鑽孔檢視原始碼討論檢視歷史
| 鑽孔 |
 |
|
中文名: 鑽孔 用 法: 地質勘查工作 方 法: 鑽探設備 別 名: 鑽井 |
鑽孔是指用鑽頭在實體材料上加工出孔的操作。這裡講述了勘探工作里的鑽孔工作，以及鑽孔需要的輔助工具以及部分應急措施方法。
在地質勘查工作中，利用鑽探設備向地下鑽成的直徑較小深度較大的柱狀圓孔，又稱鑽井。鑽探石油和天然氣以及地下水的鑽孔直徑較大些。鑽孔直徑和深度大小，取決於地質礦產埋藏深度和鑽孔的用途。[1]
基本信息
鑽孔起始部位稱孔口，側部稱孔壁，底部稱孔底。鑽孔的直徑D簡稱孔徑，孔口直徑稱開孔口徑，孔底直徑稱終孔直徑。從孔口至孔底的距離H稱鑽孔深度，簡稱孔深。鑽孔的某一段稱孔段。
通常指用尖銳的旋轉工具在堅硬的物體上鑽穿。如：在木板上鑽孔。在數處給一塊金屬板鑽孔。用鑿岩機(在堅固材料中)鑽孔洞。在花崗岩上鑽孔。2.指為了裝飾、識別或便於分開而(常用機器)打一排小孔或花樣。形似獨木舟有時鑽孔作為垂飾的船形寶石。
用途
鑽孔的功用：
①獲取第一手地下地質實物資料，即從鑽孔取出岩心、礦心、岩屑或液、氣態樣品，必要時從孔壁補取側壁岩樣礦樣；
②作為地球物理測井的通道，獲取岩礦層各種地球物理信息；
③作為人工通道觀測地下水層水文地質動態；
④有的鑽孔可探采結合，開採地下水、地熱、油氣等。
鑽探工程已廣泛用於國民經濟許多部門，按用途，鑽孔可分為如下幾類：
①地質普查或勘探鑽孔，用於了解地質構造、找礦或探明礦產儲量；
②水文地質鑽孔，勘察地下水文地質情況；
③水井，為工業、農業、國防及生活而開發利用或補給地下水資源並有充實水文地質資料作用；
④工程地質鑽孔，勘察或為建築廠基、壩址、水庫、橋樑及道路等探明工程基礎狀況；
⑤石油鑽井，勘查和開發石油、天然氣；
⑥地熱鑽孔，勘探和開發地下熱水與蒸氣資源；
⑦工程基礎施工鑽孔，為加固處理建築工程基礎而應用的基礎樁或管樁所施工的鑽孔；
⑧開發鑽孔，開採地下滷水、溶解岩鹽、硫磺、燃燒氣化地下煤炭等；
⑨採礦或隧道等工程的輔助鑽孔，採礦或隧道施工時為通風、排水、探水、探氣、凍結、運輸以及建築和通訊安裝管線、爆破、取樣、灌漿等所施工的鑽孔。
概述
用鑽頭在實體材料上加工孔叫鑽孔。各種零件的孔加工，除去一部分由車、鏜、銑等機床完成外，很大一部分是由鉗工利用鑽床和鑽孔工具（鑽頭、擴孔鑽、鉸刀等）完成的。在鑽床上鑽孔時，一般情況下，鑽頭應同時完成兩個運動；主運動，即鑽頭繞軸線的旋轉運動（切削運動）；輔助運動，即鑽頭沿着軸線方向對着工件的直線運動（進給運動），鑽孔時，主要由於鑽頭結構上存在的缺點，影響加工質量，加工精度一般在IT10級以下，表面粗糙度為Ra12.5μm左右、屬粗加工。
操作特點
⒈鑽頭轉速高。
⒉摩擦嚴重、散熱困難、熱量多、切削溫度高。
⒊切削量大、排屑困難、易產生振動。
⒋鑽頭的剛性和精度都較差，故鑽削加工精度低，一般尺寸精度為IT11～IT10，粗糙度為Ra100～25。
