钻创与孔加工刀具

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第三节 钻削与麻花钻
由以上对标准麻花钻的分析可知,标准麻花钻尚存在以下缺 陷:
切削刃各点前角相差较大(由300--300),切削能力相差悬 殊;
横刃前角小(负值)、长度大,使钻削时的轴向力大,定心性 差;
切削刃长,切削宽度宽,切削刃各点的切削速度不相等,切 削钢时切屑卷曲困难,不易排屑;
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第三节 钻削与麻花钻
(2)螺旋角刀螺旋角是钻头螺旋沟最外缘的螺旋线展成直线 后与钻头轴线间的夹角(图6-10)。其值为:
tan d 2 R
PP
切削刃上一点m的螺旋角,它位于dm的圆柱上,其值为:
tan
m
dm d
tan
rm R
tan
2.切削部分
麻花钻的切削部分由以下几个切削刃组成:
套料钻的刀齿分布在圆形的刀体上,图中所示有四个刀齿。 同时在刀体上装有分布均匀的导向块(4~6个)。加工时,只 是把工件上一圈环形材料切除,从中间套出一个尚可利用的 芯棒。
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第三节 钻削与麻花钻
一、钻削运动 钻削时的切削运动和车削一样,由主运动 (钻头或工件的旋
转运动)和进给运动 (钻头的轴向运动)所组成,其合成运动 为,如图6-8所示。 二、麻花钻的组成 麻花钻由柄部、颈部和工作部分组成。 柄部用以装夹钻头和传递轴向力和扭矩。钻头直径小于13 mm时,通常采用直柄(圆柱柄);直径在12mm以上时,采 用圆锥柄。锥柄部分的扁尾是供斜铁将钻柄从钻套中取出之 用。
交线。 三个尖它们是钻心尖和两边的刀尖。
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第三节 钻削与麻花钻
(2)横刃变短、变尖、变低 变短 由于磨出前刀面3,使横刃变窄 变尖 由于磨出了月牙槽后刀面2,使横刃变尖。 变低 由于月牙槽后刀面2向内凹,使横刃降低 (3)磨出分屑槽 2.基本群钻的刃磨参数 基本群钻的刃磨参数如表6-3所列。 3.基本群钻的结构特点 (1)圆弧刃由于磨出圆弧刃、加大了这段切削刃的主偏角,
切削刃由两个螺旋沟所形成的两个前刀面与两个由刃磨得到 的后刀面相交所形成两个切削刃;
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第三节 钻削与麻花钻
副切削刃由两个螺旋形前刀面与两个圆柱棱带(螺旋形)相交 形成的两个副切削刃;
横刃由两个切削刃后刀面(由刃磨得到)相交形成的横刃。 三、麻花钻的几何角度 麻花钻从结构上看比车刀复杂,但从切削刃来看,麻花钻只
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第三节 钻削与麻花钻
目前国内外已出现许多不同结构的硬质合金可转位刀片钻头, 如图6 - 27所示。它装有两个凸三边形刀片,用沉头螺钉夹 紧在刀体上,一个刀片靠近中心,另一个在外径,切削时可 起分屑作用。钻头的几何角度由刀体上的安装角度所决定。
八、麻花钻后刀面的锥面磨法 1.麻花钻锥面磨法原理 锥面磨法就是把麻花钻的后刀面,作为圆锥体表面的一部分
出前角,有利于钻头的定心和减小轴向力。 (3)修磨分屑槽(Fra Baidu bibliotek6-21)在钻削塑性材料时,为了便于排屑,
可在两切削刃上交错磨出分屑槽,使切屑分割成窄条,便于 排屑。 (4)修磨棱边(图6一22)加工软材料时,为了减小棱边(后角 为零)与加工孔壁的摩擦,对直径大于12mm以上的钻头, 可如图6一22对棱边进行修磨。修磨后钻头的耐用度可提高 一倍以上。
第六章 钻创与孔加工刀具
第一节 孔加工刀具分类 第二节 深孔钻 第三节 钻削与麻花钻 第四节 铰刀 第五节 镗刀 第六节 孔加工复合刀具
第一节 孔加工刀具分类
由于孔的形状、规格、精度要求和加工方法各不相同,孔加 工刀具种类很多。按其用途可分为在实体材料上加工孔用刀 具及对已有孔加工用刀具,如图6-1和6-2所示。
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第三节 钻削与麻花钻
2.后角αt 刃磨钻头时,必须使αt沿切削刃各点不相等,外径处小而内
径处大。其原因是钻头在工作时,由于进给量f的影响(图6 一16),切削刃上一点m处的工作后角为:
fem fm m
3.横刃斜角 钻头在端视图中横刃与中剖面间的夹角称为横刃斜角 五、麻花钻的修磨 1.标准麻花钻的缺陷
