孔加工技能及注意项目.doc
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1、孔加工类操作技能及注意事项钳工加工孔办法重要有两类:一类是麻花钻等在实体材料上加工出孔;另一类用扩孔钻、锪钻和饺刀等对工件上己有孔再加工。一、 钻孔钻孔是在实心材料上加工孔第一道工序,钻孔直径普通不大于80mm 。钻孔加工有两种方式:一种是钻头旋转;另一种是工件旋转。上述两种钻孔方式产生误差是不相似,在钻头旋转钻孔方式中,由于切削刃不对称和钻头刚性局限性而使钻头引偏时,被加工孔中心线会发生偏斜或不直,但孔径基本不变;而在工件旋转钻孔方式中则相反,钻头引偏会引起孔径变化,而孔中心线依然是直。钻孔重要用于加工质量规定不高孔,例如螺栓孔、螺纹底孔、油孔等。对于加工精度和表面质量规定较高孔,则应在后续
2、加工中通过扩孔、铰孔、镗孔或磨孔来达到。1.钻孔刀具惯用钻孔刀具备:麻花钻、中心钻、深孔钻等,其中最惯用是麻花钻。由于构造上限制,钻头弯曲刚度和扭转刚度均较低,钻削时钻头是在半封闭状态下进行切削,转速高,切削量大,排屑困难,摩擦严重,钻头易抖动,加之定心性不好,钻孔加工精度较低,普通只能达到IT11 IT10;表面粗糙度也较大, 表面粗糙度Ra普通只能达到5012.5m;但钻孔金属切除率大,切削效率高。1.1麻花钻麻花钻是从实体材料上加工出孔刀具,又是孔加工刀具中应用最广刀具。麻花钻由柄部、颈部和工作某些构成。麻花钻构成麻花钻普通用高速钢(WI8Cr4V或W9Cr4V2)制成,淬火后硬度达62
3、 - 68HRC。麻花钻工作某些由切削某些和导向某些构成。麻花钻是通过其相对固定轴线旋转切削以钻削工件圆孔工具。因其容屑槽成螺旋状而形似麻花而得名。螺旋槽有2槽、3槽或更多槽,但以2槽最为常用。麻花钻可被夹持在手动、电动麻花钻手持式钻孔工具或钻床、铣床、车床乃至加工中心上使用。钻头材料普通为高速工具钢或硬质合金。1.2原则麻花钻切削角度 基面:麻花钻主切削刃上任一点基面是通过该点,且垂直于该点切削速度方向平面; 切削平面:麻花钻主切削刃上任一点切削平面,是由该点切削速度方向与该点切削刃切线所构成平面;正交平面:通过主切削刃上任一点并垂直于基面和切削平面平面。1.3麻花钻钻孔加工影响麻花钻直径受
4、孔径限制,螺旋槽使钻芯更细,钻头刚度低;仅有两条棱带导向,孔轴线容易偏斜;横刃使定心困难,轴向抗力增大,钻头容易摆动。因而,钻出孔形位误差较大。麻花钻前刀面和后刀面都是曲面,沿主切削刃各点前角、后角各不相似,横刃前角达-55。切削条件很差;切削速度沿切削刃分派不合理,强度最低刀尖切削速度最大,因此磨损严重。因而,加工孔精度低。钻头主切削刃全刃参加切削,刃上各点切削速度又不相等,容易形成螺旋形切屑,排屑困难。因而切屑与孔壁挤压摩擦,经常划伤孔壁,加工后表面粗糙度很低。1.4原则麻花钻缺陷 麻花钻存在着如下缺陷:原则麻花钻主切削刃上各点处前角数值内外相差太大。钻头外缘处主切削刃前角约为+30;而接
5、近钻心处,前角约为-30,近钻心处前角过小,导致切屑变形大,切削阻力大;而近外缘处前角过大,在加工硬材料时,切削刃强度常嫌局限性。横刃嫌长,横刃前角是很大负值,达-54-60,从而将产生很大轴向力,钻头易抖动,导致不易定心。与其她类型切削刀具相比,原则麻花钻主切削刃很长,不利于分屑与断屑。刃带处副切削刃副后角为零值,导致副后刀面与孔壁间摩擦加大,切削温度上升,钻头外缘转角处磨损较大,已加工表面粗糙度恶化。以上缺陷常使麻花钻磨损快,严重影响着钻孔效率与已加工表面质量提高。1.5原则麻花钻修磨1.5.1修磨口诀为改进原则麻花钻切削性能,提高钻削效率和延长刀具寿命,普通要对其切削某些进行修磨。麻花钻
