钻削基础知识

概述

用钻头在实体材料上加工孔叫钻孔。各种零件的孔加工,除去一部分由车、镗、铣等机床完成外,很大一部分是由钳工利用钻床和钻孔工具(钻头、扩孔钻、铰刀等)完成的。在钻床上钻孔时,一般情况下,钻头应同时完成两个运动;主运动,即钻头绕轴线的旋转运动(切削运动);辅助运动,即钻头沿着轴线方向对着工件的直线运动(进给运动),钻孔时,主要由于钻头结构上存在的缺点,影响加工质量,加工精度一般在IT10级以下,表面粗糙度为Ra12.5μm左右、属粗加工。

钻削工具的种类

1、按材质分类

可分为:普通高速钢钻头、含钴高速钢钻头、粉末高速钢钻头、硬质合金钻头、CBN钻头、PCD钻头及MCD钻头等。

2、按装夹种类分类

可分为:直柄钻头、锥柄钻头(MT 、NT)

3、按结构分类

可分为:焊接式、 一体式、 分体式(舍弃式,通常称刀粒钻头)。

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加工的设备及钻削加工的特点

加工的特点

1、弹性量大,孔径变化变大,精度不好保证,通常在0.02mm左右。

高精度孔加工必须二次加工,比如镗孔或铰孔等。

2、加工表面粗糙度不高,粗糙度要求高的孔必须经过铰孔加工。

3、位置精度差,通常需要加中心孔定位后再加工

加工设备

常用的钻床设备有台式钻床、立式钻床和摇臂钻床三种,手电钻也是常用的钻孔工具。

台式钻床

简称台钻,是一种在工作台上作用的小型钻床,现在普遍做法就是在原有的摇臂式钻床上进行改装,利用液压阻尼器来控制钻头的进给速度。

由于加工的孔径较小,故台钻的主轴转速一般较高,最高转速可高达近万转/分,最低亦在400转/分左右。主轴的转速可用改变三角胶带在带轮上的位置来调节。台钻的主轴进给由转动进给手柄实现。在进行钻孔前,需根据工件高低调整好工作台与主轴架间的距离,并锁紧固定(结合挂图与实物讲解示范)。台钻小巧灵活,使用方便,结构简单,主要用于加工小型工件上的各种小孔。它在仪表制造、钳工和装配中用得较多。

立式台钻

简称立钻。这类钻床的规格用最大钻孔直径表示。与台钻相比,立钻刚性好、功率大,因而允许钻削较大的孔,生产率较高,加工精度也较高。立钻适用于单件、小批量生产中加工中、小型零件。

摇臂钻床

它有一个能绕立柱旋转的摇臂、摇臂带着主轴箱可沿立柱垂直移动,同时主轴箱还能摇臂上作横向移动。因此操作时能很方便地调整刀具的位置,以对准被加工孔的中心,而不需移动工件来进行加工。摇臂钻床适用于一些笨重的大工件以及多孔工件的加工。

现代加工对孔加工工具特性的要求

1、工具寿命长

2、工具寿命的稳定性

3、良好的加工精度

4、加工的高效率

5、环保(干式加工)

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钻头是钻孔用的刀削工具,常用高速钢制造,工作部分经热处理淬硬至62~65HRC。一般钻头由柄部、颈部及工作部分组成。

1、柄部:是钻头的夹持部分,起传递动力的作用,柄部有直柄和锥柄两种,直柄传递扭矩较小,一般用在直径小于12mm的钻头;锥柄可传递较大扭矩(主要是靠柄的扁尾部分),用在直径大于12mm的钻头。

2、颈部:是砂轮磨削钻头时退刀用的,钻头的直径大小等一般也刻在颈部。

3、工作部分:它包括导向部分和切削部分。导向部分有两条狭长、螺纹形状的刃带(棱边亦即副切削刃)和螺旋槽。棱边的作用是引导钻头和修光孔壁;两条对称螺旋槽的作用是排除切屑和输送切削液(冷却液)。切削部分结构见挂图与实物,它有两条主切屑刃和一条柄刃。两条主切屑刃之间通常为118°±2°,称为顶角。横刃的存在使锉削是轴向力增加。

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横刃修磨

横刃是麻花钻钻芯上的切削刃。

麻花钻有两条主切削刃、两条副切削刃及一条横刃,钻芯上的切削刃即横刃,两条主切削刃通过横刃相连。

横刃有以下作用:

横刃修磨后会有钻尖,此时进给时便定心作用,也就是说,如果你的中心没磨正确,则在一定程度上孔径会偏大或者是打偏 。

横刃的角度可以检验钻头的后角、前角刃磨是否正确,因为横 刃角度越大,靠钻心处的前角增大,后角减小,切削环境变差,角度过小,则会导致磨掉另一刃口靠钻心处的刃口, 导致无法切削或者切削阻力变的极大 。

横刃长度可以决定切削阻力的大小,当其他参数不变时,横刃越长,切削阻力越大,反之亦然 但凡事都有个度,横刃太短,刀口锋利,刀口强度变小。

横刃修磨的类型及其特点

无横刃修磨

通用、再研磨容易。

R型修磨

无横刃,切削性能好。

高刚性刃沟+R型修磨的最佳配合。(高刚性·低轴向抵抗的实现)

孔位置精度高。

切屑的分断容易。

N型修磨

适用钻心小直径和顶角的钻头。

容屑空间大。

刃端强度高。

再修磨容易。

S型修磨

1、适用于钻芯直径和顶角小。

2、同心性・孔精度良好。

3、刃端强度高。

4、再研磨容易。

六、高效能加工方法

增大每转进给量

增大每转进给量能够有如下优点:

分段切屑(切屑变厚,易于分段);

降低切削抵抗;

高精度刃部;

刚性提高。

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提高转速

增强耐热性

包括材质的改变和涂层的改变。

降低切削热

一次加工(无分段加工)

带油孔内冷;

切屑的分断。

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取消定心加工

需要高精度的柄部来减小振动。

有效的横刃修磨来减小切削抵抗。

高刚性的刀体和必要最小限的刃长来抑制钻偏。

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