数控机床钻孔加工有什么诀窍呢?

国际金属加工网 2019年12月18日

机械加工中,钻孔工序的比重约占孔与孔系的加工已经普遍存在,而对于较小直径孔的加工存在一些现实问题,其中由于较小的钻头极易折断。造成很大的浪费,并且影响加工精度、加工质量和生产效率。

1、在车床上小孔的钻削,其加工精度和表面粗糙度要求都比较高,用作配合的孔,一般孔径的精度为(IT7——IT8),表面粗糙度为(Ra3.2—0.2um),径向跳动在0.3mm之内,一方面由于钻头较小,极易折断,造成很大的浪费,并且影响加工精度、加工质量和生产效率。另一方面由于小直径钻头在使用过程中还存在着许多问题,只有弄清小直径钻头在钻小孔时容易出现的问题,才能有的放矢地采取必要措施,以保证钻孔的顺利进行。

2、钻头折断的主要因素

钻头直径小、强度不够,小直径钻头的螺旋角又比较小,不易排屑,所以小直径钻头在使用过程中容易折断。钻小孔的切削速度高,钻头产生的切削温度高又不易散热,特别是钻头和工的接触部位温度更高,加剧了钻头的磨损。?钻孔过程中,一般多用手动进给,进给力不容易掌握均匀,往往稍不注意就会使钻头损坏。由于小直径钻头的刚性较差,容易损坏弯曲,致使钻孔产生倾斜。

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(1)钻头几何角度变化

钻头几何角度变化是造成钻头折断的主要原因,其中影响较大的是钻头钻刃顶角的变化,所谓钻刃顶角就是钻头两主切削刃之间夹角。一般标准麻花钻的钻刃顶角为118?当钻刃顶角大于118?时,两主切削刃为凹曲线, 当钻刃顶角小于118?时,两主切削刃为凸曲线,只有当钻刃顶角等于118?时两主切削刃为直线。但钻头直径越小, 钻刃顶角就越难控制,从而导致钻削力和扭矩的失衡,迫使钻头钻孔时走偏而使钻头折断。

(2)钻头径向跳动或偏摆量的变化

钻头的回转精度主要取决于钻头的装夹、钻夹头的制造精度和机床主轴的回转精度,钻头径向跳动或偏摆量过大,易使钻头折断。

(3)钻削轴向力和进给量的变化

钻头在车床上进行钻削时,进给量过小,一般每转只0.001mm左右。它完全靠操作者手感控制,因而进给量和轴向力均匀很难保证,稍有不慎就会导致轴向力和进给量的急剧变化,而使钻头折断。所以越小直径的钻头,进给量过大,都会使钻头折断。

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(4)车床转速的影响

钻孔时,它的车床转速选择应为:n=1000V/ЛD n——主轴转速,r/min;D——钻头直径,mm;V —— 切削速度,m/min。也就是说,钻头越小,车床转速相应的取高一些。

5)操作者和钻削材料的影响

因钻削时,操作者精力集中、精力分散也是造成钻头折断的原因之一,其次加工材料的影响也很大,尤其是韧性较强的材料,排屑困难易堵塞,也易使钻头折断。

(6)其他因素

a.由于钻头磨损过大,使钻头的几何角度发生变化,这时如果操作者强行钻入工件,易使钻头折断。

b.钻头没有正确定心,钻孔前的工件端面没有车平。

c.车床尾座产生偏移,钻头中心没有对准工件的旋转中心,不但扩大了钻孔直径,而且也会使钻头折断。

d.由于钻头伸出过长,产生了径向跳动,使钻头折断。

3、解决办法

(1)钻孔前必须把工件端面车平,中心处不留有凸头,并且将钻头装入尾座套筒中,找正钻头轴线与工件旋转轴线重合。

(2)为防止钻头产生径向跳动,可以在刀架上加一挡铁,支持钻头的头部,帮助钻头定心。

(3)钻小而深孔时,应先用中心钻钻中心孔,以避免将孔钻歪。在钻孔过程中必须经常退出钻头清除铁削。

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(4)钻小而深孔时,为避免钻削时抗力大,使孔位偏斜和钻头折断,应选用较高的车床转速,一般情况下车床转速取700—1000r/min。

(5)由于小直径钻头的强度低、刚性差,容易折断,所以开始钻进时,进给力要轻,防止钻头弯曲和滑移,以保证钻孔始切的正确位置。进给时注意手劲和感觉,当钻头弹跳时,让它有一个缓冲范围,以防止钻头折断,有时只要很小的进给力。进给力太小时,手动进刀不易感觉出来,这时可在进刀机构上装一个小重陀,靠其重量达到进给目的。

(6)当钻头刚接触工件端面和通孔快要钻穿工件时,由于横刃首先穿出,轴向阻力增大,易使钻头折断,所以进给量必须减慢,一般情况下,钻钢料时,进给量选0.15—0.35 mm/r;钻削铸件时,进给量略大些,一般选0.15—0.4mm/r。

(7)在钻削过程中,需注意频繁退钻,及时提起钻头。因为小直径钻头工作时,排屑槽狭窄,排屑不流畅,所以应及时地进行退钻排屑,退钻的次数与孔的深度成正比,同时还可借此机会输入冷却液,或在空气中冷却。采用上述方法,可以减少钻头的折断,以便节省材料、提高生产效率及提高工件的加工质量。

(8)小直径钻头在钻削时,由于排屑不畅,钻头和温度升高较快,为了降低切削温度,减小切屑、工件和刀具接触面之间摩擦系数,达到提高小直径钻头寿命的目的,必须进行充分的冷却,一般用透明防锈水作为冷却液较好。另外也可以在钻头的沟槽涂上一层二硫化钼,或用粘度低的机械油或植物油进行润滑,可得到较好的使用效果。


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