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抛物线钻头的应用
  发布时间:2008-02-11
题记:为提高深孔加工质量和加工效率,我们采用抛物线钻头取代普通麻花钻进行深孔加工。加工实践表明,与普通麻花钻相比,抛物线钻头具有以下优点:①钻芯厚,刚性好,不易弯曲;②修磨后的横刃为正前角,减小了轴向力,切削轻快;③通过修磨横刃及齿背,改善了断屑作用;④钻头螺旋角较大,排屑流畅;⑤容屑空间大,冷却液容易到达钻尖,润滑冷却效果好;⑥工作寿命为普通麻花钻的3~4倍,刀具费用仅为使用麻花钻的2/3;⑦加工精度高,产品质量稳定,废品率降低。

1 加工实例

空压机曲轴油孔

空压机曲轴材料为45钢,锻件,毛坯硬度163~196hb ,需在与轴线成50°方向上钻一个?4×70mm油孔。加工在组合机床上分四个工步完成:①用?4.5mm钻头锪一个小平台;②用?4.9×150mm抛物线钻头加工1/3孔深;③用?4.5×175mm抛物线钻头加工剩余孔深的1/2;④用?4.o×200mm抛物线钻头将孔钻通。切削速度为v=14m/min,主轴转速为n=99or/min ,进给量为f=0.24mm/r。用普通麻花钻以相同切削参数加工时,切屑经常缠绕钻头,打刀现象十分严重,工序废品率高达3%~4% ,每支钻头只能加工约30 件工件。改用抛物线钻头加工,每只钻头可加工工件100件以上,废品率在1%以下,钻头寿命为普通麻花钻的3~4倍。切屑可分段排出(长度30~70mm)。每加工1000件空压机曲轴油孔,采用普通麻花钻的刀具费用约为500元,采用抛物线钻头的刀具费用仅约330元。

油壳转子惰轮轴油孔

油壳转子上的惰轮轴材料为15cr,硬度<179hb ,需在与轴线成43°方向上钻一个?4×26mm油孔。在z525立式钻床上加工,切削速度为v=8.5m/min,主轴转速为n=680r/min ,进给量为f=0.13~o.17mm/r。15cr材料软、粘,切屑细长(长度80~120mm),用普通麻花钻加工时,经常发生切屑紧紧缠绕钻头,将钻模套研死,造成钻头折断的现象,废品率达3%。钻削时需反复退刀2~3次才能完成加工,每支钻头只能加工约30件工件。此外,由于切屑飞舞,给操作安全造成威胁,常有切屑划伤工人手指的事故发生。改用抛物线钻头加工后,先用?5mm钻头在斜面上锪一个平台,然后用?4mm抛物线钻头一次钻通。在切削参数不变的情况下,用抛物线钻头加工,轻松省力,退刀频次减少,每支钻头可加工工件100件以上,切屑长度仅为15~30mm,操作安全。每加工1000件惰轮轴油孔,采用普通麻花钻的刀具费用约150元,采用抛物线钻头的刀具费用仅约90元。

油壳油孔

油壳材料为ht200,硬度170~241 hb ,需在其上加工一个?4×57mm油孔。用?4mm普通麻花钻加工时,其主轴转速为n=1400r/min,进给量为f=0.1mm/r,在加工过程中需退刀2~3次,工序工时约需40秒。现采用?4mm抛物线钻头加工,可一次钻通,其主轴转速和进给量分别提高为2500r/min和0.2 mm/r,工序工时减少为25秒。每加工1000件油壳油孔,采用普通麻花钻的刀具费用约为80元,采用抛物线钻头的刀具费用仅约55元。

2 抛物线钻头钻尖的刃磨

经过几年的加工实践,我们在抛物线钻头的使用(尤其是钻尖修磨)上积累了一些经验。抛物线钻头磨出后角后,其横刃仍然较长,需经过修磨才能发挥其特点。通常采用十字修磨法,修磨后的横刃长0.3~0.9mm,横刃前角3°~8°。顶角的修磨应根据被加工材料而定,加工铸铁工件时顶角为110°,加工铝合金工件时顶角为118°,加工钢件时顶角为130°。刃沟角为110°~120°。若采用钻模套,顶角均可磨成130°。应用于深孔加工,在浅孔加工中也得到应用。抛物线钻头的应用一方面提高了刀具耐用度,减少了换刀次数,提高了生产效率,降低了加工成本,另一方面由于刀具精度和性能稳定性的提高,提高了产品质量,降低了废品率。


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