数控机床钻孔的技巧有哪些

数控机床钻孔的技巧有哪些

立铣刀

在机械加工中,钻孔工序的比例约占100%。孔和孔系的加工已经很普遍,但在加工较小直径的孔时存在一些实际问题,其中较小的 钻头 很容易断裂,造成大量浪费,影响加工精度、加工质量和生产效率。

在车床上钻小孔,加工精度和表面粗糙度要求比较高,对于配合孔,一般孔径精度为(IT7-IT8),表面粗糙度为(Ra3.2-0.2um),径向跳动在0.3mm以内。一方面由于钻头较小,极易折断,造成大量废品,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不少问题,只有搞清楚小直径钻头在钻小孔时容易出现的问题,才能采取必要的措施,保证钻削的顺利进行。

钻头

钻头折断的主要因素

钻头直径小,强度不足。小直径钻头的螺旋角相对较小,排屑困难,因此小直径钻头在使用过程中容易发生折断。钻小孔的切削速度高,钻头产生的切削温度高,且散热困难。特别是钻头与工件接触处的温度较高,加剧了钻头的磨损。钻孔过程中,一般采用人工进给,进给力不易控制均匀,往往一不小心就会损坏钻头。由于小直径钻头的刚性差,很容易损坏和弯曲,导致钻孔倾斜。

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钻头几何形状的变化是造成钻头折断的主要原因,其中影响最大的是钻头刃角(即钻头两个主切削刃之间的角度)的变化。标准麻花钻的刃角为118°,刃角大于118°时,两个主切削刃为凹曲线,刃角小于118°时,两个主切削刃为凸曲线,只有刃角等于118°时,两个主切削刃才为直线。但钻头直径越小,刃角越难控制,导致钻削力与扭矩不平衡,迫使钻头在钻孔过程中偏移,造成钻头折断。

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钻头的旋转精度主要取决于钻头的装夹、钻夹头的制造精度及机床主轴的旋转精度。如果钻头的径向跳动或径向跳动过大,就容易折断钻头。

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钻头在车床上钻孔时,进给量太小,一般每转只有0.001mm左右,完全靠操作者手感来控制,很难保证进给量和轴向力均匀,稍有不慎就会导致轴向力和进给量的急剧变化,造成钻头折断。因此,钻头直径越小,进给量越大,就会造成钻头折断。

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钻孔时,车床转速应为: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,车床转速就应该越高。

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钻孔时,操作人员注意力不集中、注意力不集中也是钻头折断的原因之一。其次,加工材料的影响也很大,特别是韧性强的材料,切屑不易排出,易堵塞,也容易折断钻头。

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  • 由于钻头磨损过度,钻头的几何角度发生变化,此时操作人员若强行将钻头插入工件,很容易将钻头折断。
  • 钻头对中不正确,钻孔前工件端面不平整。
  • 车床尾座偏移,钻头的中心与工件旋转中心不一致,不但使孔径扩大,而且容易折断钻头。
  • 由于钻头伸出过长,产生径向跳动,导致钻头断裂。

立铣刀

钻头折断的解决方法

钻孔前必须将工件端面车平,中心不留凸头,将钻头装在尾座套筒内,使钻头轴线与工件旋转轴线对齐。

为了防止钻头径向跳动,可在刀架上加装止动件,支撑钻头头部,帮助钻头定心。

钻小而深的孔时,应先用中心钻钻好中心孔,以免把孔钻歪。钻孔过程中,须经常退出钻头以清除铁屑。

钻小而深的孔时,为避免钻孔时阻力大,造成孔位偏斜和折断钻头,应采用较高的车床转速,一般情况下车床转速为700~1000r/min。

由于小直径钻头强度低、刚性差,容易折断。因此钻孔时,进给力要轻,防止钻头弯曲、打滑,保证钻孔起钻位置正确。进给时要注意手部力度和感觉,钻头弹起时要让其有个缓冲范围,防止钻头折断。有时只需要很小的进给力,如果进给力太小,手部进给不容易有感觉,此时可在进给机构上安装一个小的重物,靠其重量达到进给目的。

当钻头刚接触工件端面,通孔即将钻透工件时,横刃会先钻透,轴向阻力增大,易折断钻头,因此必须减慢进给速度。一般情况下,钻钢材时,进给速度为0.15-0.35mm/r。钻铸件时,进给速度稍大,一般为0.15-0.4mm/r。

钻孔过程中,要注意经常退钻和及时抬钻。由于小直径钻头工作时排屑槽较窄,排屑不畅。因此,应及时退钻和排屑,退钻次数与孔深成正比。同时,也可以趁此机会输入冷却液或在空气中冷却。以上方法可减少钻头的折断,从而节省材料,提高生产效率,提高工件的加工质量。

用小直径钻头钻孔时,由于排屑不畅,钻头及钻头温度上升很快。为了降低切削温度,减少切屑、工件及刀具接触面间的摩擦系数。为了达到增加小直径钻头寿命的目的,必须进行充分的冷却。一般采用透明防锈水作为冷却液为佳。另外,可在钻头槽内涂一层二硫化钼,或用低粘度的机械油或植物油润滑,可达到更好的使用效果。

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