校企合作生产中对小直径深孔加工技术的探究

校企合作生产中对小直径深孔加工技术的探究

李明辉

李明辉青岛市技师学院山东青岛266229

摘要：针对校企合作生产加工中小直径深孔加工时常见的困惑现象,比如钻头细长，刚性差，易折断，定位困难，振动大，排屑困难，切削热不易散出等，通过对切削速度、切削力和走刀量等因素的分析,结合实际校企合作生产,提出了正确划线及冲眼，改制小扁钻头预钻定位孔，用钻套导向，选取合适的切削速度、进给量和切削液，改善刃形等方法,来解决小直径深孔加工的难题。

关键词：小直径深孔加工定心划线小扁钻头烧伤切削液刃形

一、问题的分析与解决

1.钻头偏摆、不易定心，孔位置精度难保证。解决方法有两种：（1）掌握正确划线、冲眼的方法。首先，采用精度较高的划线高度尺。按照图纸要求划出孔的十字中心位置线，要求尺寸准确，线条清晰且要细，同时划出检查圆和方格，以便钻孔时检查或借正钻孔位置。其次，准确在孔的十字中心线上冲眼。冲眼前，先将样冲尖端分别沿两条十字中心线向十字交叉点上移动，反复几次，每次移到交叉点时，握样冲的手都会有明显的停顿感觉，这点就是孔的圆心。此时，可将样冲垂直于工件表面，先轻打，再用目光从十字中心线的不同方向仔细观察，看冲眼是否偏离十字交叉点，如果冲眼偏离十字交叉点，必须用样冲朝着偏离中心的反方向进行借正补救。确定无误差时，再将样冲垂直于工件表面并将冲眼加大，同时，样冲可以沿自身轴线转动，使冲眼圆滑以便准确落钻定心。然后再以样冲眼为圆心划出检查圆，并直接观察检查圆与检查方格是否相符。否则，冲眼有误差，需再预以补救。（2）预钻锥形定位孔,再用所需钻头钻孔，准确定心。用小顶角(90°～100°)短麻花钻,预先钻出一个锥形坑,然后再用所需的钻头钻孔。由于预钻时钻头刚性较好,锥形坑不易偏,以后再用所需钻头钻孔时,这个坑就可以起定心作用。

2.钻头容易折断，钻出的孔直线度超差。小孔加工要求钻床主轴转速较高，钻头承受的径向力很大；另一方面，钻头细小，其两个主切削刃在刃磨时很难保证绝对对称，因此加工时钻头承受的径向切削力不均匀。还有就是，在手工操作情况下，进给量很难做到均匀，钻头所受的力忽大忽小。以上原因，造成在钻孔实际操作中，钻头极易折断。

同时，由于钻头细长刚度不足，在钻削过程中，钻头非常容易弯曲，导致钻出的孔直线度超差。日常经验总结，可以采用以下几种方法避免该缺陷:（1）刃磨时，尽量把钻头的两个主切削刃磨得对称一致,使两个切削力相互抵消,让钻头承受的径向切削力均匀一些，从而减少钻头的震动和弯曲。（2）进给时，用手轻轻压下手柄，用力要轻而均匀,并及时提起钻头排屑,防止钻头抱死折断。（3）用钻套(导向套)为钻头导向。这样一是可以减少钻孔开始时的引偏,特别是在斜面或曲面上钻孔时更为必要；二是给钻头一个支撑，起到了加强钻头刚度的作用，保证了孔径直线度。

3.钻头频繁烧伤,不耐用，震动大，孔径表面质量差。工件表面质量差与小直径深孔加工时排屑困难有密切的关系,与普通钻孔相比，铁屑积聚在深孔中无法及时排出,加剧了钻头与工件的摩擦,不但使表面质量难以保证,而且产生大量的热量。同时积屑堵死了冷却液进入内孔的通道,使切削区域热量难以释放,最终致使钻头钻芯和外刃烧伤。除了及时提起钻头排屑之外，我们还可以采用以下三种方法来解决:（1）选取合适的走刀量（进给速度）和切削速度。走刀量一般宜低,但不能过小,过小时会使铁屑变得过于细碎堵在内孔中。实践中,在Z0352摇臂钻床上对45#钢做小直径深孔加工试验,小孔直径d=4mm,孔深h=60mm,走刀量取0.2～0.3mm/r时取得较好效果。小孔加工，切削速度越高，表面质量也越好。但钻头耐用值就越低,且振动越大,对钻孔不利。一般应根据材质、加工深度调整主轴转速。实践证明:当加工孔的直径为2～3mm时,转速可调整在1500～2000r/min;当加工孔的直径小于1mm时,转速可调整在2000～3000r/min。（2）选用合适的切削液。有利于减少钻削中的摩擦系数，降低钻削力、钻削温度，改善散热条件，减少钻头磨损，提高钻头耐用度和钻孔质量。钻削时用的切削液一般有以下几种：水剂乳化液、切削油、乳化液中加入表面活性剂（含磷或氯等）等。（3）改善刃形。将普通麻花钻修磨成专用深孔麻花钻，取得了不错的效果。依据和特点：①在钻头钻入时横刃起着定心作用，横刃具有过大的负前角,大大增加了切削力和切削温度，横刃产生轴向力占钻削轴向力的50-60%，并承受10%-15%的扭矩。因此，我们将横刃磨窄，并呈“S”型，修磨后的钻头横刃大部分具有正前角,易于切入金属。②顶角越大，稳定性好，但是切削力差。在钻芯部分修磨出两条圆弧内刃，其内顶角角大于外顶角2Φ。保证了切削性，兼顾了稳定性。并且，圆弧内刃降低了钻尖高度，在钻通孔时，缩短入钻及出钻的不稳定时间，钻削的稳定性得到进一步加强。③所修磨的两圆弧内刃，可以起到分屑的作用。同时在加工时，会在底孔上划出一凸台，并卡在内刃上，起到定心的作用。

二、总结

以上介绍了几种解决小直径深孔加工问题的方法。具体操作时,应根据生产实际情况,综合考虑各种因素,选择高精度的钻床,精准的划线和冲眼，选用小扁钻头引钻，用钻套为钻头导向，选用合适的切削速度、冷却液等可取得良好效果。

参考文献

[1]张广文曾庆良陈玉良绿色切削加工技术的研究[J].轻工机械，2004。

[2]任兆应张维纪编著实用钻孔技术[M].金盾出版社，1997。