基本型群鉆在鉆通用結構鋼材料時,獲得了良好的切削性能。但是加工材料日益多樣化,各類材料的加工性千差萬別,加工零件的結構形狀、工藝條件也有著很大的變化。工件材料變了,孔的要求變了,促使鉆型也必須跟著變,要有靈活性。要正確分析和估計客觀情況,并采取有效的措施。本章將著重分析和總結各種情況下的鉆孔經驗和初步規(guī)律。
第一節(jié) 鉆孔中產生的問題
鉆孔中遇到的問題很多,下面從加工材料和工藝條件兩個方面列舉些實例,說明用普通麻花鉆鉆孔時所暴露出來的問題。
一、加工材料不同所產生的問題
(1)鉆強度大、硬度高的鋼材時(如各種高強度合金鋼、淬火鋼等),負荷大,鉆不動,勉強鉆下去,鉆頭很快磨鈍、燒壞。
(2)鉆高錳鋼及奧氏體不銹鋼時,產生嚴重的加工硬化現(xiàn)象,越鉆越硬,鉆頭磨損很快,產生毛刺很嚴重。
(3)在鉆床上鉆鋼時(如低碳鋼、不銹鋼),切屑長而不斷,象兩條長蛇一樣盤旋而出,纏繞在主軸上,亂甩傷人,很不安全,而且切削液加不進去。在自動機床上這一問題更為突出。
(4)鉆鑄鐵時,切屑成碎末,像研磨劑一樣,高速切削時常把鉆頭兩外緣轉角磨損掉。
(5)鉆紫銅時孔形常不圓,鉆軟紫銅也不易斷屑,有時鉆頭被咬在孔內。
(6)鉆黃銅等材料經常產生“扎刀”現(xiàn)象,輕則把孔拉傷,重則使鉆頭扭斷。
(7)鉆鋁合金孔壁不光,切屑不易排出,尤其在鉆深孔時切屑常擠死在鉆溝里。
(8)鉆層壓塑料(如夾布膠木、夾紙膠木、玻璃絲夾布膠木等),時常發(fā)生孔入口處有毛刺、中間分層、表面變色出黃邊、出口處脫皮現(xiàn)象。
(9)鉆有機玻璃時,孔不光亮,發(fā)暗(烏),本來是透明凈亮的,鉆完孔后,孔壁變成乳白色了,更嚴重時孔壁燒傷,和產生“銀斑”狀裂紋。
(10)鉆橡皮時,孔收縮量很大,易成錐形、上大下小,孔壁毛糙。
二、工藝條件不同產生的問題
(1)鉆薄板孔,有時工件不便于壓緊,人們多采用手扶,但當鉆頭剛要鉆出工件時,手就扶不住工件了,發(fā)生抖動,很容易出工傷事故。另外,孔易產生多角形、毛刺和變形。
(2)鉆深孔時,切屑難排出,常常要在中途多次退出鉆頭才能鉆完一孔,人們稱之為“啄木鳥式”的鉆削方式;鉆直徑大的孔(如在鋼上鉆直徑大于35毫米的孔),直接用普通麻花鉆鉆出就比較困難,負荷大,鉆頭和機床都承受不了,常發(fā)生“悶車”,此時要先鉆出小孔,再用大鉆頭擴孔。如果,硬要一次鉆出,進給量必定選得很小,這樣生產效率就很低。
(3)當工件上已有毛坯孔再擴孔時,由于加工余量不均勻,表面有硬皮,因此鉆頭常會歪斜,刃口也容易崩壞。
(4)在傾斜表面或曲面上鉆孔時,鉆頭往往定不住中心,發(fā)生偏斜,常不得不先將工件表面锪平,然后才能鉆孔。
(5)由于小量生產的需要,為了節(jié)省非標準尺寸的專用鉸刀,希望用鉆頭鉆出精孔。這也是我們常遇到的難題。
(6)小量生產采用劃線鉆孔時,鉆頭不易找正,當孔窩劃得淺時,孔偏不容易發(fā)現(xiàn);劃深時,看出孔偏再找正也就費勁了。
(7)用鉆頭進行擴孔,也容易產生“扎刀”;有時孔壁出現(xiàn)大螺旋溝,甚至用鉸刀鉸孔后也不能除掉。
(8)用鉆頭锪倒角,容易發(fā)生抖動,出現(xiàn)多角形,或產生嚴重的毛刺。
第二節(jié) 工件材料的鉆削加工性
一、概 述
在鉆頭與工件的矛盾統(tǒng)一體中,一般來說,鉆頭是矛盾的主要方面,但也常常會發(fā)生轉化。因此研究鉆孔過程,既要研究刀具一方,又要研究矛盾的另一方――工件材料。在這里,著重需要研究的是工件材料的鉆削加工性。
工件材料的鉆削加工性(或稱可鉆削性)是指材料由毛坯通過鉆削過程,得到所要求孔形難易程度的工藝特性。
顯然,鉆削加工性是一個綜合性指標。這是由于鉆孔中的各種問題:生產效率、切削力、耐用度、加工質量等交織綜合在一起,切屑變形與摩擦運動決定著鉆削力和切削熱;鉆削熱影響著鉆削溫度和冷硬層;而積屑瘤與鉆削溫度密切相關;積屑瘤、振動和切屑的擠刮則限制著表面光潔度的提高;孔要求越精越光,則又限制著鉆頭耐用度和生產效率的提高,……。還應指出,由于各種材料在鉆孔中的具體要求不同,其鉆削加工性的指標也不同。
影響材料鉆削加工性的因素很多,有物理一力學性能、化學成分、材料制造和熱處理方法等。化學成分和材料制造狀態(tài)如金相組織是決定物理一力學性能的根據(jù),然而直接起作用的卻還是物理一力學性能,它包括強度(或硬度)、塑性(或韌性)、導熱率和線膨脹系數(shù)以及彈性系數(shù)等,這些因素直接影響到鉆孔效率的高低。
二、鉆削加工性分級指標
材料的鉆削加工性,可以采用一種分級的方法進<