是有两个对称的切削刃,两个对称的副切削刃和一个横刀。 1.切削刃(图6一11) (1)基准参考平面钻头的基面是过m点包括钻头轴线在内的
平面。 (2)切削刃的几何角度
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第三节 钻削与麻花钻
主偏角,钻头切削刃上选定点m的主偏角是切削刃在基面上 的投影与进给运动
刃倾角 钻头切削刃上选定点m的刃倾角是在该点的切削平 面内,切削刃与之间的夹角,如图6-11的S向投影图所示。
七、硬质合金麻花钻 加工脆性材料如铸铁、绝缘材料、玻璃等,采用硬质合金钻
头,可显著提高切削效率。Φ5mm以下的硬质合金麻花钻 都作成整体的;Φ6~12mm的可作成直柄镶片硬质合金麻花 钻,Φ6 ~30mm可作成锥柄镶片硬质合金麻花钻。 用于加工高锰钢(2GMn13)的硬质合金钻头,为适应该材 料硬化现象严重的特点,使刀片前角小,而采用双螺旋角
2.喷吸钻
喷吸钻是一种新型内排屑深孔钻。它是利用流体喷射效应原
理,即当高压流体经过一个狭小的通道(喷嘴)高速喷射时,
在这个射流的周围便形成低压区,使切削液排出的管道产生
压力差,而形成一定“吸力”,从而加速切削液和切屑的排
出。
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第二节 深孔钻
3.套料钻 钻削直径大于60mm的孔,可采用如图6-7所示的套料钻。
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第四节 铰刀
铰刀直径公差的选取,直接影响铰孔后的尺寸精度、铰刀制 造成本与使用寿命。其大小与被铰孔的精度级IT,铰刀的制 造公差,铰刀磨损储存量和铰孔后孔径可能产生的扩张量或 收缩量有关。铰孔时,由于机床主轴的偏摆、铰刀切削刃的 径向跳动、铰刀的安装误差,以及由于产生积屑瘤等因素, 使铰孔后的孔径大于铰刀圆柱部分直径而产生扩张量;有时又 由于工件弹性或热变形的恢复,例如在用硬质合金铰刀铰孔 时,由于切削温度高,而产生铰孔后孔径缩小的现象。
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第三节 钻削与麻花钻
(2)副后角 钻头副后角是钻头副后面与副切削平面间的夹 角
(3)副刃倾角 钻头副切削刃的刃倾角 四、麻花钻的刃磨角度 1.锋角2φ 锋角2φ 是钻头两切削刃在中剖面上的夹角(图6一15)。中
剖面是过钻头轴线并平行于两切削刃的平面。加工钢、铸铁 的标准麻花钻的原始锋角(设计钻头时)2φ=118°麻花钻 在使用时,根据加工条件所刃磨的锋角称为使用锋角2φ。
如图6 - 24所示,KrB >90°。内刃锋角为135°,其主 偏角也增大。Kr增大,则钻头前角增大。
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第三节 钻削与麻花钻
(2)由于横刃短而尖,又有分屑槽,所以群钻定心好,排屑 顺利使用群钻加工钢料时,其轴向力可比标准麻花钻降低 35%~50%;扭矩减小10%-30%;耐用度提高3-5倍。
2.齿数 铰刀齿数,一般为4~12齿。齿数多,则导向性好、切削厚
度薄、铰孔质量高。但齿数过多,会降低刀齿强度和减小容 屑空间。铰刀齿数通常根据铰刀直径和工件材料的性质选取。
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第四节 铰刀
的一种刃磨方法,其原理如图6-28所示。
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第三节 钻削与麻花钻
刃磨时,钻头绕假想锥体轴线上下摆动。由于砂轮周边与锥 体的母线相一致,因而,使磨削后的钻头后刀面成为假想锥 体表面的一部分。
由上述可见,麻花钻的后刀面,经锥面磨法磨削后,其后刀 面的形状由θ,σ,H和s等四个参数所决定。
切削刃与棱刃(副切削刃)转角处(刀尖)切削速度最高,棱刃 的后角为零,因此转角处的磨损最快。
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第三节 钻削与麻花钻
2.常用的修磨方法 (1)修磨出过渡刃或双重刃(图6-19)在钻头的转角处磨出过
渡刃,使钻头具有双重刃。 (2)修磨横刃(图6-20)将原来的横刃长度修磨短,同时修磨
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第二节 深孔钻
深孔一般指孔的长径比大于5倍的孔。钻深孔时,由于切削 液不易到达切削区域;切削热不易传散;排屑困难和因刀具细 长,刚性差,钻孔时容易产生引偏和振动。
