钻削加工,钻头的磨制方法
钻小孔的精孔钻
钻削直径在(2~16)mm 的内孔时, 可将钻头修磨成图7-1所示的几何形状, 使其具有较长的修光刃和较大的后角, 刃口十分锋利, 类似铰刀的刃口和较大的容屑槽, 可进行钻孔和扩孔, 使孔获得较高的加工精度和表面质量。
钻孔或扩孔时, 进给要均匀。对钻削碳钢时加工精度可达IT(6~8), 表面粗糙度可达Ra(3.2~1.
6) μm 。采用的切削用量:Vc =(2~10)m/min,f=(0.08~0.2)mm/r。冷却润滑液为乳化液或植物油。
2 半孔钻
工件上原来就有圆孔, 要扩成腰形孔, 这就需要钻半孔了。若采用一般的钻头进行钻削,会产生严重的偏斜现象,甚至无法钻削加工。这时可将钻头的钻心修整成凹形,如图7-2所示,突出两个外刃尖,以低速手动进给,即可钻削。
实际钻削时,还会遇到超过半孔和不超过半孔的情况,由于两者的切削分力情况不同,必须对半孔钻的几何参数作必要的修正,若条件可能的话,使用相应的钻套,就更好了。
3 平底孔钻
平底又分平底解体4通孔和平底盲孔,如图7-5(b )、(c )所示。这时,可把麻花钻磨成两刃平直且十分对称的切削刃,并把前角修磨成3°~8°,后角为2°~3°特别是后角不能大,大了以后不仅引起“扎刀”,而且孔底面呈波浪形,重则会造成钻头折断事故。若钻削盲孔时,应把钻心磨成如图7-5(c)所示的凸形钻心,以便钻头定心,使钻削平稳。
4 薄板钻
在(0.1~1.5)mm 厚的薄钢板、马口铁皮、薄铝板、黄铜皮和紫铜皮上钻孔,不能用普通钻头,否则钻出的孔就会出现不圆、成多角形、孔口飞边、毛刺很大,甚至薄板扭曲变形,孔被撕破。大的薄板很难固定在机床上,若用手握住薄板钻孔,当用普通麻花钻的钻尖刚钻透时,钻头失
去定心的能力,工件发生抖动,刀刃突然多切,扎入薄板,切削力急增,易使钻头折断或手扶
图7-6所示的薄板钻,钻时钻尖先切人工件,起定心作用,两个风力的外尖迅速把中间切离,得到所要求的孔用它钻薄板的干净利落,安全可靠。
当钻削较厚的板料时,应将外缘刃尖磨成短平刃,以增强外缘刃尖的强度和改善散热条件。钻黄铜皮时,外缘刃刀尖处的前角为0°。
5 在平板玻璃上钻孔
利用研磨的原理,在平板玻璃上钻孔。将研磨剂涂敷在研磨头和玻璃表面,研磨头安装在钻床或电钻上,使研磨头旋转,在适当的压力下,研磨剂中的磨粒对玻璃起切削作用,从而在玻璃上研磨出一个和研磨头外圆一样大的圆孔。
研磨头如图7-10所示,材质为45钢,L 大于玻璃2倍厚度,d0为玻璃孔径,并在端面开槽,以便使磨料进入磨削区。磨料为碳化硅,粒度为150#~180#,用煤油调成糊状,研磨时涂抹在研磨头和玻璃之间。
研磨时,玻璃必须安放平,并在它的底下垫上较软的东西。被加工的孔快要通时,进给压力要减小,也可翻转180°再研。厚度为3mm 的玻璃加工一个孔,只需要2min ,而且加工出来的孔,轮廓整齐无细微脆裂,粗糙度也好。
6 前排屑扩孔钻头
在普通钻床或车床上由普通麻花钻孔时,切屑总是沿着钻头的螺旋形容屑槽向后排出。这样,它对钻削过程产生以下不利影响:切屑向后排出,随着扩孔深度的增加,切屑不断增长,随钻头一起旋转甩出,危及操作者的安全;切屑向后排,影响冷却液的进入,使切削温度增高,钻头的耐用度下降,同时切屑划伤已加工表面,使表面粗糙度增大。
为了解决扩孔中的排屑问题,刃磨了如图7-12所示的前排屑钻头,克服了上述的问题,获得了良好的效果。
