抛物线深孔钻.doc

钻头的排屑槽型为抛物线，专门用于连续钻削加工长径比达 15:1 、材料硬度不超过 25 ～ 26HRC( 包括低碳钢、各种铝合金、铜合金等 ) 的深孔例如，直径为 12.7mm 的抛物线型钻头可成功加工出孔深达 190mm 的孔由于具有较大的排屑空间，普通抛物线型钻头可将切削刃处的切屑快速排出，同时可容许更多的切削液进入切削区，从而显著减小切削摩擦以及发生切屑焊死现象的可能性，此外还可减小加工时的功率消耗、扭矩载荷和切削冲击 抛物线型钻头的螺旋角为 36 °～ 38 °，大于标准麻花钻的螺旋角 (28 °～ 30 ° ) 螺旋角可表示钻头的“扭转”程度，螺旋角越大，钻头排屑速度越快普通抛物线型钻头适合深孔加工的另一特点是钻芯较厚 ( 钻头的钻芯是指钻头排屑槽成形后未被磨削的中心部分 ) 标准麻花钻的钻芯部分约占整个成品钻头的 20% ，而抛物线型钻头的钻芯则可占到整个钻头的约 40% 在深孔钻削中，较厚的钻芯可增加钻头的刚性，提高钻削加工的稳定性抛物线型钻头的钻尖处开有槽口，因此可采用较大的钻芯直径，此外还可防止钻孔开始阶段容易发生的钻头移位现象 2.宽刃抛物线型钻头 为了适应难加工材料 ( 冷作硬化材料 ) 深孔钻削加工的需要，一些刀具制造商开发出了宽刃抛物线型钻头。

这种钻头的许多特点与普通抛物线型钻头类似，如螺旋角较大 (36 °～ 38 ° ) ，易于排屑；钻芯较厚，深孔加工时钻头刚性和稳定性较好等它与普通抛物线型钻头的不同之处在于排屑槽和刃带形状宽刃抛物线型钻头的刃带平滑过渡到排屑槽，从而使钻头切削刃具有较高的强度和刚性，同时切屑也可通过排屑槽顺利排出 3.钻头表面涂层,可以增加它的耐用度 4.钻削参数的优化 在深孔加工中，为了最大限度地发挥钻头的切削性能，必须根据特定的长径比优化调整钻削速度和进给量当钻削加工的长径比为 4:1 时，应将切削速度降低 20% ，进给率减小 10% ；当长径比为 5:1 时，应将切削速度降低 30% ，进给率减小 20% ；当长径比达到 6:1 ～ 8:1 时，应将切削速度降低 40 ％；此外，当长径比为 5:1 ～ 8:1 时，应将进给率减小 20% 深孔钻头与加长型钻头一般用于所钻孔深与钻头直径之比大于6的场合；但深孔钻头与加长钻头相比有着更好的槽型，我们称之为抛物线槽型，这种槽型是我们所特有的，抛物线槽型的设计有着更优良的排屑空间，深孔加工时就可获得更高的效率，一次加工完成，无需像加长钻头一样，钻孔时进进退退。

