鑽孔工藝大全


鑽頭作為孔加工中最為常見的刀具,被廣泛運用於機械製造中,特別是關於冷卻設備、發電設備的管板和蒸汽發作器等零件孔的加工等,運用面尤為廣泛和重要。

一、鑽削的特色

鑽頭一般有兩個主切削刃,加工時,鑽頭在迴轉的一同進行切削。鑽頭的前角由中心軸線至外緣越來越大,越靠近外圓部分鑽頭的切削速度越高,向中心切削速度遞減,鑽頭的旋轉中心切削速度為零。鑽頭的橫刃位於迴轉中心軸線鄰近,橫刃的副前角較大,無容屑空間,切削速度低,因此會發作較大的軸向抗力。假如將橫刃刃口修磨成DIN1414中的A型或C型,中心軸線鄰近的切削刃為正前角,則可減小切削抗力,顯著前進切削性能。

根據工件形狀、材料、結構、功用等的不同,鑽頭可分為許多種類,例如高速鋼鑽頭(麻花鑽、群鑽、扁鑽)、全體硬質合金鑽頭、可轉位淺孔鑽、深孔鑽、套料鑽和可換頭鑽頭號。

二、斷屑與排屑

鑽頭的切削是在空間狹窄的孔中進行,切屑有必要經鑽頭刃溝排出,因此切屑形狀對鑽頭的切削性能影響很大。常見的切屑形狀有片狀屑、管狀屑、針狀屑、錐形螺旋屑、帶狀屑、扇形屑、粉狀屑等。

鑽削加工的關鍵--切屑控制

當切屑形狀不恰當時,將發作以下問題:

①纖細切屑堵塞刃溝,影響鑽孔精度,下降鑽頭壽數,甚至使鑽頭折斷(如粉狀屑、扇形屑等);

②長切屑環繞鑽頭,阻撓作業,引起鑽頭折損或阻撓切削液進入孔內(如螺旋屑、帶狀屑等)。

怎麼處理切屑形狀不恰當的問題:

①可別離或聯合選用增大進給量、斷續進給、修磨橫刃、裝斷屑器等辦法改進斷屑和排屑作用,消除因切屑引起的問題。

②可運用專業的斷屑鑽頭打孔。例如:在鑽頭的溝槽中增加規劃的斷屑刃將切屑打斷成為更簡略剷除的碎屑。碎屑順利地沿著溝槽掃除,不會發作在溝槽內堵塞的現象。因此新式斷屑鑽獲得了比傳統鑽頭流暢許多的切削作用。

一同短碎的鐵屑使冷卻液更簡略流至鑽尖,進一步改進了加工過程中的散熱作用和切削性能。並且因為新增的斷屑刃穿了鑽頭的整個溝槽,通過多次修磨之後仍然可以堅持其形狀和功用。除上述功用改進外,值得一提的是該規劃強化了鑽體的剛性,顯著地增加了單次修磨前鑽孔的數量。


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三、鑽孔精度

孔的精度首要由孔徑標準、方位精度、同軸度、圓度、表面粗糙度以及孔口毛刺等要素構成。

鑽削加工時影響被加工孔精度的要素:

①鑽頭的裝夾精度及切削條件,如刀夾、切削速度、進給量、切削液等;

②鑽頭標準及形狀,如鑽頭長度、刃部形狀、鑽芯形狀等;

③工件形狀,如孔口旁邊面形狀、孔口形狀、厚度、裝卡狀況等。

擴孔

擴孔是由加工中鑽頭的搖晃引起的。刀夾的搖晃對孔徑和孔的定位精度影響很大,因此當刀夾磨損嚴重時應及時更換新刀夾。鑽削小孔時,搖晃的丈量及調整均較困難,所以最好選用刃部與柄部同軸度較好的粗柄小刃徑鑽頭。運用重磨鑽頭加工時,造成孔精度下降的原因多是因為後邊形狀不對稱所致。控制刃高差可有效抑制孔的切擴量。

孔的圓度

因為鑽頭的振動,鑽出的孔型很簡略呈多邊形,孔壁上出現像來復線的紋理。常見的多邊形孔多為三角形或五邊形。發作三角形孔的原因是鑽孔時鑽頭有兩個迴轉中心,它們按每間隔600交流一次的頻率振動,振動原因首要是切削抗力不平衡,當鑽頭翻滾一轉後,因為加工的孔圓度欠好,造成第二轉切削時抗力不平衡,再次重複上次的振動,但振動相位有必定偏移,造成在孔壁上出現來復線紋理。當鑽孔深度抵達必定程度後,鑽頭刃帶稜面與孔壁的衝突增大,振動衰減,來復線消失,圓度變好。這種孔型從縱向剖面看孔口呈漏斗型。同樣原因,切削中還或許出現五邊形、七邊形孔等。為消除該現象,除對夾頭振動、切削刃高度差、後邊及刃瓣形狀不對稱等要素進行控制外,還應採用前進鑽頭剛性、前進每轉進給量、減小后角、修磨橫刃等辦法。

