钻套的作用及切划钻屑间隙的确定

发布者:admin 发布时间:2019-11-04 02:18 浏览次数:

( 6) 铸铝合金还具有熔点低、温度升高后塑性很大 的特点。有了钻套,加工前工件就不必进行划 线和找正,因而可以大大提高工作效率,并很容易保证 工件加工表面的精度。因此,由间隙所引起的刀具误差 δD 就可根据此配合的最大间隙来求得。加工螺纹时,不仅会划伤螺纹表面,甚至有可能因 为积屑瘤的挤压而产生 “崩牙” 现象。②在摇臂钻床上,如果钻头的强度与刚性足以移动机床 的摇臂,则钻头也能自动对钻套调准位置。在加工深孔时,钻头的引偏是比较大的,特别是对 于刚性较小的钻头,引偏更为严重。而这其中的主要问题是选择合理的前、后角。   当刀具 的 前 部 予 以 扶 持 后, 可以防止刀具的偏移,并能使加 工过程更 加 稳 定, 防 止 振 动, 并 有利于提高加工表面的质量和几 何精度,同时也可减少对工件尺 寸的误差。通常这种可卸式钻模板及铰链式 钻模板都应可靠地与钻具主体相连接,并使它与主体组 合装配后再按总图的精度要求加工钻套安装孔,这样可 以提高钻套对钻具主体 ( 或定位件) 的相对位置精度, 并消除它们之间的过渡误差。因此它的热胀冷缩情况比一般钢材严重的多,这对加工 精度带来不利影响。( 3) 钻头的引偏及其防止的办法 钻套一般用来引 导至少具有两个切削刃的刀具,如钻头、划钻、铰刀及 丝锥等,这些刀具在加工时具有自动定心的作用,所以 实质上钻套主要是在开始加工之初,即刀具切入金属初 始阶段起预防引偏的作用。钻套是钻具的一种主要元件,因为钻头的引导作用是通 过钻套来实现的。如图 2 所示,用了带斜面的钻套,就可以防止钻头折断。为了避免这种情况的 发生,在刀具进入钻套之前应该使刀具的轴线足够准确 地对准钻套的轴线。使用这种转盘,操作时可以使钻 具灵活转动一定角度,以达到使钻头与钻套轴线 期 w w w .m e ta lw o rk in g 1 9 5 0.c o m 冷加工 Cutting Tools 刀 具 铸铝件螺纹车削 四川省水利电力工程局地基工程处 ( 都江堰 611830) 李文怡 在对铸铝件的螺纹车削加工过程中,经常会遇到因 螺纹表面被划伤或出现 “崩牙” 等情况,造成废品或次 品。而加工螺纹时的排屑空间有限,因此,刀具应选用较大 的前角及较宽的排屑槽。因此,即使在工 件上只钻一个孔,不要求夹具移动的工序中,往往也不 能忽视钻 套 的 作 用。栏目主持 魏 莹 Cutting Tools 刀 具 钻套的作用及切屑间隙的确定 哈尔滨量具刃具集团有限责任公司 ( 黑龙江 150040) 郝静华 在工艺 装 备 夹 具 中 用 来 确 定 刀 具 对 工 件 的 相 对 位 置,以及避免 或 减 少 刀 具 在 加 工 过 程 中 发 生 偏 移 的 元 件,都叫做引导刀具用的元件。1. 确定刀具位置并预防引偏用的元件 在工艺装夹具的钻具类的设计中,用来确定刀具对 工件的相对位置并预防引偏用的元件主要是各种钻套。2. 钻套的作用 ( 1) 保证被加工孔的位置精度 钻套主要是用来保 证被加工孔的位置精度。在决定这个间隙大小时,还应考虑 到刀具在工作时产生的热膨胀的量。虽然,当前角加大后,切削 刃部分的强度会降低,但由于铸铝合金的硬度和强度都 较低,不会将它制作成传递动力的螺纹,即使需加工的 冷加工 2 0 1 1 年 第 5 期 41 w w w .m e ta lw o rk in g 1 9 5 0.c o m钻套的作用及切屑间隙的确定_机械/仪表_工程科技_专业资料。阻止刀具相对于机床轴 线的径向圆跳动而可能发生的引偏等。1. 铸铝合金的切削加工性 ( 1) 铸铝合金的硬度、强度都很低,其硬度大多数 都小于 80HBW;切屑流出时,在高温高压作用下,切屑的底层 与刀具前刀面的摩擦很大,粘滞现象严重,易产生积屑 瘤。强度一般为 150 ~ 246MPa。