抛物线钻头在深孔加工中的应用

发布日期:2013-09-10    兰生客服中心    浏览:4067

  东风汽车公司在加工深孔零件时过去大多采用普通麻花钻,在加工过程中时常发生加工质量不合格或钻头折断现象,造成零件报废,有时废品率可达3%以上。

  一、普通麻花钻进行深孔钻削时存在以下不利因素

  1、钻头细长,刚性差,加工时容易弯曲和振动,难以保证孔的直线度;

  2、普通麻花钻的横刃为负前角,钻削时横刃处于挤刮状态,易引起钻头振动;

  3、切屑长,且排屑通道长而窄,断屑、排屑困难;

  4、切削液不易进入切削区,钻头易磨损;

  5、钻头螺旋角和主切削刃前角较小,切削刃不锋利,排屑不畅。

  二、抛物线钻头的优点

  为提高深孔加工质量和加工效率,我们采用抛物线钻头取代普通麻花钻进行深孔加工。加工实践表明,与普通麻花钻相比,抛物线钻头具有以下优点:

  1、钻芯厚,刚性好,不易弯曲;

  2、修磨后的横刃为正前角,减小了轴向力,切削轻快;

  3、通过修磨横刃及齿背,改善了断屑作用;

  4、钻头螺旋角较大,排屑流畅;

  5、容屑空间大,冷却液容易到达钻尖,润滑冷却效果好;

  6、工作寿命为普通麻花钻的3~4倍,刀具费用仅为使用麻花钻的2/3;

  7、加工精度高,产品质量稳定,废品率降低。

  三、加工实例

  1、空压机曲轴油孔

  空压机曲轴材料为45钢,锻件,毛坯硬度163~196HB ,需在与轴线成50°方向上钻一个Ø4×70mm油孔。

  加工在组合机床上分四个工步完成:

  1、用Ø4.5mm钻头锪一个小平台;

  2、用Ø4.9×150mm抛物线钻头加工1/3孔深;

  3、用Ø4.5×175mm抛物线钻头加工剩余孔深的1/2;

  4、用Ø4.O×200mm抛物线钻头将孔钻通。切削速度为V=14m/min,主轴转速为n=99Or/min ,进给量为f=0.24mm/r。

  用普通麻花钻以相同切削参数加工时,切屑经常缠绕钻头,打刀现象十分严重,工序废品率高达3%~4% ,每支钻头只能加工约30 件工件。改用抛物线钻头加工,每只钻头可加工工件100件以上,废品率在1%以下,钻头寿命为普通麻花钻的3~4倍。切屑可分段排出(长度30~70mm)。每加工1000件空压机曲轴油孔,采用普通麻花钻的刀具费用约为500元,采用抛物线钻头的刀具费用仅约330元。

  2、油壳转子惰轮轴油孔

  油壳转子上的惰轮轴材料为15Cr,硬度<179HB ,需在与轴线成43°方向上钻一个Ø4×26mm油孔。在Z525立式钻床上加工,切削速度为V=8.5m/min,主轴转速为n=680r/min ,进给量为f=0.13~O.17mm/r。15Cr材料软、粘,切屑细长(长度80~120mm),用普通麻花钻加工时,经常发生切屑紧紧缠绕钻头,将钻模套研死,造成钻头折断的现象,废品率达3%。钻削时需反复退刀2~3次才能完成加工,每支钻头只能加工约30件工件。此外,由于切屑飞舞,给操作安全造成威胁,常有切屑划伤工人手指的事故发生。改用抛物线钻头加工后,先用Ø5mm钻头在斜面上锪一个平台,然后用Ø4mm抛物线钻头一次钻通。在切削参数不变的情况下,用抛物线钻头加工,轻松省力,退刀频次减少,每支钻头可加工工件100件以上,切屑长度仅为15~30mm,操作安全。每加工1000件惰轮轴油孔,采用普通麻花钻的刀具费用约150元,采用抛物线钻头的刀具费用仅约90元。

  3、油壳油孔

  油壳材料为HT200,硬度170~241 HB ,需在其上加工一个Ø4×57mm油孔。用Ø4mm普通麻花钻加工时,其主轴转速为n=1400r/min,进给量为f=0.1mm/r,在加工过程中需退刀2~3次,工序工时约需40秒。现采用Ø4mm抛物线钻头加工,可一次钻通,其主轴转速和进给量分别提高为2500r/min和0.2 mm/r,工序工时减少为25秒。每加工1000件油壳油孔,采用普通麻花钻的刀具费用约为80元,采用抛物线钻头的刀具费用仅约55元。

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