6、修复要“少磨”,“少磨”一方面是“不磨”,拿到钻头匆匆即磨,必定是盲目磨。只有在刃磨前摆放好位置,才干为下一步“磨好”打实基本,这一步相称重要。这里用四句口诀来指引刃磨过程,效果较好。口诀一:刃口摆平轮面靠。这是钻头与砂轮相对位置第一步,往往有人还没有把刃口摆平就靠在砂轮上开始刃磨了。这样必定是磨不好。这里“刃口”是主切削刃,“摆平”是指被刃磨某些主切削刃处在水平位置。“轮面”是指砂轮表面。“靠”是慢慢靠拢意思。此时钻头还不能接触砂轮。口诀二:钻轴斜放出锋角。这里是指钻头轴心线与砂轮表面之间位置关系。“锋角”即顶角1182一半,约为60这个位置很重要,直接影响钻头顶角大小及主切削刃形状和横刃斜
7、角。要提示记忆惯用一块30、60、90三角板中60角度,便于掌握。口诀一和口诀二都是指钻头刃磨前相对位置,两者要统筹兼顾,不要为了摆平刃口而忽视了摆好斜角,或为了摆好斜放轴线而忽视了摆平刃口。在实际操作中往往很会出这些错误。此时钻头在位置对的状况下准备接触砂轮。口诀三:由刃向背磨背面。这里是指从钻头刃口开始沿着整个后刀面缓慢刃磨。这样便于散热和刃磨。在稳定巩固口诀一、二基本上,此时钻头可轻轻接触砂轮,进行较少量刃磨,刃磨时要观测火花均匀性,要及时调节压力大小,并注意钻头冷却。当冷却后重新开始刃磨时,要继续摆好口诀一、二位置,这一点往往在初学时不易掌握,经常会不由自主地变化其位置对的性。口诀四:
8、上下摆动尾别翘这个动作在钻头刃磨过程中也很重要,往往有人在刃磨时把“上下摆动”变成了“上下转动”,使钻头另一主刀刃被破坏。同步钻头尾部不能高翘于砂轮水平中心线以上,否则会使刃口磨钝,无法切削。1.5.2刃磨办法两手握法。右手握住钻头中部 ,左手握住钻头尾部。钻头主切削刃与砂轮外轮缘相切摆平 ,钻头轴心线与砂轮圆柱母线在平面内夹角等于 59刃磨某些主切削刃处在水平位置。如图所示。使主切削刃处在略高于砂轮水平中心平面处 (约比水平中心高 5 - 10毫米 ) ,先接触砂轮,如下图所示 。右手缓慢地使钻头绕自己轴心由下向上转动 (约 35右 ) ,同步施加恰当刃磨压力 ,这样可使整个背面都磨到 ,左
9、手配合伙缓慢同步下压运动 ,下压速度及幅度随规定后角大小而变。为保证钻头中心处磨出较大后角 ,还应作恰当右移运动 ,刃磨时两手动作配合要谐调自然 ,不断重复 ,两背面经常轮换 ,至达到刃磨规定为止。 钻头冷却。钻头刃磨压力不适当过大 ,并规定经常浸入水中冷却 ,以防止因过退火而减少硬度 ,核心在于刃磨时压力要适当 ,以不使钻头发蓝为宜。1.5.3修磨后检查检查办法有两种 :一种是用角度样板检查 ,另一种是用目测检查。检查项目有 6个 ,即锋角、切削刃、偏角、刃斜角、刃面钻头角度检查。目测办法是 :顶角检查 ,约等于 120,由两主切削刃夹角构成 。主切削刃检查,两主切削刃长度相等 ,可用钢尺、
10、标卡尺测量 。 主偏角检查 ,把钻头切削某些向上竖起 ,两眼平视 ,由于两主切削刃一前一后会产生视差 ,往往感到左刃尖 (前刃 )高于右刃尖 (后刃 ) ,因此要旋转180重复看几次 ,如果成果同样 ,阐明主偏角对称。横刃斜角检查,横刃应从中间把两主切削刃和两后刀面平均分开 ,横刃最斜角为 50 55。后刃检查 ,两背面应光洁平整略低于主切削刃。试钻检查 ,对规定高钻头应进行试钻 ,用同等材料在钻床上试钻 ,规定两切屑排出及钻削轻快效率高 ,钻后直径达原则 ,孔壁应光洁。1.5.4刃磨时应注意问题刃磨前应注意选取平整无裂缝氧化铝(白色)砂轮 ,长期未使用砂轮机并作空转检查。规定刃磨时必要戴防护
11、眼镜。刃磨时禁止正对砂轮。刃磨时不能用力过猛。平稳刃磨 ,均匀磨换砂轮 ,注意操作安全。麻花钻刃磨要通过较长期实践 ,才会较好掌握刃磨技巧和技能。2.钻削用量 钻削用量是指在钻削过程中,切削速度、进给量和背吃刀量总称,也称为切削用量三要素。它是调节刀具与工件间相对运动速度和相对位置所需工艺参数。2.1钻削用量三要素钻削用量三要素为切削速度 V、进给量 f、切削深度(背吃刀量)ap。钻削时切削速度(V)指钻削时钻头切削刃上最大直径处线速度,可由下式计算: V=Dn/1000 m/min 式中 D钻头直径,mm; n钻头转速,r/min钻削速度选取:当钻头直径和进给量拟定后,钻削速度应按钻头寿命选