3. 切屑间隙的确定 在设计钻具时,应该考虑的是钻套下端面与被加工 件表面之间应该留有一定的间隙量,使在开始钻孔时, 钻头的切削刃尖角 ( 即切削刃与引导面的交接处) 不在 钻套的内孔中,以免刮伤钻套内孔?   ③在钻深孔 时,可以用快换钻套,使钻头切入至一定的深度以后退 出钻头,排去切屑,并将钻套拔出,因为这时钻套已经 不能起防止引偏的作用了。( 收稿日期: 20101121) 大,车刀的磨损较小,有利于选用硬度较小且容易磨削 的刀具材料 ( 如 W18Cr4V 高速钢) ,这有利于提高切削 刃的锋利性,以保证获得较高的加工精度。要做到刀具与钻套两者的轴线重合,有下列几种方 法: ①对于不固定在机床工作台上的钻具,可以设法使 钻头在进入钻套时能稍微移动一下钻具,使钻套与钻头 的轴线对准,这一点要凭操作者的经验与感觉来操作。这时上面的一个钻套是用来确定刀具对钻具的位 置,而下面的另一个钻套是用来防止刀具的引偏。一般取: C = ( 0. 3 ~ 1) d。( 3) 铸铝合金的弹性模数为 70 ~ 80GPa,还不到碳 钢的一半,容易产生较大的弹性变形,不易获得较高的 加工精度,特别是在加工螺纹时,会引起刀具后刀面与 工件已加 工 表 面 的 剧 烈 摩 擦, 所 以 刀 具 的 后 角 应 当 加 大。如图 3 所示为平底划钻与工件孔相配作 为前引导的情况,此时,可不 必另外设计专用引导套。阻止扩孔钻 ( 或划钻) 由于加工余量的不均 匀而造成的引偏如图 5a 所示;( 4) 保证可靠地完成钻 孔后的第二步工作 如铰孔、 攻螺 纹、划 锥 ( 柱) 坑、划 圆槽及划平面等。2. 刀具前角的选择 前角是车刀前刀面与基面的夹角 ( 此处是指在车刀 切深平面内的前角,如图 1 中的角 γp ) ,是刀具上最重 要的一个角度。为了提高刀具寿命,最好选用极压 乳化液。综上所述,虽说铸铝合金的车削难度不大,但在车 削螺纹时不易解决 “崩牙”、牙面划伤、排屑不畅、易 生成积屑瘤、加工表面粗糙度值大及精度低等问题,针 对这些问题,主要应选用锋利且光洁的刀具,较大的前 角及后角,较宽的排屑槽,较快的切削速度及合适的切 削液。图 1 所示为钻孔时 的后 引 导, 此 时 可 用 钻 套 端面来控制孔的深度尺寸。图5 增加钻套的高度,有利于防止钻头的引偏,但应注 意到,防止引偏的过程本身在于使用刀具和不平衡的侧 向压力由钻套壁来承受,此时,如果刀具的转速很高, 钻套就将很快磨损,如果它所引导的不是平滑圆柱部分 而是刀具的刃带,则这磨损就会更加严重。当要完成这 图3 些加工时,有了钻套的引导,可以更有利于保证工件的 加工精度要求和表面粗糙度的要求。( 2) 避免刀具的损坏 在 斜 面 上 钻 孔 时, 如 果 图1 没有钻套引导,则在钻孔时很容易使钻头折断。切屑间隙的最小值 Cmin 可按下式确定,由于钻头的 锥角 2α≈120°,则有 Cmin = d 2 tan30° = d 2 × 0. 577 4≈0. 3d 式中 d——— 钻头的直径。因为钻套与整个钻头的长度相比显得太小,而钻 套与刀具的间隙又需足够,同时钻头本身还有一定的弹 性,因而不能很好地防止刀具的引偏,如图 5b 所示。所以,虽然切屑带走的热量大,也 有必要使用切削液。一般设计时采用刀 具在钻套内成 H7 / g6 或 H7 / f6 配合,这样就可保证在一 般情况下的正常工作。   钻套的作用及切屑间隙的确定( 2) 铸铝合金不但抗拉强度低,而且延伸率小,在 车削螺纹时容易 “崩牙”。加大前角,可使切削刃锐利,切割作用 增强,前刀面的推挤作用减小,切削层金属变形小,从 而降低切削热,减少积屑瘤的生成,提高加工精度和降 低已加工表面的粗糙度值。引导刀具用的元件分为 两类: 一是对刀块 ( 在夹具中确定刀具对工装夹具相对 位置的元件) ,二是钻套 ( 在钻具中确定刀具位置并预 防其引偏用的元件) 。