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麻花钻的改进及选用

时间:2014-01-24      阅读:4640

  在机械加工中,孔加工约占其加工总量的1/3,其中钻孔约占25%。钻孔直径范围为ф0.1~ф100mm,能达到经济精度为IT13~IT11。钻孔是半封闭式切削,因此,排屑、热量传散、切削液浇注都较困难。钻孔用的刀具,尤其是直径小于ф35mm的孔,目前生产上仍以标准的高速钢(HSS)麻花钻为主。由于麻花钻具有刚度差(因有两条又宽又深的螺旋槽),导向性差(只有两条很窄的刃带与孔壁接触导向)和轴向进致力大(主要因横刃的存在)特点,而且经手工刃磨的钻头,两条主切削刃难以准确对称,因而钻孔时容易产生钻头引偏、孔径扩大、孔壁质量差、和钻头使用寿命较低等问题。为此,须对钻头的刃形和结构加以改进,而实践亦已证明,这样做效果很好。
  
  麻花钻的修磨与群钻
  
  标准麻花钻结构和几何参数上存在着许多缺点,如:主切削刃上前角变化大,近外径处可达30?,而近中心处为-30?,且横刃上负前角达-50?~-60?,故切削条件差;刃带上无后角,摩擦磨损大;主切削刃长,切屑宽,排屑不畅,切削液难以注入到切削区等。为此,生产中操作人员常通过修磨来加以改善。如可:修磨出双重顶角、磨分屑槽和磨出内凹圆弧刃等方式来改变主切削刃形状,以增大切削刃长度,减轻单位切削刃长度上的切削负荷,并起到改善钻头定心,达到分屑和断屑目的;通过修磨横刃来缩短其长度,避免横刃处负前角切削;直径较大的钻头还可在刃带前端磨出副后角,以减少摩擦和磨损等。群钻就是综合应用多种形式修磨方法变革而成的系列钻型,适于加工不同材料。
  
  麻花钻刃磨方法的改进
  
  麻花钻的刃磨是沿后刀面进行的。刃磨时应保证主削刃上后角值“内大外小”,即近钻芯处后角要大,靠外圆处后角要小。同时还应使横刃处得到合适的斜角、前角和后角值。
  
  麻花钻一般都用手工刃磨,较合理的方法是用机械刃磨。目前常用的机械刃磨法有圆锥面刃磨法和螺旋面刃磨法,即将钻头的后刀面磨成圆锥面或螺旋面的一部分。但近几年来,由于在组合机床、数控机床和自动生产线上大量采用钻头,因此对钻头刃磨质量的稳定性要求很高,而平面刃磨法由于磨出的钻头横刃处负前角小,轴向力小,刃磨用的机床运动简单,调整方便,容易实现自动化和保证钻头的刃磨质量,故应用日广。所谓平面刃磨法,是指麻花钻的两个后刀面都由平面组成,两平面的相交线形成横刃。
  
  麻花钻材料的改进
  
  制造麻花钻的材料,一般都采用通用型高速钢W6Mo5Cr4V2。如选用高性能高速钢W2Mo9Cr4VCo8(M42)、W6Mo5Cr4V2Al(501)和粉末冶金高速钢(PMHSS),其使用寿命可提高1~2倍。此外,表面处理也是提高钻头寿命的重要途径之一,如可采用蒸汽处理、氧氮化、软氮化、硫氮共渗和涂层等。经采用TiN、TiAlN涂层后的高速钢麻花钻,其使用寿命可提高1~3倍,并且重磨后仍比无涂层钻头的切削性能*。
  
  麻花钻的正确使用
  
  (1)正确选择切削用量,对提高钻头的使用寿命十分重要。麻花钻钻孔,如同两把反向车孔刀同时切削,故钻削深度由钻孔直径D而定(=D/2,单位为mm),无需选择。钻头的进给量由于受钻头强度和刚性限制,一般为f=(0.01-0.02)D,单位为mm/r;经合理修磨后的钻头可取f=0.03Dmm/r;直径小于ф3~ф5mm钻头,常用手进给。切削速度:切钢=15~30m/min,切铸件=20~35m/min。
  
  钻孔直径通常小于ф35mm,如超过此值宜分两次钻削,*次应钻出(0.5~0.7)倍孔径,第二次再扩孔。
  
  (2)钻孔时,必须供应充足的切削液,切钢时可用极压乳化液,加工铸件时可用轻柴油或煤油冷却。
  
  (3)为使钻出孔的轴线能与工件的回转中心线重合,钻孔时采用工件回转,钻头只作轴向进给运动。为防止和减少钻头的偏移,工艺上可采取先加工出待钻孔端面,使其与钻头垂直,或设置钻套进行导向。实践证明,使用钻套导向的效果是比较好的。
  
 
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