主要設備
一、鑽床設備
常用的鑽床設備有台式鑽床、立式鑽床和搖臂鑽床三種，手電鑽也是常用的鑽孔工具。
⒈台式鑽床
簡稱台鑽，是一種在工作檯上作用的小型鑽床，普遍做法就是在原有的搖臂式鑽床上進行改裝，利用液壓阻尼器來控制鑽頭的進給速度。
由於加工的孔徑較小，故台鑽的主軸轉速一般較高，最高轉速可高達近萬轉/分，最低亦在400轉/分左右。主軸的轉速可用改變三角膠帶在帶輪上的位置來調節。台鑽的主軸進給由轉動進給手柄實現。在進行鑽孔前，需根據工件高低調整好工作檯與主軸架間的距離，並鎖緊固定（結合掛圖與實物講解示範）。台鑽小巧靈活，使用方便，結構簡單，主要用於加工小型工件上的各種小孔。它在儀表製造、鉗工和裝配中用得較多。
⒉立式台鑽
簡稱立鑽。這類鑽床的規格用最大鑽孔直徑表示。與台鑽相比，立鑽剛性好、功率大，因而允許鑽削較大的孔，生產率較高，加工精度也較高。立鑽適用於單件、小批量生產中加工中、小型零件。
⒊搖臂鑽床
它有一個能繞立柱旋轉的搖臂、搖臂帶着主軸箱可沿立柱垂直移動，同時主軸箱還能搖臂上作橫向移動。因此操作時能很方便地調整刀具的位置，以對準被加工孔的中心，而不需移動工件來進行加工。搖臂鑽床適用於一些笨重的大工件以及多孔工件的加工。
鑽頭
鑽頭是鑽孔用的刀削工具，常用高速鋼製造，工作部分經熱處理淬硬至62～65HRC。一般鑽頭由柄部、頸部及工作部分組成。
⒈柄部：是鑽頭的夾持部分，起傳遞動力的作用，柄部有直柄和錐柄兩種，直柄傳遞扭矩較小，一般用在直徑小於12mm的鑽頭；錐柄可傳遞較大扭矩（主要是靠柄的扁尾部分），用在直徑大於12mm的鑽頭。
⒉頸部：是砂輪磨削鑽頭時退刀用的，鑽頭的直徑大小等一般也刻在頸部。
⒊工作部分：它包括導向部分和切削部分。導向部分有兩條狹長、螺紋形狀的刃帶（棱邊亦即副切削刃）和螺旋槽。棱邊的作用是引導鑽頭和修光孔壁；兩條對稱螺旋槽的作用是排除切屑和輸送切削液（冷卻液）。切削部分結構見掛圖與實物，它有兩條主切屑刃和一條柄刃。兩條主切屑刃之間通常為118°±2°，稱為頂角。橫刃的存在使銼削是軸向力增加。
鑽孔用的夾具
鑽孔用的夾具主要包括鑽頭夾具和工件夾具兩種。
⒈鑽頭夾具：常用的是鑽夾頭和鑽套。
⑴鑽夾頭：適用於裝夾直柄鑽頭。鑽夾頭柄部是圓錐面，可與鑽床主軸內孔配合安裝；頭部三個爪可通過 ；緊固扳手轉動使其同時張開或合攏。
⑵鑽套：又稱過渡套筒，用於裝夾錐柄鑽頭。鑽套一端孔安裝鑽頭，另一端外錐面接鑽床主軸內錐孔。
⒉工件夾具：常用的夾具有台虎鉗、平口鉗、V形鐵和壓板等。裝夾工件要牢固可靠，但又不准將工件夾得過緊而損傷過緊，或使工件變形影響鑽孔質量（特別是薄壁工件和小工件）。
操作方法
⒈準確劃線