12、用合理数值,普通依照经验选用。孔深较大时,应取较小钻削速度。 钻削时进给量(f)指主轴每转一周,钻头对工件沿主轴轴线相对移动距离,单位是mm/r。进给量选取: 当孔尺寸精度、表面粗糙度规定较高时,应选较小进给量;当钻小孔、深孔时,钻头细而长,强度低,刚度差,钻头易扭断,应选较小进给。背吃刀量(ap)指己加工表面与待加工表面之间垂直距离,即一次走刀所能切下金属层厚度,ap =D/2,单位为mm。钻削时,ap= D/2背吃刀量选取直径不大于30 mm孔一次钻出,达到规定规定孔径和孔深;直径为30 - 80 mm孔可分两次钻削。2.2钻削用量选取 选取原则 钻削用量选取目,一方面是在保证钻头加工精度
13、和表面粗糙度规定以及保证钻头有合理使用寿命前提下,使生产率最高。不容许超过机床功率和机床、刀具、夹具等强度和刚度承受范畴。 钻削时,由于背吃刀量已由钻头直径决定,因此只需选取切削速度和进给量。对钻孔生产率影响,切削速度和进给量是相似;对钻头寿命影响,切削速度比进给量大;对孔表面粗糙度影响,进给量比切削速度大。钻孔时选取钻削用量基本原则是在容许范畴内,尽量先选取较大进给量 f,当f选取受到表面粗糙度和钻头刚性限制时,再考虑选取较大切削速度V。 切削深度直径不大于30 mm孔一次钻出;直径为3080 mm孔可分两次钻削,先用(0.5 0.7)D(D为规定加工孔径)钻头钻底孔,然后用直径为D钻头将孔
14、扩大。 进给量 孔精度规定较高且表面粗糙度值较小时,应选取较小进给量;钻较深孔、钻头较长以及钻头刚性、强度较差时,也应选取较小进给量。 钻削速度 当钻头直径和进给量拟定后,钻削速度应按钻头寿命选用合理数值,普通依照经验选用。孔较深时,取较小切削速度。 粗加工时,由于对工件表面质量没有太高规定,这时重要依照机床进给机构强度和刚性、刀杆强度和刚性、刀具材料、刀杆和工件尺寸以及已选定背吃刀量等因素来选用进给速度。精加工时,则按表面粗糙度规定、刀具及工件材料等因素来选用进给速度。在实际生产过程中,切削用量普通依照经验并通过查表方式进行选用。惯用切削用量推荐值见下表:工件材料加工内容背吃刀量apmm切削
15、速度vmmin-1进给量f/mmr-l刀具材料碳素钢b600MPa粗加工5-760800.20.4YT类粗加工2-3801200.20.4精加工2-61201500.10.2碳素钢b600MPa钻中心孔500800rmin-1W18Cr4V钻孔25300.10.2切断(宽度5mm)701100.10.2YT类铸铁HBS200粗加工50700.20.4YG类精加工701000.10.2切断(宽度5mm)50700.10.23.钻孔用切削液 切削液是金属加工必备条件。合理使用切削液将有效地减少切削力、减少切削温度,从而能延长刀具寿命,防止工件热变形和改进已加工表面质量。此外,选用高性能切削液也是改
16、进某些难加工材料变形和变化已加工表面质量。3.1切削作用冷却作用:是依托切(磨)削液对流换热和汽化把切削热从刀具、工件和切屑中带走,减少切削区温度,减少工件变形,保持刀具硬度和尺寸。润滑作用:在磨削过程中,加入磨削液后,磨削液渗入磨粒工件,及磨料磨屑之间形成润滑膜,使这些界面摩擦减轻,防止磨粒切削刃摩擦磨损和粘附磨屑,从而减少磨削力、摩擦热和砂轮磨损,减少工件表面粗糙度。普通油基切削液比水基切削液优越、效果更好。排削和洗涤作用:在金属切削过程中,切屑、铁粉、磨屑、油污等物易粘附在工件表面和刀具上,影响切削效果,同步使机床和工件变脏,不易清洗。因此切削液必要具备清洗性能。防锈作用:切削液中如果防
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