钻头与钻削加工
中职金属切削加工基础教案:钻床及常见孔加工(全3课时)
中等专业学校2023-2024-1教案教学内容1、台式钻床台式钻床简称台钻(图2-4-2),是一种小型机床,安放在钳工台上使用,多为手动进钻,其钻孔直径一般在12~15 mm。
台式钻床主要用于加工小型工件上的各种孔钳工中用得最多。
2、立式钻床立式钻床简称立钻(图2-4- 3),是万能性通用机床,一般用来钻中小型工件上的孔,其规格用最大钻孔直径表示。
常用的立式钻床有25 mm、35 mm、40 mm、50 mm等几种。
立式钻床工作台和主轴箱可以在立柱上垂直移动,可用于钻孔、扩孔、铰孔、划端面、钻沉座孔(锪)、攻螺纹等作业,借助于夹具也可以进行镗孔。
教学内容3、摇臂钻床摇臂钻床有一个能绕立柱旋转的摇臂(图2-4- 4)。
主轴箱可在摇臂上做橫向移动,并可随摇臂沿立柱上下做调整运动,因此,操作时能很方便地调整到需钻削的孔的中心,而工件无须移动。
在各类具备钻孔功能的机床中,摇臂钻床由于操作方便、灵活,适用范围广,具有典型性。
特别适用于单件或批量生产带有多孔大型零件的孔加工。
(二)钻床的型号表达(1) Z5135型立式钻床,其型号含义如图2-4-5所示。
教学内容(2) Z3050型摇臂式钻床,其型号含义如图2-4- 6所示。
板书设计钻床及常见孔加工一、钻床二、钻床的型号表达三、总结1.台式钻床四、巩固2.立式钻床五、作业3.摇臂钻床教后札记中等专业学校2023-2024-1教案教学内容麻花钻通常直径范围为0.25~80mm。
麻花钻的工作部分有两条螺旋形的沟槽。
1.麻花钻的结构麻花钻由工作部分、柄部和颈部组成。
如图2-4- 7所示。
(1)工作部分麻花钻的工作部分分为:切削部分、导向部分。
①切削部分麻花钻的切削部分有两条主切削刃、两条副切削刃和一条横刃。
麻花钻的钻心直径为(0.125~0. 15)D(D为钻头直径)。
两条主切削刃在与它们平行的平面上投影的夹角称为顶角(2p),如图2-4- 8所示。
标准麻花钻的顶角2φ= 118°。
钻削与钻头
二、麻花钻的几何角度 1.钻头角度的参考系 基面pr :主切削刃上任 意点的基面,即通过该 点,垂直于该点的切削 速度方向的平面。 切削平面ps : 主切削刃上 任意点的切削平面,是 包含该点的切削速度方 向,而又切于该点加工 表面的平面。 正交平面po、假定工作平 面pf和背平面pp
端平面pt:与钻头轴 线垂直的投影面。 中剖面pc:过钻头轴 线与两主切削刃平行 的平面。 柱剖面pz:过切削刃选定点作与钻头轴线平行的 直线,该直线绕钻头轴线旋转形成的圆柱面。
(7-10)
式中Mc——切削扭矩; vc——切削速度; d ——钻头直径。
影响钻削力的主要因素有: • 螺旋角ω: 螺旋角ω↑,则前角γo↑,并改善了排屑情况, 轴向力F与扭矩M都显著↓。但当螺旋角β>30。 时,其影响减小。
• 顶角2φ: 顶 角 2φ↑ , 会 使 切 削 厚 度 hD↑ , 切 削 宽 度↓,从而切 向 力 Fz↓ 及 切 削扭矩M,轴向 力F↑
2.进给量 普通钻头进给量可按以下经验公式估算: f = (0.01~0.02)d (7-11) 合理修磨的钻头可选用 f = 0.03d 3.钻削速度
第三节 钻头的修磨 一、标准高速钢麻花钻存在问题 (1)沿主切削刃各点前角值差别悬殊(由+30°~-30°),横 刃上的前角竟达-54°~-60°,造成较大的轴向力和扭矩, 使切削条件恶化。 (2)棱边近似为圆柱面(有稍许倒锥)的一部分,副后角为零 度,摩擦严重。 (3)在主、副切削刃相交处,切削速度最大,散热条件最差, 因此磨损很快。 (4)两条主切削刃很长,切屑宽,各点切屑流出速度相差很 大,切屑呈宽螺卷状,排屑不畅,切削液难于注入切削区; (5)横刃较长,其前、后角与主切削刃后角不能分别控制
孔加工技术
攻螺纹和套螺纹
用丝锥来加工内螺纹的操作称为攻螺纹。用板牙加工外螺纹 的方法称为套扣。攻螺纹和套螺纹可以在钻床上也可以在车床上 进行。但单件小批生产主要用手工操作。
在工件上加工一个直径为ф20H9 的圆孔,要求孔的 加工质量达到 IT7 、表面粗糙度 Ra0.8 。试将加工工艺列 于下表。 加工顺序及方法
在钻床上,钻削的主运动是刀具的旋转运动,进给运 动是刀具的轴向进给。
除钻孔外,钻床还可用于扩孔、铰孔、孔口加工和螺纹加工等。
钻
床
常用的钻床有台式钻床、立式钻床和摇臂钻床。它们 的共同特点是:工件固定在工作台上,刀具安装在主轴 上,刀具一边旋转一边做轴向移动。
进给手柄 皮带塔轮
一、台式钻床 台式钻床是一种 安装在台桌上使用 的小型钻床,一般 用于加工小型零件 上直径不超过12mm 的小孔
二、立式钻床
立式钻床的规格 用最大钻孔直径 来表示, 常用的有25mm、35mm、40mm、 50mm等。 特点 刚性好、功率大,可以采用较 大的 切削用量,可以自动走刀,生产 率较高, 加工精度也较高。 由于工作台尺寸不大并且不能在水 平面内移动,必要时只能手工移动工 件,因此立式钻床仅用于加工中小型 工件上的孔。
2、麻花钻Drilling operation and twist drill