在钻床上加工时这一 图2 点尤为重要,因为此时即使刀杆的刚性很好,但钻床主 轴的外伸量较大以及间隙的存在,都能成为刀具工作时 不稳定的原因。这样 的设计可以有效地保证所加工孔的位置精度,但是必须 按所加工的工件的形状和钻夹具的结构来确定孔的加工 方法,保证钻头与钻套的轴线重合,达到所加工件对孔 的加工精度的要求。这就要求要尽量减 小切削力,切削刃要锋利,刀面的表面粗糙度值要小。当钻套安装在夹具的可卸部分 或可回转部分 ( 如钻具的盖板或铰链式钻模板) 时,应 注意保证其位置精度。( 3) 提高加工面的表面质量和几何精度 这个作用 主要是对刀具的前引导装置来说 的。所以靠增大 钻套高度来防止引偏的方法一般只用于刀具转速不高的 情况下,例如在用铰刀铰孔时使用增大钻套高度的方法 来防止引偏的发生才有效。钻套可用来引导各种加工孔用的刀具,如钻头、中 心钻、扩孔钻、划钻划钻、铰刀、丝锥及组合钻头及组合划 钻等。如图 4 所示为钻头 切削 刃 尖 角 在 钻 套 孔 中的 工 作 情 况, 这 时 因为 开 始 钻 孔 时 钻 头 还未 定 好 中 心, 锥 面 尖角 容 易 摆 动 而 刮 伤 钻套 内 孔, 如 果 此 时 有一 定 的 切 屑 间 隙 图4 冷加工 2 0 1 1 年 第 5 期 39 w w w .m e ta lw o rk in g 1 9 5 0.c o m 刀 具 Cutting Tools ( 大于一个定值 C) ,则可避免这种现象的发生。此时,钻套可以阻止钻头尖 由于两切削刃间的横刃 ( 横刃没有自定心的作用) 所造 成的引偏;铸铝合金的组织不够致密, 车削后不易获得小的表面粗糙度值?   ⑤在钻头悬伸很长的情况下,应采用双重引导的 钻套。( 5) 铸铝合金的线 倍。钻套 孔的大小,应与钻头的大小相适应,公差一般用基轴制 G7 或 F7,如果间隙过大,则会因切屑的摩擦作用而使 钻头的刃带磨损加剧。( 4) 铸铝合金的导热系数在碳钢的两倍以上,为 117 ~ 204W / ( m·K) ,因此切削过程中切屑带走的热量 櫿櫿櫿櫿櫿櫿櫿櫿櫿櫿櫿櫿櫿櫿櫿櫿櫿櫿櫿櫿櫿 目的。但当孔的位置精度要求很高, 用钻头 的 刃 带 引 导 不 能 保 证时,应 设 计 专 用 的 引 导 部分。   所以,除刀具应 选用较大的前角及较宽的排屑槽外,还应选用较大的切 削速度 ( 80 ~ 120m / min) ,使切屑的流速加快,以利于 减少积屑瘤的生成。如果被加工的孔深度不大,虽然不会对 工件上的位置尺寸带来很大的偏差,但是钻套壁上过载 的受力情况却与刀具引偏时一样。以下对铸铝件的切削加工性作一分析。4. 设计钻套应考虑的问题 ( 1) 钻套引导孔与刀具之间的配合间隙 由于刀具 在钻具中的定位精度取决于钻套与刀具引导部分之间的 间隙大小,这一间隙必须保证刀具的正常工作及被加工 件的加工精度要求。由于硬度、 强度低, 所 以 切 削 力 小, 消 耗 的 功 率 小, 切 削 温 度 较 低,所允许的切削用量及切削速度就相对较高。但是硬 度、强度低,材料抵抗塑性变形和划痕的能力也就差, 工件容易碰伤,以至于排屑不畅也会划伤已加工表面。( 2) 安装钻套夹具零件 ( 钻模板) 所应具备的条 件 钻套应安装在那些能对夹具主体 ( 或定位件) 保持 确定位置的夹具零件上。但 是 当 刀 具 切 入 形 成 孔 的 全 部 以 后,引导刀具的将主要是已加工出来的孔而不是钻具的 钻套。④在质量大的钻具上钻削分 布于同一圆周上的各孔时,要使钻头轴线对准钻套比较 费力,这时可以将钻具放在一个转动灵活的转盘上,此 转盘用一个中心轴对钻夹具定心,在四条均布的 T 形槽 上穿螺钉固定钻夹具。刀具的引偏也与操作者的操作有关,因为刚性小的 刀具,其引偏也可能是由于钻套孔的轴线与刀具轴线不 重合而引起的。
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