前排屑钻头采用锋角2Φ为100°~120°,去掉横刃,外刃磨出15°~30°的刃倾角,控制切屑流向。外刃长度为(1~1.5) 倍切削深度。切削时,切削速度选择为(2~8)m/min,进给量为0.2mm/r左右。在正的刃倾角的作用下,切屑排向待加工表面。冷却液从钻头的螺旋槽流入,没有切屑的干扰,很容易流入切削区,冷却效果好。这种前排屑扩孔钻,不仅用于精扩,而且可用于毛坯孔的扩孔,纠正毛坯孔的歪斜。
采用前排屑扩孔钻,可以提高产品质量,提高钻头的使用寿命30%,降低表面粗糙度。刃磨时,要求外刃刃磨对称,否则形成单刃切削,引起孔径扩大。还要根据工件材料的不同,硬度高低选择不同的刃倾角。
7 精孔扩孔钻头
钻孔一般只作为粗加工工序,对孔的精度和孔的表面粗糙度要求不高。但在特殊的情况下,也可用钻头来加工精度较高、粗糙度较低的孔。为了钻出精度较高的孔,就必须采取措施,减少棱边与孔壁的摩擦、刮伤和避免切屑对孔壁的擦伤,避免切削过程中定心不稳和振动和切屑瘤的产生,改善切削层的变形,减小残留面积高度,注意钻头本身的精度和切削运动中的位置精度。
图7-14 所示的是钢料精孔钻的几何参数。一般在钢料上要钻出精孔,应采用扩孔的方法。在外刃上磨出大于15°的正刃倾角,以控制切屑向待加工表面排出,并将外刃与棱边处修圆。在扩钢料孔时,切削速度为(2~8)m/min,进给量为(0.14~0.2)mm/r,单边加工余量为(0.5~0.8)mm ,孔的表面粗糙度可达到R α(3.2~1.6) μm ,如果进一步避免刀瘤,提高钻头与工件的相对运动精度,仔细修磨棱边,孔壁表面粗糙度可达Ra(1.6~0.8) 。
8 钻削难切材料时应注意的问题
难切削材料的切削的加工特点主要是切削力和切削热大,切削表面硬化现象严重,切屑难于控制和刀具磨损严重。要在难切削材料上钻孔,比其它切削加工更为困难。
(1)钻削硬度高、强度高的材料时,产生的切削力大和切削热也多,为了提高刀具耐用度,首先应选用硬质合金钻头,如整体和镶片的硬质合金钻头,如选高速钢麻花钻,应使外刃前角减小,以增加刃口强度和改善散热条件。钻削时应选用合理的切削速度,保证钻头有一定的耐用度。
(2)钻削硬化严重的不锈钢、高温合金、高锰钢等材料时,这些材料切削加工硬化程度可达100%~200%,深度可达0.1mm 以上。钻削时要求钻头刃口锋利,以减小挤压和使硬化加剧。钻头用钝后要及时刃磨,特别是在进给的过程中,不要随意停止进给,使钻头在切削表面摩擦,造成切削表面严重硬化,给下一步切削造成困难,所以进刀和退刀要果断。选择切削用量时,切削深度和进给量不宜太小,应避免在硬化层上切削,加速刀具磨损。
(3)要选择合理的钻头几何参数和切削用量。群钻的出现,为改变钻头几何参数和适应不同材料的钻孔,提供了宝贵经验,特别是对难切削材料更为重要。通过长期实践证明,改变钻头的几何参数与形状,是提高钻削效率、保证钻孔质量、提高钻头耐用度的有效途径。钻削难切削材料时,要选择较低的切削速度,较大的进给量为好,有利于提高钻头耐用度。
(4)选用以冷却性能好的切削液。切削难切削材料的切削温度比切削45钢在相同条件下高100℃~300℃。为了降低钻削温度,钻孔时必需使用切削液。
9 在台钻上钻小孔时用肥皂润滑
在台钻上钻孔时,若采用液体润滑液,液体润滑液在钻头旋转离心力的作用下,不仅污染环境,
将肥皂涂在旋转的钻头上。进几次刀,再涂抹一次。窗体底端
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