2、麻花钻 twist drill :直柄麻花钻(φ0.5~φ20)、 锥柄麻花钻(φ8~φ80) 麻花钻的几何角度主要有螺旋角、顶角、前角、后角和横 刃斜角。 : 前角γ0为正交平面内前刀面与基面的夹角,由于钻头的 前刀面为螺旋面,故越靠近中心,前角越小,横刃为负前 角。 侧后角α为轴向圆柱剖面内后刀面与切削平面的夹角 。 故越靠近中心,后角越大。 顶角2φ两主切削刃在中心截面上投影的夹角。标准钻头 顶角为118°。 横刃斜角Ψ 主切削刃与横刃在钻头端面上投影的夹角。 螺旋角β 最外缘螺旋线切线与轴线的夹角
(完整版)钻削加工,钻头的磨制方法
1 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不住,造成事故。
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。
钻削加工知识培训
后角 ——在假定工作平面内测量的切削平面与主后刀面之 间的夹角。标准麻花钻的后角(最外缘处)为 8 ~ 20 ,大直径钻头 取小值,小直径取大值。 由于标准麻花钻在结构存在着很多问题,如切削刃过长、切 屑较宽、前角变化大、排屑不畅、横刃部分切削条件很差等,因 此,在使用时常常要进行修磨,以改变标准麻花钻切削部分的几 何形状,改善其切削条件,提高钻头的切削性能。例如,将钻头 磨成双重顶角,或将横刃磨短并增大横刃前角,或将两条主切削 刃磨成圆弧刃或在钻头上开分屑槽(如群钻)等,都可大大改善钻头 的切削效能,提高加工质量和钻头耐用度。
),也可用于加工攻丝、绞孔、拉孔、镗孔、磨孔的预制孔。 1)麻花钻的构造 麻花钻一般用高速钢制造,其工作部分经热处理 淬硬至62HRC~65HRC。标准麻花钻由三个 部分组成(图7(a))。 尾部——是钻头的夹持部分,用于与机床连接,并传递扭矩和轴 向力。按麻花钻直径的大小,分为直柄(一般用于直径小于12mm的 钻头,传递扭矩较小)和锥柄(用于直径大于12mm的钻头,锥柄顶部是 扁尾,起传递转矩作用)。
3.钻孔用的夹具 夹具主要包括钻头夹具和工件夹具两种。
(1) 钻头夹具 常用的钻头夹具有钻夹头和钻套(图12)。
12
钻夹头 钻夹头适用于装夹直柄钻头,其柄部是圆锥面可以 与钻床主轴内锥孔配合安装,而在其头部的三个夹爪有同时张开 或合拢的功能,这使钻头的装夹与拆卸都很方便。 钻套又称过度套筒,用于装夹锥柄钻头。由于锥柄钻头柄部的 锥度与钻床主轴内锥孔的锥度不一致,为使其配合安装,故把钻套 依其内外锥锥度的不同分为5个型号(1~5),例如,2号钻套其内锥孔为2 号莫氏锥度,外锥面为3号莫氏锥度,使用时可根据钻头锥柄和钻床轴 内锥孔锥度来选用。
(4) 手电钻(图6) 手电钻主要用于钻直径12mm以下的孔,
第九章--钻削加工
第九章钻削加工钻床是加工内孔的机床,是用钻头在实体材料上加工孔,主要用于加工外形复杂,没有对称旋转轴线的工件,如杠杆、盖板、箱体、机架等零件上的单孔或孔系。
钻孔属粗加工。
·钻削加工的工艺特点(1)钻头在半封闭的状态下进行切削的,切削量大,排屑困难。
(2)摩擦严重,产生热量多,散热困难。
(3)转速高、切削温度高,致使钻头磨损严重。
(4)挤压严重,所需切削力大,容易产生孔壁的冷作硬化。
(5)钻头细而悬伸长,加工时容易产生弯曲和振动。
(6钻孔精度低,尺寸精度为IT13~IT10,表面粗糙度Ra为12.5~6.3μm。
·钻削加工的工艺范围钻削加工的工艺范围较广,在钻床上采用不同的刀具,可以完成钻中心孔、钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、锪埋头孔和锪凸台端面等,如图所示。
在钻床上钻孔精度低,但也可通过钻孔----扩孔----铰孔加工出精度要求很高的孔(IT6~IT8,表面粗糙度为1.6~0.4μm),还可以利用夹具加工有位置要求的孔系。
在钻床上加工时,工件固定不动,刀具作旋转运动(主运动)的同时沿轴向移动(进给运动)。
第一节钻床钻床的主要类型有:台式钻床、立式钻床、摇臂钻床、铣钻床和中心孔钻床等。
钻床的主参数一般为最大钻孔直径。
一、立式钻床立式钻床是钻床中应用较广的一种,其特点是主轴轴线垂直布置,且位置固定,需调整工件位置,使被加工孔中心线对准刀具的旋转中心线。
由刀具旋转实现主运动,同时沿轴向移动作进给运动。
因此,立式钻床操作不便,生产率不高。
适用于单件小批生产中加工中小型零件。
·立式钻床的传动原理主运动:单速电动机经齿轮分级变速机构传动;主轴旋转方向的变换,靠电动机正反转实现进给运动:主轴随同主轴套筒在主轴箱中作直线移动。
进给量用主轴每转一转时,主轴的轴向移动量来表示二、台钻台式钻床简称台钻,其实质上是一种加工小孔的立式钻床,结构简单小巧,使用灵活方便,适于加工小型零件上的小孔。
钻孔直径一般小于15mm。
机械加工工艺的工作原理
机械加工工艺的工作原理机械加工工艺是指通过机械设备和工具,对工件进行形状、尺寸和表面加工的过程。
机械加工工艺在制造业中扮演着重要的角色,广泛应用于各个行业,如汽车制造、航空航天、电子设备等。
本文将介绍机械加工工艺的工作原理,包括加工方法、基本原则以及常用工具和设备。
一、加工方法1.车削加工:车削是一种常用的机械加工方法,通过旋转工件并沿轴线移动刀具来切削工件。
车削可以用于加工圆柱体、圆锥体、球面和螺纹等形状的工件。
在车削加工中,刀具沿工件表面切削并去除部分材料,以达到所需的形状和尺寸。
2.铣削加工:铣削是一种将旋转刀具移动到工件上,以创建平面、曲面和螺纹的加工方法。
铣削可用于切削槽口、倒角、孔洞和复杂形状等工艺要求。
