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麻花钻加工精孔的探索与研究

2013-01-26吴世友

装备制造技术 2013年4期
关键词:切削用量切削速度进给量

顾 晔,吴世友

(江西机电职业技术学院,江西 南昌 330013)

麻花钻加工精孔的探索与研究

顾 晔,吴世友

(江西机电职业技术学院,江西 南昌 330013)

介绍了对麻花钻进行改进的方法,通过试验,在实际生产中用改进的麻花钻加工精孔均能取得良好的效果。

麻花钻;切削角度;切削用量

在机械加工过程中,孔的半精加工和精加工往往采用铰削、磨削、镗削或者研磨,笔者经过多年的实践探索,在加工机械零件上一些较高精度直径较小的孔时,通过对麻花钻的改进,可以用麻花钻钻扩孔来替代扩铰孔,尤其在加工非标准较高精度的孔时,操作更方便,并且能适应各种不同的金属材料的加工。麻花钻钻扩孔是经改磨过的钻头在已有孔的基础上,再经扩钻加工的一种精加工孔的操作,简称钻精孔。其精度可以达H7,表面粗糙度可以达Ra0.8。笔者经过多年的实践探索,认为从以下几方面加以控制,钻精孔的精度可以得到保证。

1 修磨麻花钻切削角度

钻头与铰刀比较,有相似的地方,如有两条主切削刃和副切削刃,副切削刃呈螺旋形,并有刃带和倒棱,可以增加切削的平稳性。只要将钻头的切削角度及表面粗糙度参照铰刃的要求加以改进和提高,基本上就具备了类似铰刃的切削条件,所以能扩钻精度较高的孔。具体修磨方法是:

首先,在麻花钻上磨出第二顶角,根据加工材料的不同一般第二顶角不大于75°,例:在加工铸铁类工件时,第二顶角约等于75°,加工钢类工件时第二顶角约等于50°。

其次,修磨出新切削刃,新切削刃长度约为3~4mm,并将其和副切削刃的连接处,用油石研去0.2~0.5mm的小圆角,也可将外缘尖角全部磨成圆弧刃,特别注意:两条新切削刃要对称,这样就可以形成粗、精加工的联合切削刃,可以减少切削厚度和切削变形,提高修光能力,改善散热条件,有利于提高孔的表面粗糙度。

接着,磨出副后角,在靠近主切削刃的一段棱边上,磨出副后角a01=6°~8°,并保留0.1~0.2mm的棱边宽度,4~5mm的修磨长度,以减少对孔壁的摩擦,提高钻头寿命。

最后,磨出负刃倾角,一般刃倾角λs=-15°~-10°,使切屑流向待加下表面以避免擦伤孔壁,有利于提高孔的表面粗糙度,后角不宜过大,一般为a0=-10°~6°,以免产生振动,增加稳定性,提高孔的精度,切削刃的前、后刀面用油石研磨,使其粗糙度达Ra0.4。

2 确定合理的切削用量

在切削用量中,对孔的加工精度影响较大的分别是切削深度和进给量,对钻头的使用寿命影响较大的是切削深度和切削速度。为此,应分别控制切削深度、切削速度和进给量。

(1)切削深度。切削深度不受加工孔直径大小的影响,一律在钻精孔前保留0.5~1mm的切削深度,表面粗糙度不大于Ra6.3μm,以避免大的切削用量,减少切削时产生的热量,避免产生冲击和振动,消除冷作硬化,提高加工品质和延长钻头使用寿命。

(2)切削速度。当钻削铸铁类时,切削速度ν=20 m/min左右。当钻削钢材类时,切削速度ν=10m/min左右。用公式n=1000V/(πD)换算成机床转速,可根据钻精孔直径和相应材料的切削速度确定。

(3)进给量。进给量尽量采用机动走刀选取f=0.1mm/r左右,但直径小于5mm的小钻头,因强度较弱,只能用手动进给。

3 采用冷却润滑液

因钻精孔系精加工,其精度和表面粗糙度要求都较高,并且切削负荷小,故应选择以润滑为主的冷却润滑液。采用浓度为10%~20%的乳化油溶液。

4 其它措施

选用精度比较高的钻床,若钻床主轴径向圆跳动误差较大时,可采用浮动夹头来装夹钻头加工。使用较新或各部分尺寸精度接近公差要求的钻头。因钻头多次使用后会磨损,而影响孔径精度。钻头的两个切削刃需尽量修磨对称,两刃的轴向摆动误差应控制在0.05mm范围内,使两刃负荷均匀,以提高切削稳定性,钻头的径向摆动误差应小于0.003mm。预钻孔应防止产生较多的冷硬层,否则会增加钻削负荷和磨损精孔钻头。钻削中一定要有充足的冷却润滑液。

5 结束语

以上措施,通过在南昌昌北经济技术开发区内的多家机械加工企业试验,用改进的麻花钻加工精孔,加工精度均能达到H7级,表面粗糙度也能达到0.8μm的孔。

[1]何七荣.机械制造工艺与工装[M].北京:高等教育出版社,2003.

[2]刘党生.金属切削原理与刀具[M].北京:机械工业出版社,2009.

[3]陆剑中,孙家宁.金属切削原理与刀具[M].北京:机械工业出版社,2007.

[4]陈根琴.机械加工方法与设备[M].北京:人民邮电出版社,2010.

[5]宁传华.机械制造技术课程设计指导[M].北京:北京理工大学出版社,2009.

Exploration and Research of the Twist Drill Machining Precision Holes

GU Ye,WU Shi-you
(Jiangxi Institute of Mechatronic Technology,Nanchang Jiangxi330013,China)

It is introduced to improve the twist drill method,through the test,with improvement of twist drill in actual production processing precision hole can obtain good effect.

twist drill;cutting angle;cutting parameters

TG706

A

1672-545X(2013)04-0031-02

2013-01-10

顾 晔(1972—),男,副教授,长期从事机械设计与制造的教学、研究和实践。

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