鑽孔前，首先應熟悉圖樣要求，加工好工件的基準；一般基準的平面度≤0.04mm，相鄰基準的垂直度≤0.04mm。按鑽孔的位置尺寸要求，使用高度尺劃出孔位置的十字中心線，要求線條清晰準確；線條越細，精度越高。由於劃線的線條總有一定的寬度，而且劃線的一般精度可達到0.25~0.5mm，所以劃完線以後要使用遊標卡尺或鋼板尺進行檢驗；若對於劃線後檢驗做的不夠，經常拿着劃錯線的工件進行鑽孔，根本保證不了孔的位置精度；特別是在等級鑑定的考場上，由於學生們心理緊張擔心工件不能按時完成，往往劃完線後不進行檢驗急於鑽孔，等到發現孔的位置精度超差較大時已經晚了。因此，要養成劃完線後進行檢驗的好習慣。
⒉劃檢驗方格或檢驗圓
劃完線並檢驗合格後，還應劃出以孔中心線為對稱中心的檢驗方格或檢驗圓，作為試鑽孔時的檢查線，以便鑽孔時檢查和借正鑽孔位置，一般可以劃出幾個大小不一的檢驗方格或檢驗圓，小檢驗方格或檢驗圓略大於鑽頭橫刃，大的檢驗方格或檢驗圓略大於鑽頭直徑。
⒊打樣沖眼
劃出相應的檢驗方格或檢驗圓後應認真打樣沖眼。先打一小點，在十字中心線的不同方向仔細觀察，樣沖眼是否打在十字中心線的交叉點上，最後把樣沖眼用力打正打圓打大，以便準確落鑽定心。這是提高鑽孔位置精度的重要環節，樣沖眼打正了，就可使鑽心的位置正確，鑽孔一次成功；打偏了，則鑽孔也會偏，所以必須借正補救，經檢查孔樣沖眼的位置準確無誤後方可鑽孔。
打樣沖眼有一小竅門：將樣沖傾斜着樣沖尖放在十字中心線上的一側向另一側緩慢移動，移動時，當感覺到某一點有阻塞的感覺時，停止移動直立樣沖，就會發現這一點就是十字中心線的中心；此時在這一點打出的樣沖眼就是十字中心線的中心，也可以多試幾次，你就會發現樣沖總會在十字中心線的中心處有阻塞的感覺。
⒋裝夾
擦拭乾淨機床台面、夾具表表面、工件基準面，將工件夾緊，要求裝夾平整、牢靠，便於觀察和測量。應注意工件的裝夾方式，以防工件因裝夾而變形。
⒌試鑽
鑽孔前必須先試鑽：使鑽頭橫刃對準孔中心樣沖眼鑽出一淺坑，然後目測該淺坑位置是否正確，並要不斷糾偏，使淺坑與檢驗圓同軸。如果偏離較小，可在起鑽的同時用力將工件向偏離的反方向推移，達到逐步校正。如果偏離過多，可以在偏離的反方向打幾個樣沖眼或用鏨子鏨出幾條槽，這樣做的目的是減少該部位切削阻力，從而在切削過程中使鑽頭產生偏離，調整鑽頭中心和孔中心的位置。試鑽切去鏨出的槽，再加深淺坑，直至淺坑和檢驗方格或檢驗圓重合後，達到修正的目的再將孔鑽出。
注意：無論採用什麼方法修正偏離，都必須在錐坑外圓小於鑽頭直徑之前完成。如果不能完成，在條件允許的情況下，還可以在背面重新劃線重複上述操作。
⒍鑽孔
鉗工鑽孔一般以手動進給操作為主，當試鑽達到鑽孔位置精度要求後，即可進行鑽孔。手動進給時，進給力量不應使鑽頭產生彎曲現象，以免孔軸線歪斜。鑽小直徑孔或深孔時，要經常退鑽排屑，以免切屑阻塞而扭斷鑽頭，一般在鑽孔深度打直徑的3倍時，一定要退鑽排屑。此後，每鑽進一些就應退屑，並注意冷卻潤滑，鑽孔的表面粗糙度值要求很小時，還可以選用3%~5%乳化液、7%硫化乳化液等起潤滑作用的冷卻潤滑液.