在铣削加工中,刀具通常旋转,而工件则在机床上进行相对运动,以获得所需的加工效果。
3.钻削加工:钻削是一种使用钻头在工件上创建孔洞的加工方法。
钻削通常通过旋转钻头并施加一定的压力来进入工件表面。
该过程可以用于加工各种材料的孔洞,包括金属、木材和塑料。
4.磨削加工:磨削是一种通过磨削轮与工件表面接触,以去除材料并改善表面质量的加工方法。
磨削可以用于精密加工、修整和磨光工件,以实现更高的尺寸精度和表面光洁度。
二、基本原则1.切削速度与进给速度:切削速度是指刀具在切削过程中移动的速度,而进给速度则是指切削过程中刀具与工件之间的相对运动速度。
切削速度和进给速度的选择需要考虑工件材料和刀具特性,以确保加工质量和效率的平衡。
2.切削深度与切削宽度:切削深度是指刀具在单次切削过程中所能切削的最大深度,而切削宽度则是指工件在切削方向上被切削的宽度。
切削深度和切削宽度的选择取决于工件材料和刀具特性,以及对加工精度和表面质量的要求。
3.刀具材料和刀具涂层:刀具材料的选择是机械加工工艺中的关键因素。
常见的刀具材料包括高速钢、硬质合金和陶瓷材料等。
刀具涂层可以提高刀具的耐磨性和耐热性,从而延长刀具的使用寿命。
钻削与钻头8学习.pptx
• 群钻的优点: • 横刃缩短,圆弧刃、内刃上前角平均增大了
15度,使进给力下降了35%-50%,转矩 下降了10%-30%,进给两毕普通麻花钻提 高了约3倍,钻孔效率大大提高。 • 钻头的寿命可以提高2-3倍; • 钻头的定心作用提高,钻孔精度提高,形位 误差与加工表面粗糙度减小; • 选用不同的钻型加工不同的材料均可改善钻 孔的质量,取得满意的效果。 • 圆弧刃切出的过渡表面有凸起的圆环筋,可 以防止钻孔偏斜,减少了孔径的扩大,加强 了定心导向作用,
件,提高钻头寿命,这种适合脆性材料。 三、磨处分屑槽,便于排屑
第17页/共36页
三 修磨前面
目的是为了改变前角的分布,增大或减小前角 或改变刃倾角,用来满足不同的加工要求,
第18页/共36页
常见的修磨方式
一将外缘处磨出倒棱面前面,减小前角,增大 进给力,避免钻孔时引起扎刀;
二是沿切削刃磨出倒棱,增加刃口强度,使用 较硬的才,或是钻削韧性较好的材料以增加 变形,有利于断屑。
第34页/共36页
第35页/共36页
感谢您的观看!
第36页/共36页
• 进给量:一般按下列公式进行估算:
f=(0.01-0.02)d ,合理修磨的钻头可以选
用f=0.03d
第14页/共36页
钻的修磨
缺点:前角从+30°到-30°,横刃长前角-55°, 定心差,轴向力大,刚性差,排屑困难 目的:磨短横刃增大前角,修磨主刃顶角分屑槽
一、修磨横刃
十字形修磨
第15页/共36页
• 枪钻切削部分的一个重要特点是只有单刃切削,钻尖与轴线不在一直线上, 而是偏离了一定距离e,外刃余偏角一般大于内刃余偏角,能够使作用在钻 头上的合力的径向分力始终指向切削部分的导向面,这样就能够保证深孔钻 得到很好的导向作用。
机加工培训资料
17
合金低碳钢(0.12~0.25C)
175~225
21
合金中碳钢(0.25~0.65C)
175~225
15~18
马氏体时效钢
275~325
17
不锈钢(奥氏体)
135~185
17
不锈钢(铁素体)
135~185
20
不锈钢(马氏体)
135~185
20
不锈钢(沉淀硬体)
150~200
15
工具钢
钻头直径:应根据工艺尺寸赖取值,尽可能一次钻出所要求的孔,当机床性能不能信任时,才采用其他的钻孔方式,需要扩孔时,一般孔钻的直径取孔径的50%-70%。合理修磨与刃磨,能够有效的降低进给力,也能扩大钻孔的直径范围
后附《钻削用量参考表》
钻削用量参考表---高速钢钻头
钻孔的进给量(mm/r)
钻头直径do(mm)
最适于高硬度材加工・高精度加工或高进给切削
后角大,切削性能提高能够抑制切削发热,与被切削材料的摩擦小,不过切削刃的强度较差
最适于切削抵抗小的铝系 銅・塑料的切削
前面:刀具切入材料,和将切屑排起的面。
前面
前角:前面与切屑卷起的夹角。这个角度越大,切削越锋利。
前角
切削刃
前面・前角
钻削加工—钻头切削基础
刃带磨损
原因1:导向套或钻模尺寸过大
措施1:修改导向套或钻模的尺寸
刃带的粘结屑
原因1:刃口摩擦力大或切削液供给不足,使刀具发热过大
措施1:钻头端刃参数重新修磨增大切削液流量或更换合适的切削液
原因2:被加工材料过软,排屑困难
措施2:修改钻头的设计参数
断屑不利缠屑
原因1:钻头的断屑性不适合被加工材料
钻削与镗削加工钻削运动与加工范围
图 6.4 标准型群钻结构
返回目录
其修磨主要特征为: ( 1 )将横刃磨短、磨低,改善横刃处切削条件。 ( 2 )将靠近钻心附近主刃修磨成一段顶角较大的 折线刃和一段圆弧刃 , 以增大该段切削刃前角。同时 ,对称的圆弧刃在钻削过程中起到定心及分屑作用。 ( 3 )在外直刃上磨出分屑槽,改善断屑、排屑情 况。 经过综合修磨而成的群钻 , 切削性能显著 提高。钻削时轴向力下降 35% ~ 50%, 扭矩降低 10% ~ 30% ,刀具使用寿命提高 3 ~ 5 倍 , 生产 率、加工精度都有显著提高 。
两条主切削刃 5 个刀刃 、
两个刀尖
钻头 切削 部分
两条副切削刃 一条横刃、两个刀尖 两个螺旋形前刀面
6 个刀面
Hale Waihona Puke 两个后刀面 两个副后刀面思考题: 1 、麻花钻切削部分的组成如何 ?
