新型可转位钻头深孔加工关键技术- .pdf

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1、新型可转位钻头深孔加工关键技术哈尔滨理工大学(黑龙江150080)曹帅姜彬郑敏利深孔加工是机械加工的一个重要分支，同时深被加工孑L的孔深和孔径。工作部分分为切削部分和孔加工的方式也是机械加工的一个重要课题。随着导向部分，在导向部分有两个对称的排屑槽，在靠机械行业的加速发展，极大地推动了对深孔加工的近切削部位斜导向块处各有一个斜排屑槽，起引导需要，但我国的一些行业还在沿用一些陈旧设备和排屑的作用，刀体材料采用合金结构钢40Cr等。传统的孑L加工方式，如枪钻、扁钻及麻花钻等，大多为高速钢材料，切削速度低、效率低

2、下。同时，枪钻主要进行较小直径(<20ram)的深孔加工，而麻花钻在深孔加工中存在不易冷却、排屑不畅及断续加工等问题。而采用硬质合金材料能够高效进行大直径和深孔加工的BTA和DF深孔加工方式，主要在加工中心和专用机床上进行。因此，对于能够图1钻头整体结构图在普通机床上进行高效大直径深孔加工通用工具的1．切削部位2．进油孔3．刀柄4．导向部位迫切需要是矛盾所在，新型钻头的出现解决了这一如图2所示，新型钻头采用可转位刀片，分大矛盾。刀片和小刀片，大刀片为不规则六边形，小刀片为本文将通过和枪钻、BTA和DF等深孔

3、加工方式梯形，定位在刀片槽内，用螺钉紧固刀片，同时采的对比，分析了新型钻头在结构和材料上的特点及用台阶式结构，起到一钻一扩的作用，根据被加工使用范围。通过对钻削机理的研究，探讨了新型钻头对深孔加工的理论依据。通过对导向块的力学分23析提出了新型钻头导向块的设计原则，为下一部深4人研究切削过程的切削力和切削热打下基础。51．新型钻头的工作机理如图1所示，新型钻头的刀体分为柄部和工作图2切削部位装配网部分，柄部与机床连接，根据加工条件的不同，采1螺钉2．斜导向块3．直导向块用直柄和锥柄两种，工作部分的长度与半径

4、取决于4．小刀片5．大刀片(见图5)。4．结语通过对现场使用情况调查的结果表明，此组合式镗刀的设计不但解决了阶高大入口直径小的台阶孔加工问题，因其刀片是标准的，也解决了刀具磨损换刀的问题且操作方便简单，具有很好的推广价值。MW图5(收稿日期：20110223)磊冷舡W，，艇伽I．口重y墨塑：4-3V．~[I．com材料和切削参数的不同刀片材料可采用硬质合金和位置角，第一个导向块的位置角，A为合力高速钢，钻削直径为37～127mm，长径比可达20。的位置角，口为摩擦角(正J『K力与作川力之间的夹切削时，切削液

5、由液压泵经入油口进入刀体流角)。向切削区，从出油孔出来进行冷却和润滑，同时切削液在高压下将切屑通过排屑槽排出孔外。-IL~JI丁在一种半封闭的状态下进行，深孔加的关键问题主要有导向、排屑和冷却问题等。只仃合理地导向块分布才可以保持切削平稳和较小的加_I偏移量，良好的槽形设计才能不憋屑并获得好的表面质量，采用内冷却可使钻削时钻尖得到充分冷却，同时切削液在高压泵的喷射下能将切屑Ⅲ页利排图4夹角O／与导向块受力之问的荚系(2)导向块的作用力出孔口。南图3可知2．导向块分布合理性的力学分析—————————}】=F

6、N1FNl新型钻头主要应用在普通机床上，在功率、刚F2=FN2+肛FN2度、加工精度等方面相对较差，故设计者采用了四式中，、F为第一和第二导向块上的径向力，爪l导向块，虽在理论上属于超静定问题，无确定解，．、F为导向块上的切向摩擦力，为摩擦系可是在生产实践中起辅助支撑的作用，原理仍属于数。两个导向块的作用，第一象限与第==象限、第二象从静力学观点来看，如果刀具上的作用力的合限与第四象限为对称分布，故只需对第二和第i象力总保持为零．那么刀具切削部位就总处于平衡状限导向块的合理性进行讨论，现以第三象限为例进态。

7、根据力平衡条件行力学分析。——————F=F1+F2=0(1)切削刃上的受力设计者为了保持切削稳∑Fx=0∑F=0定性和加工偏移量小，配备了导向块，根据加工孔径的不同采用的导向块的个数也不同．本文以4个一FcosA+FlCOS(妒1一／3)+F2COS(2一／3)=0F．sinA+lsiI1(‘P1一／3)一F2sin(‘P2—13)=0导向块为例，导向块分布必需考虑钻削时的受力情况钻削时的受力按力学转移的方式，可用巾心为：=sin‘P2一1零的等效力及等效力矩来取代，如图3所示摩擦角／3一般小于5。～6。

8、，在有液体润滑时甚至更小，可忽略不计。、令，一^)L=OL(第二个导向块与切削力等效合力／之间的夹角)，A一‘p=0(第一·个导向块与切削力等效合力之间的夹角)。一一一一一㈠一sin(‘P2一1)一sin(2一1)—／／／、、一一一哐一sin(+0)一sin(+0)＼，1、N1＼0。