拋物線鉆頭在深孔加工中的應用
時間:2011-05-26 08:09:06 來源:未知
東風汽車公司在加工深孔零件時過去大多采用普通麻花鉆，在加工過程中時常發生加工質量不合格或鉆頭折斷現象，造成零件報廢，有時廢品率可達3%以上。究其原因，主要是因為用普通麻花鉆進行深孔鉆削時存在以下不利因素：①鉆頭細長，剛性差，加工時容易彎曲和振動，難以保證孔的直線度；②普通麻花鉆的橫刃為負前角，鉆削時橫刃處于擠刮狀態，易引起鉆頭振動；③切屑長，且排屑通道長而窄，斷屑、排屑困難；④切削液不易進入切削區，鉆頭易磨損；⑤鉆頭螺旋角和主切削刃前角較小，切削刃不鋒利，排屑不暢。
為提高深孔加工質量和加工效率，我們采用拋物線鉆頭取代普通麻花鉆進行深孔加工。加工實踐表明，與普通麻花鉆相比，拋物線鉆頭具有以下優點：①鉆芯厚，剛性好，不易彎曲；②修磨后的橫刃為正前角，減小了軸向力，切削輕快；③通過修磨橫刃及齒背，改善了斷屑作用；④鉆頭螺旋角較大，排屑流暢；⑤容屑空間大，冷卻液容易到達鉆尖，潤滑冷卻效果好；⑥工作壽命為普通麻花鉆的3～4倍，刀具費用僅為使用麻花鉆的2/3；⑦加工精度高，產品質量穩定，廢品率降低。
1 加工實例
- 空壓機曲軸油孔
- 空壓機曲軸材料為45鋼，鍛件，毛坯硬度163～196HB ，需在與軸線成50°方向上鉆一個Ø4×70mm油孔。加工在組合機床上分四個工步完成：①用Ø4.5mm鉆頭锪一個小平臺；②用Ø4.9×150mm拋物線鉆頭加工1/3孔深；③用Ø4.5×175mm拋物線鉆頭加工剩余孔深的1/2；④用Ø4.O×200mm拋物線鉆頭將孔鉆通。切削速度為V=14m/min，主軸轉速為n=99Or/min ，進給量為f=0.24mm/r。用普通麻花鉆以相同切削參數加工時，切屑經常纏繞鉆頭，打刀現象十分嚴重，工序廢品率高達3%～4% ，每支鉆頭只能加工約30 件工件。改用拋物線鉆頭加工，每只鉆頭可加工工件100件以上，廢品率在1%以下，鉆頭壽命為普通麻花鉆的3～4倍。切屑可分段排出(長度30～70mm)。每加工1000件空壓機曲軸油孔，采用普通麻花鉆的刀具費用約為500元，采用拋物線鉆頭的刀具費用僅約330元。
- 油殼轉子惰輪軸油孔
- 油殼轉子上的惰輪軸材料為15Cr，硬度＜179HB ，需在與軸線成43°方向上鉆一個Ø4×26mm油孔。在Z525立式鉆床上加工，切削速度為V=8.5m/min，主軸轉速為n=680r/min ，進給量為f=0.13～O.17mm/r。15Cr材料軟、粘，切屑細長(長度80～120mm)，用普通麻花鉆加工時，經常發生切屑緊緊纏繞鉆頭，將鉆模套研死，造成鉆頭折斷的現象，廢品率達3%。鉆削時需反復退刀2～3次才能完成加工，每支鉆頭只能加工約30件工件。此外，由于切屑飛舞，給操作安全造成威脅，常有切屑劃傷工人手指的事故發生。改用拋物線鉆頭加工后，先用Ø5mm鉆頭在斜面上锪一個平臺，然后用Ø4mm拋物線鉆頭一次鉆通。在切削參數不變的情況下，用拋物線鉆頭加工，輕松省力，退刀頻次減少，每支鉆頭可加工工件100件以上，切屑長度僅為15～30mm，操作安全。每加工1000件惰輪軸油孔，采用普通麻花鉆的刀具費用約150元，采用拋物線鉆頭的刀具費用僅約90元。
- 油殼油孔
- 油殼材料為HT200，硬度170～241 HB ，需在其上加工一個Ø4×57mm油孔。用Ø4mm普通麻花鉆加工時，其主軸轉速為n=1400r/min，進給量為f=0.1mm/r，在加工過程中需退刀2～3次，工序工時約需40秒?，F采用Ø4mm拋物線鉆頭加工，可一次鉆通，其主軸轉速和進給量分別提高為2500r/min和0.2 mm/r，工序工時減少為25秒。每加工1000件油殼油孔，采用普通麻花鉆的刀具費用約為80元，采用拋物線鉆頭的刀具費用僅約55元。
2 拋物線鉆頭鉆尖的刃磨
經過幾年的加工實踐，我們在拋物線鉆頭的使用(尤其是鉆尖修磨)上積累了一些經驗。拋物線鉆頭磨出后角后，其橫刃仍然較長，需經過修磨才能發揮其特點。通常采用十字修磨法，修磨后的橫刃長0.3～0.9mm，橫刃前角3°～8°。頂角的修磨應根據被加工材料而定，加工鑄鐵工件時頂角為110°，加工鋁合金工件時頂角為118°，加工鋼件時頂角為130°。刃溝角為110°～120°。若采用鉆模套，頂角均可磨成130°。幾年來，拋物線鉆頭在東風汽車公司的應用越來越廣泛，不僅應用于深孔加工，在淺孔加工中也得到應用。拋物線鉆頭的應用一方面提高了刀具耐用度，減少了換刀次數，提高了生產效率，降低了加工成本，另一方面由于刀具精度和性能穩定性的提高，提高了產品質量，降低了廢品率。 #p#分頁標題#e#