2 、麻花钻的主要几何参数。有:
螺旋角 β 、顶角 2Ф 、前角 γo 、后角 α 。和横刃斜角 ψ 等 。
麻花钻的规格:直柄麻花钻( φ0.5~φ20 )
1 、钻削加工的主要问题
1 )导向定心问题:钻头刚性差,易引偏。 采取的措施: P122-123 (例) 2 )排屑问题: 钻孔排屑困难,切屑挤压、摩擦 已加工表面,表面质量差。 采取的措施: P123 3 )冷却问题:冷却困难。 采取的措施:加冷却液,分段钻削,定时 推出的方法来冷却钻头。 故钻孔加工生产效率低。
麻花钻的两个刃瓣可以看作两把对称的车刀。
图
标准高速钢麻花钻
其切削部分的组成为:
前刀面 ---- 螺旋槽的两螺旋面; 主后刀面 ---- 与工件过渡表面(孔底)相对的端部两曲面; 副后刀面 ---- 与工件的加工表面(孔壁)相对的两条棱边; 主切削刃 ---- 螺旋槽与主后刀面的两条交线; 副切削刃 ---- 棱边与螺旋槽的两条交线; 横刃 ---- 两后刀面在钻芯处的交线。 刀尖 ---- 主切削刃与副切削刃的交点(两个)。
钻削的概念
钻削的概念钻削是指用钻头进行机械加工的过程,用于在工件上制造圆孔。
它是现代制造工艺中常见的一种加工方法,广泛应用于机械制造、汽车制造、航空航天、石油勘探等领域。
钻削的基本原理是利用钻头的旋转运动和轴向推进力,将刀具与工件接触并磨削工件。
钻头通常由切削刃和刀体两部分组成,切削刃负责切削工件,刀体则负责传递动力和固定切削刃。
在钻削过程中,切削刃对工件表面施加切削力,将工件上的金属材料削除,形成一个圆孔。
钻削一般分为粗钻、精钻两个过程。
粗钻时,钻削刃快速旋转,以较大的切削速度将大量金属屑削除;而精钻则是以较小的切削速度进行,用于在工件上获得更精确的孔径和表面质量。
钻削的过程涉及到几个重要的参数,包括切削速度、进给速度、切削深度和刀具选型等。
切削速度是指钻头的旋转速度,它决定了钻削的效率和切削力的大小。
进给速度是指钻头在轴向上的推进速度,它影响到切削过程中金属屑的形成和排除。
切削深度是指刀具在每一次钻削过程中进入工件的深度,它根据工件要求和刀具强度来确定。
刀具选型则是根据工件材料和形状,选择合适的钻头类型和尺寸。
钻削过程中,切削刃与工件表面的摩擦会引起热量的产生,这可能导致刀具磨损、工件变形和表面质量下降等问题。
为了解决这些问题,钻削过程中通常需要使用切削液进行冷却和润滑,以降低切削温度、延长刀具寿命、改善切削质量。
钻削的优点是加工精度高,适用于各种材料的加工,如金属、非金属、木材等。
钻削可以制造各种类型的孔,如盲孔、通孔、倒角孔等,并可进行各种类型的表面处理,如车削、镗削、铰削等。
此外,钻削还具有生产效率高、机械加工力度小、工艺稳定可靠等特点。
然而,钻削也有一些局限性。
首先,钻削只能制造圆孔,对于其他形状的孔无法实现。
其次,钻削过程中切削刃容易受到工件表面硬度不均匀、切削力不平衡等因素的影响,导致刀具磨损和加工质量下降。
此外,钻削过程中切削力较大,易产生振动和噪音,对机床和工件都会带来一定的负荷。
综上所述,钻削是一种常见的机械加工方法,具有广泛的应用领域和许多优点。
第七章 钻削与钻头
2)可在车、钻、镗床上使用,操作方便,钻孔效 率高。 3)由于钻杆内还有一层内管,排屑空间受到限制, 较难用于小直径。加工精度略低于BTA钻头。
第五节 深 孔 钻
三、喷吸钻
1—工件 2—夹爪 3—中心架 4—引导架 5—向导管 6—支持座 7—连接套 8—内管 9—外管 10—钻头
第五节 深 孔 钻
第一节 麻 花 钻
二、麻花钻的几何角度 5、 几何角度小结
第二节 钻削原理
一、切削用量与切削层参数 1.钻削用量
钻削背吃刀量(mm)
ap d / 2
每刃进给量(mm/z)
钻削速度(m/min)
fz f /2
v( dn )/1000
2.切削层参数
钻削厚度(mm) 钻削宽度(mm)
h fsin( / 2 ) D
第三节 钻头的修磨
一、修磨横刃 1、目的 在保持钻尖强度的前提下,尽可能增大钻尖部分 的前角、缩短横刃的长度,降低进给力,提高钻尖定 心能力。 2、两种较好的修磨形式
a)加大横刃前角
b)磨短横刃并加大前角
第三节 钻头的修磨
二、修磨主切削刃 ——改变刃形或顶角,以增大前角,控制分屑断屑。
a) 磨出内凹圆弧刃
第二节 钻削原理
二、钻削过程特点 2.钻削力 钻头每一切削刃都产生切削力,包 括切向力(主切削力)、背向力(径向 力)和进给力(轴向力)。当左右切削 刃对称时,背向力抵消,最终构成对钻 头影响的是进给力Ff 与切削转矩Mc。 钻削力实验公式:
F C d f f F f
zF yF f f
K F f
思考题:
1.试述孔加工刀具的类型及其用途。 2.作图表示麻花钻结构、标注结构参数与 刃磨角度。 3.分析麻花钻前角、后角、主偏角及端面 刃倾角的变化规律。 4.为什么要对麻花钻进行修磨?有哪些修磨 方法?
