中，最大的难点在于要保证各孔孔径、对称度和垂直度的准确。笔者在多次反复加工中，在加工过程遇到了各种技术上的问题，经过总结，笔者在此提出两套较为合理并能提高加工效率和质量的孔加工方法：若比赛中允许借助辅助工具（如夹具），则利用夹具进行配钻、配铰孔加工；分别以件2、件3、件4为基准，配钻、配铰件1的孔。
图1 多面组合体
技术要求：
第一，自制φ8、φ10、φ12mm长度30mm芯轴各三件。
第二，用芯轴定位，四件能同时装配，否则不能得装配分。
第三，件1以标记图饰为基准，件2、件3分别作两面翻转，件3并能以角1-角2、角1-角3、角1-角4转换定位。
第四，装配后件2、件3、件4相关接触面配合间隙不大于0.03mm，20处。
第五，组装后以件1为基准，按评分要求检测相关件平行度9处，对称度3处。
第六，装配外观整齐，零件图中有标注尺寸部位均需加工。
一、图样分析
多面组合体由件1（底板）、件2（V形块）、件3（多面体）、件4（三V形块）四件经φ8、φ10、φ12mm芯轴定位装配完成，件1以标记图饰为基准，件2、件3分別作两面翻转，件3并能以件4三向转换定位。考虑装配中件3需三位置与件2和件4配合，件2、件3并分别作两面翻转，要求φ8 H7、φ10H7、φ12H7的孔和φ8h7、φ10h7、φ12h7芯轴配合。因此，多面组合体在加工中最大的难点在于孔加工。
二、孔加工方法
1.孔加工方法一
（1）将配钻夹具放到Z4113A型钻床可旋转的小工作台上，并在底板对角拧紧角板上的螺钉，稍稍固定夹具。
（2）把外形尺寸已完成的工件底板安装到夹具上，确保工件的两个相互垂直基准面与夹具的两直角面完全重合，并用角板与铜片固定其位置，最后把螺钉拧紧（先配钻φ12mm的孔）。
（3）在平板上划出带圆弧的小V形块其中一孔的中心线，中心线尺寸在图样要求9.55mm、12mm的基础上再加0.1mm，即9.65mm、12.1mm，如图2所示。然后钻出φ11.8mm的孔，如图3所示。再以孔为基准，将两基准面（图3中带直角符号的两面）与孔中心的尺寸锉至（9.55、12）±0.02mm，最后将工件长度方向的尺寸锉至58.6-0.02mm。此工序采取单独加工的方式。
（4）将已完成以上工序的小V形块装到配钻夹具中，根据小V形块已加工孔中心位置（12±0.02㎜这一方向）的实际尺寸，结合图样要求确定底板与小V形块间的量块2的尺寸，量块2：14.5-12=2.5；根据底板mm和小V形块mm这两个方向的实际尺寸，计算小V形块基准面与底板基准面的距离，量块1：（实际尺寸-实际尺寸）/2，利用手力使得小V形块与量块1、2，量块1、2与夹具的两直角边，以及小V形块与底板紧紧重合在一起，再用角板、铜片、螺钉把底板和小V形块固定、压紧。
（5）将准备好的φ11.88mm圆柱棒钻夹上，找正孔的中心位置与圆柱棒的中心线重合，然后把圆柱棒拆下，换上φ3mm的钻头以高速、均匀的进给速度将底板钻穿，再换上φ6.7mm钻头进行第一次扩孔，随后换上φ11.9mm的钻头进行第二次扩孔，最后换上φ12H7的机用铰刀进行配铰，完成第一孔的配钻、铰加工。保持夹具底板、钻床钻夹头位置不动，拧松固定小V形块和工件底板的螺钉，将工件底板反面装夹，并确保工件的两个相互垂直基准面与夹具的两直角面完全重合，并用角板与铜片固定其位置，最后把螺钉拧紧。
（6）小V形块同样反面装夹，若孔中心9.55㎜的实际尺寸是（9.55-0.02mm），在保证两件孔距（39.5±0.02mm）的前提下，量块1也随之有所变化，量块1：〔（实际尺寸-实际尺寸）/2〕-0.02mm；若孔中心9.55mm的实际尺寸是（9.55+0.02mm），则量块1：〔（实际尺寸-实际尺寸）/2〕+0.02mm，量块2的尺寸不变，利用手力使得小V形块与量块1、2，量块1、2与夹具的两直角边以及小V形块与底板紧紧重合在一起，再用角板、铜片、螺钉把底板和小V形块固定、压紧。换上φ3㎜的钻头以高速、均匀的进给速度钻出导向孔并将底板钻穿，再换上φ6.7㎜钻头进行第一次扩孔，随后换上φ11.9㎜的钻头进行第二次扩孔，最后换上φ12H7的机用铰刀进行配铰，完成第二孔的配钻、配铰加工。