一、枪钻 1.结构与工作原理 如图6-3所示,枪钻由切削部分和钻杆组成。切削部分由高
速钢或硬质合金制成,并作出排屑槽;钻杆用无缝钢管制成, 在靠近钻头处滚压出排屑槽,钻杆直径比钻头径小 0.5~1mm,用焊接方法将两者连接在一起,焊接时使排屑 槽对齐。
(3)后角沿切削刃的变化规律若在距横刃很近的切削刃上取 另一点,和图6-29(b)一样,在F-F剖面内,同样也是一个 假想椭圆,不过这个椭圆由于距锥尖近,它的长轴和短轴都 比前面(距锥尖远些)的小,因而在椭圆周边上各点的曲率就 变大,在£值相同的条件下,其后角变大。由此可见,麻花 钻用锥面磨法,可获得切削刃的刃磨后角由外径向内(钻芯) 逐渐增大。
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第四节 铰刀
铰刀是用于中小孔的半精或精加工的多刃刀具。 一、铰刀的类型 常用铰刀的类型如图6-32所示。 二、圆柱机用铰刀的结构要素 如图6 - 33所示,铰刀由工作部分、颈部和柄部组成。工作
部分包括切削部分和校准部分。校准部分又分为圆柱部和倒 锥部。圆柱部主要起校正导向和修光作用;倒锥部则为了减少 切削刃和孔壁的摩擦,并防止因铰刀歪斜而引起孔径扩大。 1.直径公差
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第三节 钻削与麻花钻
1.导向部分 钻头导向部分由两条螺旋沟所形成的两螺旋形刃瓣组成。两
刃瓣由钻芯连接,为减小两螺旋刃瓣与已加工表面的摩擦, 在两刃瓣上作出了两条螺旋棱边称为刃带,用以引导钻头并 形成副切削刃;螺旋沟用以排屑和导入切削液并形成前刀面。 (1)直径(d)、倒锥和钻芯直径dc 钻头直径按标准系列从0. 2~95 mm,使用时根据需要选取。直径向锥柄方向作成倒 锥,其倒锥量为0.05~0.12/100mm,它起着相当于副 偏角的作用,以减小摩擦。
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第二节 深孔钻
钻头由钻体、分布在不同圆周上的三个切削刃(1,2,3)和两 个导向块(a,B)组成。工作时,高压切削液(2~6MPa), 从钻杆与孔壁间的间隙处送人到切削区,起冷却润滑作用。
这种深孔钻,由于三个刀齿排列在不同的圆周上并分为内刀 齿与外刀齿,因而没有横刃,降低了轴向力;不平衡的圆周力 和径向力由圆周上的导向块承受,使深孔钻具有‘较好的导 向性;由于刀齿交错排列,切削时,可起分屑作用,使排屑方 便。
2. H,s值的变化对钻头刃磨后角a:的影响 (1)H值 H值大(绝对值),所形成的钻头后刀面,远离假
想锥体锥尖C,由于锥体直径变大,曲率变小,使后刀面的 变化平缓;若H值变小,则相反。
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第三节 钻削与麻花钻
(2)S值由图6 - 29可见,如过切削刃上选定点m1作平行于 钻头轴线的F-F(pt)剖面,所得到的如图6-29(b)所示,为 一假想椭圆。
前角 钻头切削刃上选定点m的前角是正交平面内前刀面 (过m点的切线)与基面间的夹角。
后角 钻头切削刃上选定点m的后角,是正交剖面内后刀面 与切削平面之间的夹角。为了测量方便,
2.副切削刃(图6一13) (1)副偏角 钻头副偏角是由钻头导向部分的直径向柄部方
向倒锥而形成的,其值很小,为0. 025~0. 6/100mm
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第二节 深孔钻
2.切削部分的几何参数 切削部分仅在钻头轴线的一侧有切削刃并呈折线形,分外切
削刃(D)与内切削刃(E)。钻尖与钻头中心有一偏心e。由于 枪孔钻只有一个切削刃,并为外排屑,也称单刃外排屑深孔 钻。 二、其他深孔钻 1.内排屑深孔钻 当加工直径在12~120mm之间,长径比在100之内的深 孔时,可采用内排屑深孔钻。它有单刃和多刃两种。这里只 介绍常用的硬质合金多刃内排屑深孔钻,如图6 -5所示。
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第三节 钻削与麻花钻
六、群钻(简介) 群钻是一种新钻型。 1.基本群钻的几何角度 (1)切削刃分成三段,并形成三个尖 外刃AB段切削刃是后刀面与螺旋沟的交线,其长度为Z。 圆弧刃BC段切削刃是月牙槽后刀面2与螺旋沟的交线,圆弧
半径为R 内刃C刀段切削刃是修磨的内刃前刀面3与月牙槽后刀面2的
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