常用加工工艺
常用加工工艺随着工业的发展,各种加工工艺也越来越多样化。
本文将介绍几种常用的加工工艺,并对其原理和应用进行详细阐述。
一、车削加工车削加工是一种通过旋转工件,利用切削刀具将工件上的材料削除的工艺。
它是金属加工中最常用的一种工艺之一。
在车床上进行车削加工时,切削刀具的刀尖沿工件轴向移动,同时工件也在旋转。
通过控制切削刀具和工件的相对运动,可以实现对工件形状和尺寸的精确控制。
车削加工广泛应用于制造各种轴类零件和外表面精度要求较高的零件。
二、铣削加工铣削加工是一种通过切削刀具旋转的刀尖,对工件上的材料进行切削的工艺。
与车削加工相比,铣削加工可以实现对工件表面的各种不规则形状的加工,如凹槽、齿轮等。
铣削加工通常在铣床上进行,通过控制切削刀具和工件的相对运动,可以获得所需的加工效果。
铣削加工广泛应用于制造各种复杂形状的零件。
三、钻削加工钻削加工是一种通过旋转刀具,在工件上进行孔加工的工艺。
钻削加工通常在钻床上进行,钻床上的刀具称为钻头。
钻头的刀尖具有尖锐的切削边,可以将工件上的材料削除,形成孔洞。
钻削加工可以实现对工件的径向孔和轴向孔的加工。
钻削加工广泛应用于制造各种孔加工。
四、铸造工艺铸造工艺是一种通过将熔融金属或其他物质倒入模具中,待其冷却凝固后取出的工艺。
铸造工艺可以制造出各种形状复杂的零件,且成本较低。
铸造工艺通常包括砂型铸造、金属型铸造和压铸等。
砂型铸造是最常用的一种铸造工艺,它通过在模具中填充湿砂,然后将熔融金属倒入模具中,待其冷却凝固后取出。
金属型铸造是一种使用金属模具进行铸造的工艺,它可以制造出更精确的零件。
压铸是一种通过将熔融金属注入金属模具中,并施加高压使其充满模具并冷却凝固的工艺。
五、焊接工艺焊接工艺是一种通过加热工件和填充材料,使其熔化并形成牢固连接的工艺。
焊接工艺广泛应用于金属材料的连接。
常见的焊接工艺包括电弧焊、氩弧焊和激光焊等。
电弧焊是一种通过电弧产生高温,使工件和填充材料熔化并形成连接的工艺。
机械加工常见的工艺有哪些
机械加工常见的工艺有哪些
1.车削加工:利用车床上的刀具将工件表面旋转切削,加工出不同形状和尺寸的产品。
2.铣削加工:利用铣床上转动的刀具将工件表面不断切除,形成不同形状和尺寸的产品。
3.钻削加工:利用钻床上的钻头对工件进行穿孔和挖孔的加工。
4.磨削加工:利用磨床上的砂轮和工件磨擦产生热量,使工件表面得到精密的磨削。
5.拉削加工:将直杆材料通过拉床拉制成不同形状的产品,如螺丝、螺母等。
6.冲压加工:利用冲床对板材进行冲裁、成型、弯曲和拉伸等工艺。
7.电火花加工:利用电火花机床对金属材料进行加工,其中有些特殊硬度材料只能通过电火花加工才能实现其零件制作。
8.激光切割加工:利用激光切割机对材料进行切割,是一种高效、高精度的加工方式。
(完整版)钻削加工,钻头磨制方法
1钻小孔的精孔钻钻削直径在 (2 ~ 16)mm的内孔时刃和较大的后角, 刃口十分尖利较高的加工精度和表面质量。
, 可将钻头修磨成图7-1 所示的几何形状, 使其拥有较长的修光, 近似铰刀的刃口和较大的容屑槽, 可进行钻孔和扩孔, 使孔获取钻孔或扩孔时, 进给要平均。
对钻削碳钢时加工精度可达6) μ m。
采纳的切削用量: Vc =(2 ~IT(6 ~ 8),~0.2)mm/r表面粗拙度可达。
冷却润滑液为乳化液或植~ 1.物油。
2半孔钻工件上本来就有圆孔, 要扩成腰形孔, 这就需要钻半孔了。
若采纳一般的钻头进行钻削,会产生严重的偏斜现象,甚至没法钻削加工。
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。
实质钻削时,还会碰到超出半孔和不超出半孔的状况,因为二者的切削分力状况不一样,一定对半孔钻的几何参数作必需的修正,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°特别是后角不可以大,大了此后不单惹起“扎刀”,并且孔底面呈波涛形,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,以便钻头安心,使钻削安稳。
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,不可以用一般钻头,不然钻出的孔就会出现不圆、成多角形、孔口飞边、毛刺很大,甚至薄板歪曲变形,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,当用一般麻花钻的钻尖刚钻透时,钻头失掉安心的能力,工件发生颤动,刀刃忽然多切,扎入薄板,切削力急增,易使钻头折断或手扶不住,造成事故。
图7-6 所示的薄板钻,钻时钻尖先切人工件,起安心作用,两个风力的外尖快速把中间切离,获取所要求的孔用它钻薄板的洁净利落,安全靠谱。
钳工基础—钻头与钻孔工艺
钳工基础—钻头与钻孔工艺一、钻孔1.钻孔是指用钻头在实体材料上加工出孔的操作。
2.钻削的特点钻削的特点是钻头转速高;摩擦严重、散热困难、热量多、切削温度高;切削量大、排屑困难、易产生振动。
钻头的刚性和精度都较差,故钻削加工精度低,一般尺寸精度为IT11~IT10,粗糙度为Ra100~25。
3.钻孔设备常用的有台式钻床、立式钻床、摇臂钻床、手电钻等。
二、钻头(麻花钻)(1)麻花钻头的构造麻花钻由柄部、颈部和工作部分(切削部分和导向部分)组成。
麻花钻一般用高速钢W18Cr4V或W9 Cr4V2制成,淬硬后的硬度为HRC62~68。
①柄部是钻头的夹持部分,用于装夹定心和传递扭矩动力。