可以减少钻孔时的退刀次数，提高进给量，更通畅的排屑，增强扭曲强度，延长钻头寿命，减少毛刺和提高加工工件的质量抛物线槽型深孔钻有效的的做到了这些，可以快速，高效的对5至30倍径(l/d=5-30d) 的深孔进行毫无问题的加工,加工时间降至以往的1/5--1/10从制造材质上可分为 高速钢(HSS) 与 钴高速钢(HSCo）抛物线深孔钻切削刃口为抛物线型,采用大螺旋角,刃瓣削除、容屑槽宽、钻尖角大、钻芯无增量、冷却效果好,排屑通畅,可一次进刀加工出直径与长度为1:20的深孔.　　具有显著提高加工效率和加工精度的特点,适用于加工高强合金,奥氏体不锈钢、钛合金、耐热合金、轻合金、铝合金、铝、铜合金、铜、锌、铸铁、球墨铸铁及其它难加工的材料.　　抛物线型钻头在欧,美各国已得到广泛应用.这种钻头广泛应用在我国汽车和发动机制造等行业的深孔加工上.　　5至30倍径(l/d=5~30d)的深孔加工往往比较棘手.排屑不顺畅,钻头的耐用度降低,严重,切削堵塞,钻头折断是使用中碰到的主要问题,抛物线型钻头基本上克服了上述的缺陷.　　一,抛物线型刃沟　　钻削深孔,排屑困难是关键因素.只有排屑顺畅,不堵,不塞,切削液能比较顺利流入孔内,才能提高钻头耐用度和加工效率.因此改善排屑情况,是钻深孔的主要研究课题.我们将钻头刃沟作成抛物线成型槽形(见图1).与麻花钻相比,充分增大螺旋槽空间减小排屑阻力,使切屑刃口排出,增加冷却液的流入量.降低切削摩擦和钻头磨损.降低切削扭矩和切削功率.二,厚钻芯　　加工曲轴等零件一般具有硬度高,强度大,切削力大的特点,用麻花钻来钻孔,都由于钻头强度低,刚性差,钻头磨损很快,有时甚至只能钻进一个窝.就会发出叫声,出现严重的烧损.　　针对材料切削负荷大的特点.我们既注意到钻刃的锐利性.又注意到它的强固性,设计钻头为厚钻芯结构,K=(0.4~0.8)d(见图2),钻体强度比普通钻头提高50%左右.提高耐用度30%~40%,而且抗颤振性,能得到改善.　　三,大螺旋角　　钻头螺旋角相当于车刀的前角,此角越大,切削轻快,降低扭矩和轴向力.有利于排屑.但会削弱切削刃的强度,刚度和散热条件,然而,由于我们设计的钻头刃沟宽大,钻芯加厚,螺旋角加大的不利因素大大减少.针对曲轴油孔等深也加工,为改善排屑条件,我们一般把螺旋角选用为38~40度,图3显示了螺旋角和切削力之间的关系.四,顶角加大　　顶角φ小,切削刃口长度增加,切削厚度减少,切削宽度增大.使单位长度负荷降低.见图5.作用于钻头的轴向力减小,扭矩增加.见图4.　　顶角φ大时,(见图6a)取钻头轴接近方向R1,顶角小时(见图b).取接近半径方向R2.顶角大时,轴向抗力增加,顶角小时水平力H2增加.　　针对曲轴油孔加工要求有利排屑,扭矩低等特点,我们选用顶角为128~133度,使加加工时切屑向上窜出,刃沟的摩擦阻力较小,排出较顺利.　　五,横刃修磨　　包括横刃在内的各刃口的轴向力和水平分力的分析可从图7得知,在横刃部分其切削力很大.因此将横刃宽度修窄,两分力会减少,钻头中心部(横刃)切削速度理论上为零越向外周去速度越增加.　　由于我们采取了厚钻芯结构,横刃必须修磨.为满足曲轴油孔的深孔加工要求,我们采用十字横刃磨法,见图8,得出两个径向刃,不仅增大前角(rnc=1~5)为正前角,而且加大了容屑空间.使切屑排出更为顺畅,切削振动小,定心良好.横刃缩短到0.075d为最佳,见图9六,抛物成型钻头的切削用量和使用情况    对于曲轴油孔等深孔加工,适宜采用较高的转速,利用甩屑的作用促使切屑排出,降低进给量,提高钻头的耐用度.在可能的情况下,保证充分的冷却,延长钻头的使用寿命.    切削实例1    被加工材料:40Cr    热处理状态:HB 270~300    切削速度:18m/min    进给量:   0.044mm/r    钻孔直径:7mm    孔深:    125mm     切削实例2    被加工材料:48Mn    热处理状态:HB 203~277    切削速度:   18m/min    进给量:     0.088mm/r    钻孔直径:   8mm    孔深:       84mm材料铝合金碳钢球墨铸铁钻型S轻型S中型S强力型切削速度(m/min)43-4716-3015-20进给量(0.05-0.025)d(0.05-0.025)d(0.003-0.002)d钻铸铁孔切削用量表HB20—40 长径比 L/d切削用量直 径（毫米）5810121620253010—15进给量（f）0.20.240.240.30.320.320.50.5转 速（n）70060053042033527024020016—20进给量（f）0.180.20.240.240.320.320.40.4转 速（n）600530420335270240200175钻球墨铸铁切削用量表QT45—0 长径比 L/d切削用量直 径（毫米）5810121620253010-15进给量(f)0.180.20.240.270.320.40.40.5转 速(n)70060053042030027024017516-20进给量(f)0.150.170.20.240.70.320.40.4转 速(n)600530420300270200175150钻奥氏体不锈钢切削用量表 深径比 L/d切削用量直 径d(毫米)10152010-15进给量(f)毫米/转0.30.40.5转速(n)转/分24020016016-20进给量(f)毫米/转0.240.320.4转速(n)转/分240160150。