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鋼板空心鉆頭對切削性能的分析及說明

2019-01-07  來自: 新鄉市紅福機械工具制造有限公司 瀏覽次數:1354

    一、前角的變化對空心鉆頭的切削性能影響


    前角的影響


    前角變化會影響到切屑的變形的程度,使切削力產生改變。切屑變形越大,切削力越大;切屑變形越小,切削力越小。當前角在0°~15°范圍內變化時,切削力的修正系數改變的范圍為1.18~1。


    前角對空心鉆頭耐磨度影響


    增大鉆頭前角時,會使刀頭的強度和散熱體積發生變化而減少,并且會影響刀頭的受力情況。當前角為正值時,刀頭受拉應力;當前角為負值時,刀頭受壓應力。如果選擇的前角太大,雖然可以讓鉆頭鋒利度增加,但也減小切削力,刀頭所承受的拉力應較大,刀尖強度降低,容易折斷。在切削試驗中許多鉆頭均因前角過大而損壞。但是,由于被加工材料硬度和強度較高,加之便攜式鉆機的主軸及整機剛性較低,如果選擇的前角太小的話,鉆孔時切削力的增大會使主軸產生振動,加工表面出現明顯振紋,鉆頭耐用度也會降低。


    二、后角變化對鉆頭切削性能的影響


    增大后角可減小后刀面與切削材料間的摩擦,減小已加工表面的擠壓變形。但如后角過大,則會降低刀刃強度和散熱能力。


    后角的大小直接影響鉆頭耐用度。在鉆孔過程中,鉆頭的主要磨損形式為機械擦傷和相變磨損。考慮機械擦傷磨損,當切削壽命一定時,后角越大,可用切削時間越長;考慮相變磨損,后角增大會使鉆頭散熱能力降低。鉆頭磨損后,隨著后刀面磨損帶的逐漸加寬,切削功率逐漸加大,摩擦產生的熱量會逐漸增加,使鉆頭溫度升高,當溫度升高到鉆頭相變溫度后,鉆頭將出現快速磨損。空心鉆頭用量較少,加工批量小,因此設計鉆頭時應考慮其加工工藝問題,盡量以常用機加工設備和常用刀具實現加工及刃磨。


    三、切屑經前刀面流出,因此前刀面的形狀直接影響切屑形狀和排屑性能。切屑在流出過程中受到前刀面擠壓和摩擦,進一步產生變形。切屑底層金屬變形程度,并沿前刀面產生滑移,使切屑底層長度較長,從而形成各種卷曲形狀。使用空心鉆頭鉆孔時,希望切屑成碎屑或帶狀屑,以利于排屑。為便于加工和刃磨,前刀面必須設計為平面,且不開斷屑槽。前刀面在使用中不需要重磨。


    后刀面是空心鉆頭最易重磨的面,也是磨損速度最快的面,因此空心鉆頭的刃磨是以刃磨后刀面來實現。


    副后刀面分為內副后刀面和外副后刀面。從重磨角度來說,重磨內、外副后刀面不易實現,因此副后刀面應設計為不重磨形式。


    根據以上分析,將該空心鉆頭刀刃設計為圖1所示形式。加工實踐證明,該設計完全可以滿足使用要求和刀具重磨要求。


    四、切削液使用及對鉆頭切削性能的影響


    空心鉆頭的主要特點是加工時孔的內芯不被切削,因此空心鉆頭的切削量比麻花鉆明顯減少,所需鉆機功率和切削中產生的熱量也較小。


    用高速鋼空心鉆頭鉆孔時,因加工區溫度對鉆頭硬度影響很大,因此鉆孔過程中必須使用冷卻液降溫(如不用冷卻液,鉆頭磨損一開始就將以相變磨損為主而快速磨損)。開始我們采用外部噴淋冷卻方式,但因鉆頭工位為水平軸線方向加工,冷卻液不易進入鉆頭刀刃部分,冷卻液消耗較大,冷卻效果不理想。經重新設計改變鉆機主軸結構,將外部噴淋冷卻變為內部噴淋冷卻,冷卻液由空心鉆頭芯部加入,使冷卻液能順利到達鉆頭切削部分,從而明顯降低了冷卻液消耗量,改善了冷卻效果。


    五、空心鉆頭使用效果


設計完善的空心鉆頭應同時滿足以下幾方面要求:①便于制造,能采用普通機床和通用刀具加工;②便于重新刃磨,可利用普通砂輪機進行刃磨;③生產效率高,使用壽命長;④價格低廉。


    我們研制的空心鉆頭基本上達到了以上要求。在實際使用中,鉆頭耐用度可穩定達到50分鐘,孔徑公差、表面粗糙度等均達到了設計要求。由于只需重磨后刀面,鉆頭后角較易控制,在普通砂輪機上即可方便地實現刃磨。


    紅福機械工具制造有限公司提供各種優質空心鉆頭,套料鉆,鋼板鉆頭,高速鋼鉆頭,硬質合金鉆及磁力鉆機等,并可以根據客戶的具體要求進行加工定做。如果在使用刀具、技術探討、刀具研發或購買中有什么疑問可以與公司進一步聯系,以便您獲得更多服務。

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