深孔钻削稳定性研究及应用

guying999

0 前言
6 l5 g' g7 ~0 T# _; S深孔钻削在机械加工中占有非常重要的地位，但由于有一些技术问题尚未解决，至今仍是金属切削加工的“瓶颈”工序。在深孔加工中，常常发生钻头刀齿突然崩刃或断齿，即钻头破损，其结果是工件孔表面损伤，钻杆扭弯、断裂，甚至机床被损坏。破损是深孔钻最主要的损坏形式，其破损耐用度主要取决于刀刃受冲击的次数和力度，即深孔钻削稳定性，特别是入钻和出钻的稳定性。根据实际应用情况统计，近80%的钻头早期破损都发生在入钻或出钻时。因此，深孔钻削稳定性将直接影响钻头耐用度和钻孔质量。现有的深孔钻有深孔麻花钻、枪钻、单刃内排屑深孔钻和多刃错齿内排屑深孔钻等。其中多刃错齿内排屑深孔钻以其分屑可靠，切削力平衡，刀齿可分别选配材料等优点，成为目前国内外应用最广的一种深孔钻，本文就基于此种钻头进行研究。
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图1 深孔钻削过程中的扭矩变化

& e6 B6 V0 p1 R; O+ G) O图2 导向套与钻头间隙的影响
. N" u7 {% @6 A$ i. a' T钻尖高度的影响
' ]5 o: ?3 h" u3 P" [& {; [0 }- i" C钻尖高度是指钻头的钻尖点到导向块前端的轴向距离，见图3中的h。钻尖高度越大，入钻和出钻的时间就越长，不稳定钻削时间也越长。由于位于钻尖的中心齿切削速度较低，切削力大，挤压摩擦严重，卷屑、断屑困难，定心、导向较差。入钻时“单枪匹马”，摇摇晃晃，容易断齿或崩刃。出钻时不易形成“切削帽”，钻尖首先钻穿工件，失去孔底的反锥尖定心(见图4)，钻削力突然失去平衡，钻头晃动突然加剧，非常容易崩刃(特别是外齿)。因此钻尖的高低直接影响钻削稳定性、钻头耐用度和钻孔精度。

) z9 z$ _2 p# V: C1.中心齿(YG8) 2.中间平齿(YT798) 3.外齿(YT798) 4.导向块(YT798) 5.中间尖齿(YT798) 6.减振块(YT798)
图3 尖齿内折线刃深孔钻

1.定心反锥 2.定心环形凸筋
图4 孔底的形状
表1 切削力对比试验数据
& b8 W% A; H* n2 s, x$ N7 f转速n
r/min
. p) ~) S4 Y3 Z进给量vf
7 }. I' l8 U% `& s0 Mmm/r
. G7 W" w, \* C9 d: P# b1 `7 G新型钻头与普通钻头扭矩之比
%
# z+ T, h- A# t3 |2 N: \# Y5 J& ~新型钻头与普通钻头轴向力之比
%
& [+ K  R7 u0 Q2 I# k$ T230
0.03
2 e! X: @& R) S) Z4 Z85.9
84.3
0 y2 {- Q0 R' B230
2 h1 V0 d- ^& ^- n9 f0 m) |4 x0.08
: o0 `7 Q6 {% A3 `! J83.5
$ G* A1 b$ T8 U* Z5 f! ?76.7
+ I6 J/ u4 I) M, e1 X" i* @230
% D2 u- K3 J) o7 |0 @/ i: @2 J0.15
& @; k$ E  j& h* i0 q78.3
78.6
/ S& @4 l, b( }$ u
1.普通深孔钻 2.尖齿内折线刃深孔钻
图5 钻杆振幅对比曲线

xieyu20110518

谢谢了，非常不错