鑽孔將鑽透時，手動進給用力必須減小，以防進給量突然過大、增大切削抗力，造成鑽頭折斷、或使工件隨着鑽頭轉動造成事故。
控制方法
鑽孔的位置精度的控制，實質上是鑽削過程中鑽頭與工件的相互正確位置控制過程。為了考核操作者的操作技能，要求鑽孔時孔的位置調整隻能是手工、動態控制過程，不允許使用鑽模以及其他夾具，因此孔的位置精度受到劃線、機床精度、工件和鑽頭的裝夾、鑽頭刃磨質量、工件位置及機床切削用量的調整等一些不確定因素的影響，再加上要有一定的加工技巧和必要的保證措施，所以，當孔的位置精度要求較高時，就會導致出現嚴重超差現象。
如何有效地避免和消除孔的位置超差現象，是控制鑽孔時孔的質量關鍵。在鑽孔操作時，除了劃線正確之外，鑽正底孔、及時準確糾偏、修銼底孔的位置，是保證孔的位置精度的基礎。
⒈劃線
由於開始鑽孔時的位置精度基本上取決於樣沖眼的位置，這樣就把動態控制孔的位置精度在一定程度上轉化為樣沖眼位置的沖制精度上來。考慮到打樣沖眼在控制孔的位置精度時所起的重要的作用，所以，在具體操作時應注意：
①選取刀頭鋒利的高度尺，以便在加工表面上劃出孔中心線的溝痕較深，利用樣沖移動時孔中心線溝痕對它的阻力作用，來確定樣沖眼打制的正確位置。
②為了減少目測孔中心與理想位置的尺寸偏差，應劃出各尺寸孔的控制圓或控制方框（由於劃線精度的原因，建議採用劃控制方框的方法），並在鑽削過程中目測的同時，利用卡尺測量的方法，保證其位置精度。③由於把修銼、鑽擴底孔進行糾偏方式轉移到樣沖眼位置偏差的糾正上來，可更有效地減少擴孔糾偏底孔的位置的次數，縮短操作加工時間，所以，打完樣沖眼後要仔細檢查其位置精度並作必要的糾偏。
⒉工件及鑽頭的裝夾
由於在鑽孔過程中，如只採用目測的方法很難保證其位置精度，必須採用遊標卡尺等量具進行測量，為了方便測量，在工件安裝時要使工件高出機用虎鉗鉗口一定尺寸。鑽頭的裝夾要儘可能短，以提高其剛性和強度，從而更有利於其位置精度的保證。
⒊鑽底孔
底孔的位置正確或者超差較小，可有效地減少擴孔糾偏底孔的位置的次數，縮短操作加工時間，對提高加工精度及加工效率具有特別重要的作用。
第一步：鑽頭直徑的選擇，鑽頭直徑太小，強度弱，加工過程中易折斷；鑽擴糾偏時，鑽頭彎曲、偏斜，導致向欲糾偏的相反方向加工，加大了原有的孔的位置誤差。鑽頭直徑太大，橫刃長，定心性能差，修銼、鑽擴糾偏孔的位置的次數相對減少。如果底孔孔徑相對圖紙規定的孔徑較大，有可能對超差的底孔不能消除。故應根據實際情況選擇合適的鑽頭，因為中心鑽既能很好定位又能保證足夠的剛度和強度，所以在鑽底孔時選用中心鑽為宜。
第二步：對正樣沖眼，中心鑽與樣沖眼的對正有兩種方法，一是用手轉動鑽夾頭，並移動平口鉗或轉動台鑽的工作檯，使中心鑽與樣沖眼對正。二是比較規整的工件儘可能處於浮動狀態，依靠鑽削力的拉動使工件位置產生微量的移動，讓鑽頭與樣沖眼自動對中。