钻头直径小于12mm时,柄部为圆柱形;钻头直径大于12mm时,柄部一般为莫氏锥度。
②颈部是工作部分和柄部之间的连接部分。
用作钻头磨削时砂轮退刀用,并用来刻印商标和规格号等。
③工作部分包括切削部分和导向部分。
切削部分切削部分起主要切削作用。
它由前、后刀面、横刃、两主切削刃组成。
导向部分导向部分有两条螺旋形棱边,在切削过程中起导向及减少摩擦的作用。
两条对称螺旋槽起排屑和输送切削液作用。
在钻头重磨时,导向部分逐渐变为切削部分投入切削工作。
(2)麻花钻头的刃磨①标准麻花钻的刃磨要求两刃长短一致,顶角对称。
顶角符合要求,通常为118°±2°。
获得准确、合适的后角。
通常外缘处的后角为10°~14°。
横刃斜角为50°~55°。
两主切削刃长度以及和钻头轴心线组成的两角要相等。
否则在钻孔时都将使钻出的孔扩大或歪斜,同时,由于两主切削刃所受的切削抗力不均衡,造成钻头很快磨损。
两个主后面要刃磨光滑。
②标准麻花钻的刃磨方法两手握法右手握住钻头的头部,左手握住柄部。
钻头与砂轮的相对位置钻头轴心线与砂轮圆柱母线在水平面内的夹角等于钻头顶角的一半,被刃磨部分的主切削刃处于水平位置。
刃磨动作将主切削刃在略高于砂轮水平中心平面处先接触砂轮。
钻削加工的工艺特点
钻削加工的工艺特点一、前言钻削加工是一种常用的金属加工方法,其特点是可以在较短时间内快速地将金属材料切削成所需形状。
本文将从钻削加工的工艺特点、钻头的选择、加工参数的设定等方面进行详细介绍。
二、钻削加工的工艺特点1. 钻削加工是一种高效率的金属切削方法,可以在较短时间内完成大量金属材料的切削。
2. 钻头具有较高的硬度和耐磨性,能够在高速旋转时保持稳定性,不易变形。
3. 钻头具有较小的切口宽度和精度高的切削能力,可以实现高精度加工。
4. 钻头适用于多种材料的加工,如铝合金、不锈钢等。
5. 钻头适用于多种形状和尺寸大小不同的孔洞加工。
三、钻头选择1. 根据被加工材料选择合适的钻头材质。
对于硬度较低、韧性较强的材料,可选用高速钢或HSS-Co(5%)等;对于硬度较高、韧性较差的材料,应选用硬质合金钻头。
2. 根据被加工孔洞的直径选择合适的钻头。
一般来说,孔洞直径小于3mm时可选用HSS钻头;孔洞直径大于3mm时应选用硬质合金钻头。
3. 根据被加工材料的切削性能选择合适的钻头形状。
如对于易碎材料,可选用中心钻或锥度钻;对于易断屑材料,可选用螺旋槽式钻头。
四、加工参数设定1. 旋转速度:旋转速度应根据被加工材料的硬度和切削性能进行选择。
一般来说,硬度较高、切削性能较差的材料需要使用较低的旋转速度。
2. 进给量:进给量应根据被加工材料、孔洞直径等因素进行选择。
一般来说,孔洞直径越大,进给量越大;同时还需考虑到被加工材料的硬度和切削性能等因素。
3. 切削深度:切削深度应根据被加工材料的硬度和切削性能进行选择。
一般来说,硬度较高、切削性能较差的材料需要使用较小的切削深度。
五、注意事项1. 在钻削加工过程中,应注意保持钻头与被加工材料之间的冷却润滑,以避免过热导致钻头变形。
2. 在进行孔洞加工时,应注意保持钻头与被加工材料之间的垂直关系,以确保孔洞质量和精度。
3. 在进行孔洞加工前,应先进行试验加工,以确定合适的旋转速度、进给量和切削深度等参数。
普通刀具切削加工方法综述 一、车削加工 (1)定义:工件旋转做
铣削种类 粗铣 半精铣 尺寸公差等级 IT12~IT11 IT10~IT9 IT8~IT7 表面粗糙度Ra 25~12.5µm 6.3~3.2µm 3.2~1.6µm (直线度可达0.08~0.12mm/m)
精铣
1.铣平面:端铣、周铣和两种兼有 (1)镶齿端铣刀:刀齿为硬质合金,切削速度Vc>100m/min,生 产率高,主要加工大平面。 (2)套式立铣刀:高速钢,切削速度Vc为30~40 100m/min,生 产率低,用于铣削各种中小平面和台阶面。 (3)圆柱铣刀:高速钢,卧铣铣削中小平面。 (4)三面刃铣刀:卧铣铣削小型台阶面和四方、六方螺钉头等小 平面。 (5)立铣刀:铣削 中小平面。 2.铣沟槽:
四、铣削加工
(1)定义:铣刀旋转作主运动,工件作进给运动的切削加工方法 称为铣削加工。 (2)铣削加工机床:可在卧式铣床(卧铣)、立式铣床(立铣)、 龙门铣床、工具铣床及各种铣床上进行。 (3)加工对象:平面(水平面、垂直面、斜面)、沟槽(直角槽、 键槽、V形槽、燕尾槽、T形槽、圆弧槽、螺旋槽)、成形面、孔 (钻孔、扩孔、铰孔、铣孔)和分度工作。
二、钻削加工
(1)定义:用钻头或铰刀、锪刀在工件上加工孔的方法统称为 钻削加工。 (2)可进行钻削加工的机床:台式钻床、立式钻床、摇臂钻床、 车床、铣床、铣镗床等机床。
1.钻孔
用钻头在实体材料上加工孔的方法称为钻孔。钻孔属于粗加工, 其尺寸公差等级为IT12~IT11,表面粗糙度Ra 值为25~12.5 µm 。 (1)麻花钻头结构特点 1 两个前刀面(螺旋槽) 两个主后刀面 两个副后刀面(棱边) 两条主切削刃 两条副切削刃 一条横刃(两主后刀 面交线)
钻削与钻头的基本概念
钻削与钻头的基本概念关键字:钻削钻头锪沉孔锪锥孔锪孔口平面图1 锪孔用各种钻头进行钻孔、扩孔或锪孔的切削加工。
钻孔是用麻花钻、扁钻或中心孔钻等在实体材料上钻削通孔或盲孔。
扩孔是用扩孔钻扩大工件上预制孔的孔径。
锪孔是用锪孔钻在预制孔的一端加工沉孔、锥孔、局部平面或球面等,以便安装紧固件。
钻削方式主要有两种:①工件不动,钻头作旋转运动和轴向进给,这种方式一般在钻床、镗床、加工中心或组合机床上应用;②工件旋转,钻头仅作轴向进给,这种方式一般在车床或深孔钻床上应用。
