淺談加工特殊鉆頭的改進(jìn)及應(yīng)用

　　作為機(jī)械加工中孔類零件的加工較為常見(jiàn),但是在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,一些特殊孔的加工會(huì)給生產(chǎn)上帶來(lái)一定的困難,為滿足設(shè)計(jì)要求,保證產(chǎn)品質(zhì)量,確實(shí)需要認(rèn)真分析,采取相應(yīng)的措施。就此在本文中,重點(diǎn)對(duì)在薄板上鉆孔和深孔加工所有刀具的改進(jìn)及應(yīng)用,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)的一些淺顯經(jīng)驗(yàn)介紹如下。
　　一、薄板鉆頭的改進(jìn)
　　在軍品生產(chǎn)中,一些電器元件所有的腔體、隔板和支架等零件上。按設(shè)計(jì)要求分布著許多大大小小不同的孔,常常遇到在 0.4～2?L的熱軋,冷軋薄鋼板,鋁板、銅板、上進(jìn)行鉆孔加工,經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象有:(1)孔形不規(guī)整,如扁孔、多邊形孔等。(2)鉆孔時(shí)鉆頭易折斷,尤其是鉆小孔時(shí)。(3)鉆頭使用時(shí)間短,即鉆頭耐用度低。(4)鉆出的孔表面粗糙度較低。
　　1.問(wèn)題分析
　　用麻花鉆床在薄板上鉆孔,鉆頭的受力情況與在厚板上鉆孔的受力情況有所不同,鉆頭上每一個(gè)切削刃上都受到切向作用在刀上的力主要是軸向力F和轉(zhuǎn)矩T,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和有關(guān)參考資料可知各切削刃,產(chǎn)生的軸向力F和轉(zhuǎn)矩T的比例如下表所示:
　　從表中可以看出,在薄板上鉆孔時(shí),由于鉆尖高,主切削刃低,當(dāng)工件將要鉆透時(shí),鉆頭失去定心作用,57%的軸向力突然減小,加上工件得的彈性抖動(dòng),進(jìn)給量瞬間急劇增大,會(huì)使鉆頭突然下降,從而造成兩主切削刃的過(guò)多切入,出現(xiàn)“扎刀”進(jìn)給,使鉆出的孔不圓,空口毛邊大,孔壁粗糙,并容易使鉆頭折斷,嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量,有時(shí)還容易造成刀具損壞或人身傷害事故。
　　2.問(wèn)題的解決
　　顯然,用標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆在薄板上鉆孔是不適宜的。通過(guò)查閱資料,發(fā)現(xiàn)用薄板群鉆削,效果很好。薄板群鉆俗稱“三尖鉆”。主要的特點(diǎn)是:在標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),即:在主切削刃上磨成圓弧形切削刃,而且兩切削的外緣磨成鋒利的刀尖,刀尖與鉆心處在高度差0.5～1.5mm,這樣就會(huì)在鉆心未鉆透工件時(shí),兩主切削刃的外尖已在工件上開(kāi)始切削,起到了定心的作用,當(dāng)鉆心鉆透工件時(shí),就不至于失去穩(wěn)定,切削力就不會(huì)發(fā)生太大的變化,從而滿足設(shè)計(jì)工藝的要求。
　　3.存在的問(wèn)題及改進(jìn)
　　用“三尖鉆”在薄板上鉆孔,雖然滿足了工藝的要求,但是,由于兩個(gè)主切削刃太尖,耐磨度降低,鉆30個(gè)孔后,鉆頭就不鋒利了,刀具磨損后,致使軸向力和轉(zhuǎn)矩增加,這時(shí)需要重新刃磨鉆頭,并且因鉆頭特殊,磨起來(lái)比較困難,影響工作效率。為了提高鉆頭的耐用度,對(duì)群鉆進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)。具體改進(jìn)的方法如下:
　　在主切削刃處磨出類似倒凌的切削刃,前腳為零,倒凌寬度0.4～??0.8??mm,這時(shí)的刀尖高度最好不要超過(guò)0.5mm,這樣,可以明顯提高鉆頭的耐磨度,還可以提高孔的粗糙度,鉆孔的數(shù)量約可增加到180個(gè)左右,實(shí)踐證明:切削速度由原來(lái)的14m/min可提高到30m/min,進(jìn)給量由原來(lái)的??0.12??mm/r可提高到0.24mm/r。鉆頭切削性能會(huì)有較大的提高,工件的表面質(zhì)量也得到了明顯的改善。
　　在磨鉆頭的同時(shí)要注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題:
　　(1)兩主切削刃的對(duì)稱性。(2)倒凌寬度控制在0.4～0.8mm之間,太寬則影響刀具的鋒利,反而影響正常的切削。(3)為了防止鉆孔時(shí),產(chǎn)生彈性抖動(dòng),在薄板下面墊一塊木板或鋁板。(4)外圓處刀尖角盡可能大,以增大有效散熱,改善切削能力。(5)修磨前刀面,盡可能減少前角的大小,但不要出現(xiàn)“負(fù)前角”,降低外圓處刀尖切削性能,增大切削殺熱。
　　二、深孔切削
　　深孔是指孔的深度與直徑的比大于5,甚至達(dá)到10以上的孔,其加工難度很大,主要有以下特點(diǎn):
　　1.容易產(chǎn)生振動(dòng)和讓刀
　　因刀桿直徑受孔的限制,故細(xì)而長(zhǎng),剛性差,加工時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)和鉆頭走偏,使孔端出現(xiàn)波紋、喇叭口,從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。
　　2.排屑困難
　　由于麻花鉆地容屑空間小,排屑困難,易劃傷已加工表面,且刀具磨損加劇,并且稍有疏忽,就會(huì)造成切屑在孔中堵塞,使鉆頭損壞甚至鉆頭折斷在孔中,取出困難,使工件報(bào)廢。
　　3.注意加工觀察
　　加工過(guò)程中不能之間觀察切削情況,只能聽(tīng)聲音、看排屑、憑手感來(lái)判斷鉆削是否正常,因此質(zhì)量難以控制。
　　4.冷卻液不易進(jìn)入加工部位,不能有效散熱。工作環(huán)境的變化,嚴(yán)重影響鉆削質(zhì)量。
　　加工深孔最為先進(jìn)是采用專用設(shè)備、工裝和鉆頭,如單刃排屑槍鉆、多刃內(nèi)排噴吸鉆和套料深孔鉆等。為了保證質(zhì)量,在沒(méi)有專用設(shè)備和專用刀具的情況下,就必須想辦法,采取一些工藝措施,或者在刀具上下功夫,針對(duì)使用刀具進(jìn)行改進(jìn):
　　1.鉆頭的刃磨
　　如采用傳統(tǒng)的鉆頭,應(yīng)把鉆頭的頂角角度由原來(lái)的118°±2°改成135°~140°,鉆頭直徑在5～50mm時(shí),橫刃該磨成0.3～1.3mm,鉆頭直徑小的選小值,鉆頭直徑大的選大值。為了克服錐柄部分無(wú)容屑槽的弊病,可將這段直徑在磨床上將直徑磨小0.5～1mm。這樣,即使鉆頭折斷在孔內(nèi)也容易取出。
　　2.鉆頭長(zhǎng)度不夠可在鉆柄后焊接直徑相同或略小一些的鉆桿,但一定要在焊接后進(jìn)行整體的磨削,以保證焊接鉆桿與原鉆柄同心,使用起來(lái)不發(fā)生擺動(dòng),影響鉆削的直徑精度,常用于小批量的深孔加工。
　　3.小徑深孔加工的鉆頭
　　這種鉆頭的柄部為薄壁異型鋼管,直徑略小于孔徑,與鉆頭的柄部焊接,鉆尖偏離中心0.8mm,在加工時(shí)能與圓柱孔同心的圓錐面,它與鉆頭背面圓弧同時(shí)起導(dǎo)向作用,使鉆頭的切入有良好的直線性。其尖角形鉆刃還能起到分屑的作用。鉆頭的切削部分有小孔與鉆柄相通,可以將冷卻液送至切削區(qū),起到很好的冷卻作用,同時(shí),用120°的凹面把切屑排出,這樣就不必頻繁地退出鉆頭排屑,提高了工作效率,適用于大批量的零件深孔加工。
　　4.單刃深孔鉆這種鉆頭比較完善,有較長(zhǎng)的導(dǎo)向部分,能有效地保證加工質(zhì)量。導(dǎo)向部分與工件孔壁的接觸弧長(zhǎng),略大于半圓周長(zhǎng),導(dǎo)向性能非常好。另外,它具有不大的倒錐度,可以減少于孔壁的摩擦。
　　5.用深孔鉆鉆孔時(shí),除應(yīng)遵循一般的鉆孔規(guī)律外,還應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
　　(1)用中心鉆鉆中心孔,以保證深孔起鉆時(shí)有穩(wěn)定的定心。
　　(2)冷卻液的壓力要穩(wěn)定,否則會(huì)引起鉆頭振動(dòng)。
　　(3)隨時(shí)觀察排屑情況,發(fā)生切屑堵塞時(shí),應(yīng)立即退出鉆頭排屑,以免發(fā)生事故。
　　(4)工件夾持要牢靠,絕對(duì)不得發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),否則會(huì)使鉆頭損壞,甚至引起鉆頭折斷和工件報(bào)廢。
　　通過(guò)生產(chǎn)地驗(yàn)證,經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的特殊鉆頭,在使用中能較好的改善切削環(huán)境,在加工中對(duì)鉆頭的過(guò)量磨損,從而增強(qiáng)了鉆頭的耐用性、穩(wěn)定性,且使用方便,綜合合格率大大提高,充分滿足了大批量生產(chǎn)的要求,且創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。