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      鉆削

圖1 锪孔

      用各種鉆頭進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔或锪孔的切削加工。鉆孔是用麻花鉆、扁鉆或中心孔鉆等在實體材料上鉆削通孔或盲孔。擴(kuò)孔是用擴(kuò)孔鉆擴(kuò)大工件上預(yù)制孔的孔徑。锪孔是用锪孔鉆在預(yù)制孔的一端加工沉孔、錐孔、局部平面或球面等，以便安裝緊固件。鉆削方式主要有兩種：①工件不動，鉆頭作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和軸向進(jìn)給，這種方式一般在鉆床、鏜床、加工中心或組合機(jī)床上應(yīng)用；②工件旋轉(zhuǎn)，鉆頭僅作軸向進(jìn)給，這種方式一般在車床或深孔鉆床上應(yīng)用。麻花鉆的鉆孔孔徑范圍為0.05～100mm，采用扁鉆可達(dá)125mm。對于孔徑大于100mm的孔，一般先加工出孔徑較小的預(yù)制孔(或預(yù)留鑄造孔)，而后再將孔徑鏜削到規(guī)定尺寸。 

圖2 麻花鉆的鉆削要素

       鉆削時，鉆削速度v是鉆頭外徑的圓周速度(米/分)；進(jìn)給量f是鉆頭(或工件)每轉(zhuǎn)鉆入孔中的軸向移動距離(mm/r)。圖2是麻花鉆的鉆削要素，由于麻花鉆有兩個刀齒，故每齒進(jìn)給量af=f/2(mm/齒)。切削深度ap有兩種：鉆孔時按鉆頭直徑d的一半計算；擴(kuò)孔時按(d-d0)/2計算，其中d0為預(yù)制孔直徑。每個刀齒切下的切屑厚度a0=afsinKr，單位為mm。式中Kr為鉆頭頂角的一半。使用高速鋼麻花鉆鉆削鋼鐵材料時，鉆削速度常取16～40米/分，用硬質(zhì)合金鉆頭鉆孔時速度可提高1倍。 鉆削過程中，麻花鉆頭有兩條主切削刃和一條橫刃，俗稱“一尖(鉆心尖)三刃”，參與切削工作，它是在橫刃嚴(yán)重受擠和排屑不利的半封閉狀態(tài)下工作，所以加工的條件比車削或其他切削方法更為復(fù)雜和困難，加工精度較低，表面較粗糙。鉆削鋼鐵材料的精度一般為IT13～10，表面粗糙度為Ra20～1.25µm，擴(kuò)孔精度可達(dá)IT10～9，表面粗糙度為Ra10～0.63µm。鉆削加工的質(zhì)量和效率很大程度上決定于鉆頭切削刃的形狀。在生產(chǎn)中往往用修磨的方法改變麻花鉆頭切削刃的形狀和角度以減少切削阻力，提高鉆削性能，中國的群鉆就是采用這種方法創(chuàng)制出來的。 當(dāng)鉆孔的深度l與直徑d之比大于6時，一般視為深孔鉆削。鉆削深孔的鉆頭細(xì)長，剛度差，鉆削時鉆頭容易偏斜并與孔壁發(fā)生摩擦，同時對鉆頭的冷卻和排屑也較困難。因此，當(dāng)l/d大于20時需要采用專門設(shè)計的深孔鉆，并輸入一定流量和壓力的切削液加以冷卻和把切屑沖刷出來，才能達(dá)到較高的鉆削質(zhì)量和效率。  

      鉆頭

圖3 各類鉆頭

      用以在實體材料上鉆削出通孔或盲孔，并能對已有的孔擴(kuò)孔的刀具。常用的鉆頭主要有麻花鉆、扁鉆、中心鉆、深孔鉆和套料鉆。擴(kuò)孔鉆和锪鉆雖不能在實體材料上鉆孔，但習(xí)慣上也將它們歸入鉆頭一類。 麻花鉆是應(yīng)用最廣的孔加工刀具。通常直徑范圍為0.25～80mm。它主要由工作部分和柄部構(gòu)成。工作部分有兩條螺旋形的溝槽，形似麻花，因而得名。為了減小鉆孔時導(dǎo)向部分與孔壁間的摩擦，麻花鉆自鉆尖向柄部方向逐漸減小直徑呈倒錐狀。麻花鉆的螺旋角主要影響切削刃上前角的大小、刃瓣強(qiáng)度和排屑性能，通常為25°～32°。螺旋形溝槽可用銑削、磨削、熱軋或熱擠壓等方法加工，鉆頭的前端經(jīng)刃磨后形成切削部分。標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的切削部分頂角為118°，橫刃斜角為40°～60°，后角為8°～20°。由于結(jié)構(gòu)上的原因，前角在外緣處大 向中間逐漸減小，橫刃處為負(fù)前角(可達(dá)-55°左右)，鉆削時起擠壓作用。為了改善麻花鉆的切削性能，可根據(jù)被加工材料的性質(zhì)將切削部分修磨成各種形狀(如群鉆)。麻花鉆的柄部形式有直柄和錐柄兩種，加工時前者夾在鉆夾頭中，后者插在機(jī)床主軸或尾座的錐孔中。一般麻花鉆用高速鋼制造。 焊硬質(zhì)合金刀片或齒冠的麻花鉆適于加工鑄鐵、淬硬鋼和非金屬材料等，整體硬質(zhì)合金小麻花鉆用于加工儀表零件和印刷線路板等。 

圖4 麻花鉆的結(jié)構(gòu) 

      扁鉆的切削部分為鏟形，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，切削液容易導(dǎo)入孔中，但切削和排屑性能較差。扁鉆的結(jié)構(gòu)有整體式和裝配式兩種。整體式主要用于鉆削直徑0.03～0.5mm的微孔。裝配式扁鉆刀片可換，可采用內(nèi)冷卻，主要用于鉆削直徑25～500mm的大孔。 深孔鉆通常是指加工孔深與孔徑之比大于6的孔的刀具。常用的有槍鉆、BTA深孔鉆、噴射鉆、DF深孔鉆等。套料鉆也常用于深孔加工。 擴(kuò)孔鉆有3～4個刀齒，其剛性比麻花鉆好，用于擴(kuò)大已有的孔并提高加工精度和光潔度。 锪鉆有較多的刀齒，以成形法將孔端加工成所需的形狀，用于加工各種沉頭螺釘?shù)某令^孔，或削平孔的外端面。 中心鉆供鉆削軸類工件的中心孔用，它實質(zhì)上是由螺旋角很小的麻花鉆和锪鉆復(fù)合而成，故又稱復(fù)合中心鉆。