（7）三V形块与底板的配钻加工方法和上述小V形块的定位方法、加工方法基本上是一致的。
（8）最后把已经配钻完成的小V形块和三V形块分别用φ12mm和φ10mm的芯轴装配在底板上，再配上已按图样要求加工完成带孔（直径<φ7.9mm）的多面体（单独加工孔及其他尺寸），然后用角板压在多面体的两头，拧紧螺钉，压紧，进行配钻、配铰。孔加工完成。
2.孔加工方法二
（1）在92±0.10×59.1±0.10mm毛坯上划出φ8mm孔的位置线。用φ5.8mm麻花钻钻出底孔并用φ6mm机绞刀绞孔；检查确保孔的位置尺寸52.46mm和10.53mm的准确性，尺寸误差可通过修锉基准面或修锉孔壁加以纠正。若无法纠正，可换另一方向重新钻孔。 （2）按图划好件3轮廓线并将其锯下（注意预留足够加工件2的毛坯），加工好件3外形。
（3）划线确定件2其中一个φ12mm孔的位置，用φ5.8mm麻花钻钻出底孔并用φ6mm机绞刀绞孔（该步可与步骤二同步进行）。检查孔的位置精度，必要时修锉基准面，确保孔的位置尺寸12mm和9.55mm合格。再加工好件2外形。
（4）加工件4。在66.5±0.10×23±0.10mm毛坯上划线确定其中一φ10mm孔的位置，用φ5.8mm麻花钻钻出底孔并用φ6mm机绞刀绞孔。检查孔的位置精度，必要时修锉基准面，确保孔的位置尺寸13mm和8mm合格。再加工好件4外形。
（5）加工好件1外形，将件2与件1配合，用磁铁、量块定位并用压板压紧在平板上，用φ7.8mm钻头对件2的φ6mm孔扩孔并将件1钻穿。
（6）将件2翻转180°与件1配合，用磁铁、量块定位并用压板压紧在平板上，用φ9.8mm钻头对件2的φ7.8mm孔扩孔并将件1钻穿，再用φ11.8mm钻头扩孔、用φ12mm绞刀絞孔并插入圆柱销。
（7）将件1、件2一起翻转180°，用圆柱销、磁铁、量块定位后压紧，用φ9.8mm钻头对件1的φ7.8mm孔扩孔并钻穿件2，再用φ11.8mm钻头扩孔，最后用φ12mm绞刀绞孔并插入圆柱销。
（8）将件3与件1、件2配合，检查件3的φ6mm孔与件2上两个φ12mm孔的中心距和对称度，合格后将件3压紧在件1上，用φ6.5mm钻头对件3的φ6mm孔扩孔并将件1钻穿，再换上φ7.8mm钻头扩孔，最后用φ8mm绞刀绞孔并插入圆柱销。
（9）将件4与配合好的件1、件3配合，用磁铁、量块定位并用压板压紧在平板上，用φ6.5mm钻头对件4的φ6mm孔扩孔，并将件1钻穿。
（10）将件4翻转180°后与件1、件3配合，用磁铁、量块定位并用压板压紧在平板上，用一φ7.8mm钻头对件4的φ6.5mm孔扩孔并将件1钻穿，再用φ9.8mm钻头扩孔，用φ10mm绞刀绞孔并插入圆柱销。
（11）将件1、件3、件4一起翻转180°，用圆柱销、磁铁、量块定位后压紧，用一φ7.8mm钻头对件1的φ6.5mm孔扩孔并钻穿件4，再用φ9.8mm钻头扩孔，最后用φ10mm绞刀绞孔并插入圆柱销。孔加工完成。
三、小结
生产实践证明，使用方法一进行孔加工时，操作简便，结合量块作为辅助工具配钻时，大大减轻了操作者装夹工件的难度，而且提高了装夹工件的速度、位置精度及准确性，更重要的是让整个工件的孔加工精度得到了保证，提高了生产效率。不足之处在于，在竞赛时一般不能使用夹具，只能用方法二进行加工。方法二基本按常规方法加工，不同的是，先钻孔再进行锉削精修，保证了孔的位置精度，还巧妙地利用了基准重复使用的原则，使误差大大减小。方法二虽然比方法一耗时长，但也能在保证加工精度的同时在比赛规定时间内完成。
参考文献：
[1]朱为国.钳工技师培训教材[M].北京：机械工业出版社，2004.
[2]薛源顺.机床夹具设计[M].北京：机械工业出版社，2000.
（作者单位：广东省国防科技高级技工学校）