第三步：檢測，為了提高孔的位置的檢測精度，應對檢測結果進行必要的修正：一是測量兩孔壁的最近點和最遠點，取平均值。二是採取鑽孔後插入相應的量棒再進行測量，以減小遊標卡尺測量爪非線型因素對測量結果的影響。
⒋擴孔的位置控制
底孔的位置經檢測確定位置正確，應採取有效措施，防止在擴孔過程中孔的位置產生新的位置偏差。首先擴孔所用的鑽頭頂角要小，以減小鑽削時的徑向偏心力及振動，增大自動定心的作用和效果。然後用手轉動鑽夾頭，並移動平口鉗或轉動台鑽的工作檯，使鑽頭的兩主切削刃同時與原底孔的鑽頭進入端端口孔壁接觸後，再開動鑽床進行鑽孔，這樣操作基本上能保證原底孔的位置不變。
⒌擴孔糾偏
對於孔的位置超差在0.20mm以內的底孔，可採取向糾偏方向推動工件，逐步加大鑽頭直徑進行擴孔方式加以解決。（注意：為了削弱鑽頭自動定心作用，應適當加大鑽頭頂角角度）
⒍修銼糾偏
對於孔的位置超差大於0.20mm的底孔，若仍然採取上述方法，勢必會增加擴孔的次數和不同規格尺寸的鑽頭占有量，延長糾偏的時間。可採取圓銼修銼技術去除多餘的偏移餘量後，再配以鑽擴方式加以解決。
第一步：相關測量計算，先測量出底孔的尺寸誤差、形位誤差，如超差，相對理想位置，通過計算分析出孔的位置誤差值。然後，確定修銼底孔的方向（修銼底孔的方向，為實際孔的位置中心到理想位置中心的連線方向）和修銼孔的形狀（修銼孔的形狀應接近橢圓狀，橢圓的幾何中心與理想位置中心重合，橢圓的短軸為原底孔直徑，消除孔的位置誤差的最小底孔直徑，即為橢圓的長軸）。
第二步：選擇銼刀和修銼方法，所選的修銼圓銼直徑略小於原底孔直徑。直徑過大或等於底孔直徑，圓銼插不進底孔內或修銼時銼削困難。過小易修銼成梨狀，使鑽頭不對稱受力，鑽孔時產生新的孔的位置偏移誤差。修銼時可在台虎鉗上用手工修銼，也可藉助於鑽床主軸的旋轉運動，把圓銼夾於鑽夾頭內，上下移動，推動工件進行加工。薄板件從底孔一端修銼即可；當工件較厚時，對於通孔來講，應從底孔兩端進行修銼，以減少銼內圓弧面與孔口端面的不垂直誤差。
第三步：擴孔，所選擴孔鑽頭的直徑應大於工件厚度中間平面的橢圓長軸的尺寸。擴孔應儘量選用短鑽頭，小的頂角、后角，低速切削。#p#分頁標題#e#
第四步：檢測，檢測孔的尺寸精度、形位精度是否合格。如不合格，則重複上述過程，直至符合圖紙規定的技術要求為止。
在鑽孔過程中要按照先基準後一般、先高精度後一般的原則，即優先加工或保證基準位置上的孔，或尺寸精度、形位精度要求相對較高的孔。
如何有效地避免和消除孔的位置超差現象，是控制鑽孔時孔的質量關鍵，但是由於影響因素較多，所以需要反覆的強化訓練，以達到完全控制孔的位置精度的目的。這是一個循序漸進、精度逐步提高的漫長的過程。
第三類：工具鐵件落入鑽孔事故
該類事故即指鑽場上的工具或鐵件掉入鑽孔中，影響起鑽和鑽進而言。
參考來源
參考資料
- ↑ 打孔網架板式支座/網架橡膠墊板技術參數 ,快資訊 , 2022-03-04