麻花钻的钻孔孔径范围为0.05~100mm,采用扁钻可达125mm。
对于孔径大于100mm的孔,一般先加工出孔径较小的预制孔(或预留铸造孔),而后再将孔径镗削到规定尺寸。
图2 麻花钻的钻削要素钻削时,钻削速度v是钻头外径的圆周速度(米/分);进给量f是钻头(或工件)每转钻入孔中的轴向移动距离(mm/r)。
图2是麻花钻的钻削要素,由于麻花钻有两个刀齿,故每齿进给量af=f/2(mm/齿)。
切削深度ap有两种:钻孔时按钻头直径d的一半计算;扩孔时按(d-d0)/2计算,其中d0为预制孔直径。
每个刀齿切下的切屑厚度a0=afsinKr,单位为mm。
式中Kr为钻头顶角的一半。
使用高速钢麻花钻钻削钢铁材料时,钻削速度常取16~40米/分,用硬质合金钻头钻孔时速度可提高1倍。
钻削过程中,麻花钻头有两条主切削刃和一条横刃,俗称“一尖(钻心尖)三刃”,参与切削工作,它是在横刃严重受挤和排屑不利的半封闭状态下工作,所以加工的条件比车削或其他切削方法更为复杂和困难,加工精度较低,表面较粗糙。
钻削钢铁材料的精度一般为IT13~10,表面粗糙度为Ra20~1.25µm,扩孔精度可达IT10~9,表面粗糙度为Ra10~0.63µm。
钻削加工的质量和效率很大程度上决定于钻头切削刃的形状。
在生产中往往用修磨的方法改变麻花钻头切削刃的形状和角度以减少切削阻力,提高钻削性能,中国的群钻就是采用这种方法创制出来的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
钻头与钻削加工最近在德国金属加工行业所做的一项调查表明,钻削加工是机械加工车间耗时最多的工序。
事实上,在所有的加工工时中,有36%消耗在孔加工操作上。
与此对应的是,车削加工耗时为25%,铣削加工耗时为26%。
因此,采用高性能整体硬质合金钻头取代高速钢和普通硬质合金钻头,能够大幅度减少钻削加工所需的工时,从而降低孔加工成本。
过去几年来,切削加工参数(尤其是切削速度)在不断提高,特别是高性能整体硬质合金钻头的切削速度提高明显。
20年前,整体硬质合金钻头的典型切削速度为60~80m/min。
如今,在机床能够提供足够的功率、稳定性和冷却液输送能力的条件下,采用200m/min的切削速度钻削钢件已不足为奇。
尽管如此,与车削或铣削加工的一般切削速度相比,钻削加工在加工效率上还有很大的提高潜力。
整体硬质合金钻头对于基体的韧性要求很高,而钻头的磨损在可控和均匀稳定的情况下是可以接受的。
因此,典型的钻削刀具牌号比车削或铣削刀具含有更多的钴元素。
钻头材质通常采用微细晶粒硬质合金,以提高切削刃强度,确保均匀磨损而不发生崩刃。
用硬质合金钻头加工时通常要使用水基切削液,因此切削刃处的温度并不太高,但要求钻头具有抗热冲击性。
性能最佳的钻头牌号是典型的纯碳化钨材料,而无需大量添加碳化钽或碳化钛。
对于整体硬质合金钻头而言,涂层必须发挥比仅仅提高表面硬度和耐磨性更大的作用。
涂层必须在刀具与工件材料之间提供隔热层并保持化学惰性;必须将工件材料与涂层之间的粘结作用降至最低以减小摩擦;涂层表面必须尽可能光滑;此外,麻花钻的涂层还必须具有抗裂纹扩散能力。
钻削加工的动力学特性可能会引起微裂纹,为了保持刀具寿命,就必须阻止裂纹扩散。
通过选择正确的涂层工艺和生成适当的涂层显微结构,可使涂层材料处于压应力状态下,从而大幅度延长刀具寿命。
采用多层涂层可以获得良好的使用效果。
多层涂层能阻止微裂纹在各层涂层之间扩散,即使有个别涂层出现损坏和剥落,其它的涂层仍可对硬质合金基体起到保护作用。
对于钻削刀具,采用纳米涂层和精确定制涂层也具有很大的发展潜力。
例如,一种顶层采用TiN的新型TiAlN纳米涂层可使在钻削加工不锈钢时遇到的许多问题迎刃而解。
平滑的TiN顶层涂层可减小刀具与工件材料的粘结与摩擦,而下层的TiAlN纳米涂层可为刀具提供硬度和耐磨性。
这种涂层具有极佳的防裂纹扩散性和防热震性,在钻削不锈钢时切削速度可达70~80m/min,几乎是常规钻头的2倍。
为了充分发挥现代硬质合金基体和表面涂层的优异性能,就必须对钻头的几何参数和钻型进行优化设计,必须根据加工用途对钻尖、钻尖角、刃带形状、切削刃制备、排屑槽型、排屑槽和刃带的数量等进行合理调整。
高效切削钻头一般都采用四种钻尖几何形状中的一种。
其中,带横刃的四面体钻尖容易磨制,同时易于控制磨削公差,但它的中心余隙较小,当进给量较大时后刀面会与孔底接触,因此影响进给率的提高。
另一种是锥形钻尖,与四面体钻尖相比它的中心余隙较大,因此钻削时产生的轴向推力较小,但这种钻尖几何形状较为复杂,不易保证刀具制造和管理的一致性。
除上述两种钻尖型式外,可供选择的还有螺旋钻尖,它又分为两种不同类型:传统的螺旋钻尖带有一个排屑槽,切屑可从中心部位排出;新型螺旋钻尖则同时磨制出排屑槽和后刀面,从而可消除钻削台阶,进一步改善切屑流。
由于这两种钻尖设计的中心余隙大于其它几种钻尖几何形状,因此具有很高的进给能力。
此外,新型螺旋钻尖还具有高速切削能力,并能以较小的轴向推力进行钻削。
这种钻尖几何形状的唯一缺点是制造钻头时所需的磨削工艺比较复杂。
在选择钻头时,除刀具寿命和加工速度外,另一个需要考虑的主要因素是孔的加工质量。
近年来,如何减少毛刺成为关注的重点。
去毛刺是一种典型的手工工序,加工成本很高,如果操作不当,还可能引起严重问题。
整体硬质合金钻头在高速回转和进给时会对工件材料产生很大压力。
因此,采用常规的钻型设计或钻尖角度加工时,会在通孔的出口处产生较大毛刺。