在斜面及曲面上鑽孔

鑽頭的吃刀面或鑽透面為斜面、曲面或階梯時,定位精度較差,因為此時鑽頭為徑向單面吃刀,使刀具壽數下降。

為前進定位精度,可採用以下辦法:

1.先鑽中心孔;

2.用立銑刀銑孔座;

3.選用切入性好、剛性好的鑽頭;

4.下降進給速度。

毛刺的處理

鑽削加工中,在孔的進口及出口處會出現毛刺,尤其是在加工耐性大的材料及薄板時。其原因是當鑽頭快要鑽透時,被加工材料出現塑性變形,這時本應由鑽頭接近外緣部分刃口切削的三角形部分受軸向切削力作用後變形向外側曲折,並在鑽頭外緣倒角和刃帶稜面的作用下進一步曲折,構成卷邊或毛邊。

四、鑽削的加工條件

一般的鑽頭產品樣冊目錄中有按加工材料擺放的《根本切削用量參看表》,用戶可參看其供給的切削用量選擇鑽削加工的切削條件。切削條件的選擇是否恰當,應通過試切削,根據加工精度、加工功率、鑽頭壽數等要素概括判別。

1、鑽頭壽數與加工功率

在滿意被加工工件技能要求的前提下,鑽頭的運用是否妥當,首要應根據鑽頭運用壽數和加工功率來概括衡量。鑽頭運用壽數的點評方針可選用切削旅程;加工功率的點評方針可選用進給速度。關於高速鋼鑽頭,鑽頭運用壽數受迴轉速度的影響較大,受每轉進給量的影響較小,所以可通過增大每轉進給量來前進加工功率,一同確保較長的鑽頭壽數。但應留心:假如每轉進給量過大,切屑會增厚,造成斷屑困難,因此有必要通過試切確認能順利斷屑的每轉進給量規劃。 關於硬質合金鑽頭,切削刃負前角方向磨有較大倒角,每轉進給量的可選規劃比高速鋼鑽頭小,如加工中每轉進給量超越該規劃,會下降鑽頭運用壽數。因為硬質合金鑽頭的耐熱性高於高速鋼鑽頭,迴轉速度對鑽頭壽數的影響甚微,因此可選用前進迴轉速度的辦法來前進硬質合金鑽頭的加工功率,一同確保鑽頭壽數。

2、切削液的合理運用

鑽頭的切削是在空間狹窄的孔中進行,因此切削液的種類及給注辦法對鑽頭壽數及孔的加工精度有很大影響。 切削液可分為水溶性和非水溶性兩大類。非水溶性切削液的潤滑性、浸潤性和抗粘接性較好,一同還具有防鏽作用。水溶性切削液的冷卻性較好,不發煙和無可燃性。出於對環境保護的考慮,近年來水溶性切削液的運用量較大。但是,假如水溶性切削液的稀釋倍率不當或切削液蛻變,會大大縮短刀具運用壽數,所以運用中有必要加以留心。不論是水溶性或非水溶性切削液,運用中都有必要使切削液充沛抵達切削點,一同對切削液的流量、壓力、噴嘴數、冷卻辦法(內冷或外冷)等都有必要嚴格控制。

五、鑽頭的從頭刃磨

鑽頭重磨判別

鑽頭需從頭刃磨的判別標準為:

1.切削刃刃口、橫刃、刃帶稜面的磨損量;

2.被加工孔的標準精度及表面粗糙度;

3.切屑的色彩、形狀;

4.切削抗力(主軸電流、噪音、振動等間接值) ;

5.加工數量等。

實踐運用中應根據具體情況,從上述方針中確認準確、便利的判別標準。選用磨損量作為判別標準時,應找出經濟性最好的最佳重磨期。因為首要刃磨部位為頭部後邊和橫刃,如鑽頭磨損量過大,刃磨耗時多,磨削量大,可重磨次數削減(刀具的總運用壽數=重磨後的刀具壽數×可重磨次數),反而會縮短鑽頭的總運用壽數;選用被加工孔的標準精度作為判別標準時,運用柱規或限規檢查孔的切擴量、不直度等,一旦超越控制值,應馬上從頭刃磨;選用切削抗力作為判別標準時,可選用超越所設界限值(如主軸電流)當即主動停機等辦法;選用加工數量限度管理時,應概括上述判別內容,設定判別標準。

鑽頭的刃磨辦法

從頭刃磨鑽頭時,最好運用鑽頭刃磨專用機床或全能東西磨床,這對確保鑽頭運用壽數和加工精度非常重要。如原本的鑽型加工狀況良好,可按原鑽型重磨;如原鑽型有缺點,可按運用意圖恰當改進後邊形狀和進行橫刃修磨。

刃磨時應留心以下幾點:

1.防止過熱,防止下降鑽頭硬度;

2.應將鑽頭上的損害(尤其是刃帶稜面部位的損害)全部除掉;

3.鑽型應對稱;

4.刃磨中留心不要碰傷刃口,並應除掉刃磨後的毛刺;

5.關於硬質合金鑽頭,刃磨形狀對鑽頭性能影響很大,出廠時的鑽型是經科學規劃、反覆實驗得出的最佳鑽型,因此從頭刃磨時一般應堅持原刃型。


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