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铸件孔位偏移借料的定量判断法
乌丹宾馆 乌尼
内容提要 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。此法简便，利于操作，能大大提高划线加工效率，降低加工成本，减少产品的报废率。
关键词 孔位偏移 借料 定量判断法
一、前言与背景
本人在宾馆从事钳工机修，工作多年，对铸件中支架、连杆、箱体、套类等坯件的划线与加工，碰到制造工艺、技术水平、人员素质等因素的综合影响，造成铸件变形、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，因此在加工过程或者在划线过程中，如果不通过正确的借料，会造成许多半成品的报废。本人通过赤峰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铸件，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。因此钳工中，对划线工的综合素质要求比较高，同时在钳工的各操作岗位中，划线具有相当重要的地位和作用，通过划线便于复杂工件的装夹，便于及时发现处理不合格的毛坯，通过划线可使误差不大的不合格品变成合格的产品，同时划线中借料技术好坏直接反映划线工的技术素质，体现产品的质量和企业的效益。
我们在从事划线岗位时，碰到箱体类等铸件，需要借料时往往是通过眼睛看，凭经验多次的试划、调整来进行借料，费时、费力。查找有关资料、教材、技术文献，如各种版本的钳工工艺学、机械制造工艺等有关资料，对划线中的借料部分也只是介绍定性分析，通过试划调整来解决，没有明确的表达借料量的大小和借料量的方向，大大降低了划线效率，同时增加了铸件的报废。现介绍一种定量分析法，得出借料量的具体表达式及能否借料的判断式，即借料定量判断法。在实际工作中，直接运用此法，便于掌握，利于操作，大大提高了划线效率和划线质量，降低铸件的报废率。
二、定量判断法的表达式
（一）套类铸件的定量判断表达式。
如图所示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d1′,内孔直径D2′，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δ
1、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+(D1/2-a)= D1/2+ hmin+a 解得：a=(hmax-hmin)/22、根据a判断能否借料 假设圆环借料后如下图所示：
①若δ1minδ1 +δ2, 因此，不能借料的条件是a>δ1 +δ2或hmin
③若ah标,则能借料 借料有二种情况：
A、当a
B、当δ1 和δ2大值者≤a
′
′借料，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
借料方向的原则是两孔同时向中心借，故O1′向右借料，O2′向左借料。
②确定借料范围和借料量
设外圆O1借料量为x，内孔借料量则为a-x，根据加工要求：
由δ1min =δ1-x>0，δ2 min =δ2-（a-x）>0可得 借料范围：a-δ2
若内外圆的尺寸及技术要求，加工余量相差不大，可取δ1min =δ2min即得到
X=a/2+(δ1-δ1)/2 此式就是借料量的表达式 根据上述分析,把圆环偏心的借料定量法总结如下： 两圆偏心量a=（hmax-hmin）/2 若a>δ1 +δ2或hmin
若a
当a
当δ1、δ2中的大值
（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B′。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δ
1、δ2，现按三种情况分别划线如下图示：
毛坯划线状态 1）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B0′与图纸要求孔距为B0之差，即a= B0′-B0，当a>0，孔距偏大，当a
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
A、当a
B、当δ1 和δ2大值者≤a
3、确定借方向，借料范围，最佳借料量 ①借料方向
当a= B0′-B0>0时，两孔同时向内借料，当a
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
1、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=B0′-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
当a
最好的借料是两孔同时借料。
当δ1、δ2中的大值
（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。见下图示：以O1O3′、O1O3″划圆弧得到交点O3即为第三孔的借料点。
三、实际应用举例
例一
现有一套筒坯件，经实测尺寸如下图示，请通过借料划出坯件加工线。
解：根据题意可求得：δ1 =（¢48-¢40）/2=4 δ2 =（¢26-¢20）/2=3 ①求偏心量a=（hmax-hmin）/2=(17.5-9.5)/2=4 ②判断能否借料：因为a=4
③确定借料方向：O1向右借，O2向左借。④确定借料范围和借料量：根据a-δ2
例二：某一连杆的二孔坯件经测得如下图 解：孔距偏移量a=B0-B0′=40-36=4 δ1=（¢18-¢10）/2=4 δ2=（¢22-¢12）/2=5 因为a=4
X=a/2+（δ1-δ2）/2=4/2+(4-5)/2=1.5 讨论：在上题中采用一孔借料时虽能保证加工要求，但对加工造成麻烦，切削会造成单边切削，不利于切削加工，甚至会出现危险品。
四、借料的定量判断法的推广应用及效果
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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