为解决这一问题,最简单的方法是将钻尖角增大到135°~145°,钻尖角在此范围内的钻头可在孔的出口处产生一个圆盘,并使工件材料始终处于拉应力作用下,使材料易于切削而不只是将其推出工件之外。
切削刃制备、钻顶倒棱及其它几何参数优化措施也会对减少毛刺起到很大作用。
在钻削灰铸铁和延性铸铁时则会产生完全不同的问题。
这些材料脆性较大,在通孔的出口处更容易出现材料崩碎现象而不是形成毛刺。
材料崩碎不仅会影响工件质量,还可能导致钻头破损。
专为铸铁加工而设计的钻顶倒棱可以使钻头以非常平稳的方式钻出工件,并保持切削直至最后一转,从而有助于避免材料崩碎现象的发生。
钻尖设计需要根据排屑槽的几何参数而不断调整。
切削刃数、横刃厚度、排屑槽宽度、刃带宽度等都是设计钻尖时需要考虑的因素。
此外,工件材料的影响也不容忽视。
在钢件上钻孔时,二槽麻花钻通常是最佳的刀具选择。
这种钻头使用方便,易于重磨,具有极好的容错性,足以将径跳误差减至最小,并能容忍机床和工件的不稳定性。
具有2个以上排屑槽的钻头在钻削大长径比的孔或在有内应力的工件材料(如铸钢)上钻孔时具有性能优势。
三槽钻头由于有3条刃带和3个切削刃,因此在钻削时具有更好的导向性和自定心能力。
但由于此类钻头不能承受太大扭矩,因此只推荐用于加工灰铸铁和非铁族材料。
具有2个切削刃和4条刃带的钻头也可作为一种可选刀具方案(尤其在需要刀具内冷却的情况下)。
具有4条刃带的麻花钻在加工钢和铸铁材料时性能优异,因为其容错性非常好,并能以超过单槽钻头约一倍的高进给率进行钻削加工。
这种钻头也是钻削加工深度可达30倍孔径的深孔的首选刀具,其钻削速度约为常规枪钻的5倍。
对于铝合金材料的加工,采用直槽钻头可获得最佳的钻孔精度,并能以相对简易的方式加工出复杂的阶梯孔型。
直槽钻头的缺点是对刀具夹持精度要求极高,此类钻头对径向跳动、过高的切削速度和进给率或较低的冷却液压力缺乏容错能力。
在钻削加工(尤其是深孔钻削)中存在一个非常严重的问题,就是如果钻头在开始阶段偏离了孔的中心线(跑偏),那么在后面的加工中就几乎无法纠偏,刃带将引导钻头沿偏心位置下钻直至孔底。
但由于钻头具有螺旋角,因此钻出的孔也将呈螺旋形。
为了避免出现这种问题,最重要的是必须有一个具有良好自定心能力的正确钻尖。
此外,改善钻头的导向性也有助于防止跑偏。
2条刃带的钻头在钻削开始阶段只能获得25%的支撑,因此即使受到很小的力,也容易偏离中心向大多数方向移动。
而4条刃带的钻头可以在所有方向上获得支撑,因此能加工出具有更好圆度和圆柱度的孔。
4刃带钻头在非均匀钻削或通孔钻削中也能提供更佳的支撑性能,而此类钻削作业在诸如液压零件的加工中是十分常见的。
在如今的钻孔加工中,排屑必须受到完全控制,而不是像过去那样,只要操作者感到钻削力加大,就可以随时采用提钻啄击的方式。
一个至关重要的问题是,从切屑在钻尖处形成开始,就必须以一种可使切屑与排屑槽易于匹配的方式来实现成屑和断屑,并将切屑以较小的摩擦力顺畅排出孔外。
钻削加工的运动学原理实际上有助于切屑的控制,由于钻尖中心处的切削速度为零,因此切屑或多或少会在横刃的周围流动,并将在排屑槽内完全成形,只要排屑槽具有正确的几何形状,就很容易生成尺寸大小如一的切屑。
此外,排屑槽直至两端全部采用负的横刃锥度并将槽壁表面磨光,也有助于形成自由切屑流,实现在受控状态下进行钻削加工。
使用正确的钻头和合理的钻削工艺参数,可以提高生产效率,降低加工成本。
但应如何看待刀具成本呢?首先,这些先进钻头几何形状与传统钻头几何形状相比制造难度更大,因此一般来说新型钻头的价格也比传统钻头更贵。
但是,这种新型钻头可以重磨4~5次,虽然每一次重磨后刀具寿命会降低约10%,但仍然可能实现节省刀具费用50%以上。
不过,每次重磨后引起的钻头寿命降低也可能带来一些问题。
为了保证加工安全,只有具有高安全系数的钻头才能用于加工,因此用户必须使用一套监测跟踪系统来及时更换重磨过的钻头。
为解决这一问题,唯一的方法是采用“用过即弃”式产品,但使用一次性的整体硬质合金钻头通常很不经济。
一种新的模块式钻头设计能够有效避免上述问题。
这种钻头采用了可换式硬质合金钻尖,其切削性能和刀具寿命与高效整体硬质合金钻头不相上下。
钻尖与钢制钻柄之间没有采用螺纹连接或其它在小直径钻头上难以操作的连接方式。
由于设计钻尖时不必考虑重磨需要,因此可对钻尖几何形状进行优化,钻尖的横刃区采用了正前角,以减小切削力和改善自定心能力。
由于合金钢钻体与整体硬质合金钻头相比刚性有所下降,因此采用正前角对钻头刚性进行补偿至关重要。
与常规硬质合金钻头不同,模块式钻头的排屑槽并非从前至后都采用相同的螺旋角,而是在排屑槽前部采用右手螺旋线以加速切屑流动,在排屑槽后部则采用很小的负螺旋角,负螺旋角对于增加钻头的稳定性和减小振动特别有用,同样,它对于补偿钢制钻体的刚性降低也十分重要。
与整体硬质合金钻头相比,模块式钻头的另一个不同之处是冷却液的出口位于排屑槽内,直接对准切削刃的前刀面(整体硬质合金钻头冷却孔的出口则是在钻尖侧面),这种设计的重要性在于切削刃前刀面通常是加工温度最高的区域,非常需要在切屑与刀具材料之间提供有效冷却。
这种冷却孔设计在优化冷却效果的同时,还可对切屑产生一种热冲击作用,有助于改善切屑控制。
由于钻头横刃不直接暴露在冷却液冲击下,因而也有利于切屑在切削速度非常低的横刃区成形。
除了刀具寿命一致性好以外,使用模块式钻头的另一个重要优势是可以大大减少刀具存量。
使用常规硬质合金钻头时,由于有大量钻头经常处于重磨再处理流程中,因此对钻头存量需求很大。
使用一次性钻头则省去了重磨再处理流程,刀具存量就等于在机加工的钻头数量(或许再在工具架上预备少量备件)。