钨钢刀具钻削工艺

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2013年1月22日星期二 16:47; 点击数：4601

钨钢刀具钻削覆盖了用金属切削刀具在工件上切削圆柱形孔的方法。钻削和后续的加工工艺相关，例如套孔、扩孔、铰孔和镗削。所有这些工艺的共同点是旋转主运动和线性进给运动相结合。套孔主要用于大直径孔，不像实体钻削那样需要消耗大量功率。套孔钻不是钻削孔的整个直径，而是在孔的圆周上钻削一个环。它不是所有材料都以切屑形式去除，而是留下了围绕中心的一个芯，因此，这种方法主要用于通孔应用；扩孔是用专用刀具扩大已有的孔，这种方法是在孔的周边切削掉大量金属；铰孔是对已有孔进行精加工。这种方法将去除很小的加工余量，从而达到较好的表面质量和小公差。

钻削工艺

实体钻削是最常见的钻削方法，在实体材料上进行钻削应预先确定孔的直径，并且可以在单一工序中完成。

随着现代浅孔钻削技术的发展，对预加工和后续加工的需要发生了戏剧性的变化。现代刀具使实体孔的切削可以在单一工序中完成，一般不需要预先加工中心孔或引导孔。因为孔的质量较好，所以一般不需要为提高测量精度和表面质量而再加工。

在某些方面，钻削可与车削和铣削相比，但是对断屑和排屑的要求比较高，这对钻削来说是最重要的。切削工艺受到孔直径和深度的限制，孔深越大，对工艺的控制和排屑则要求越苛刻。有许多零件需要钻削浅孔，要求金属去除率要高于孔的质量和可靠性。

切削参数

对于钻削来说，切削速度(VC)，单位为米/分，是由圆周速度确定的，它可以用主轴转速计算(n)得到。主轴转速是以每分钟转数表示的。在一转中，钻头周长为π×Dc，Dc为钻头直径。钻头的切削速度会发生变化，它取决于钻头上切削刃的横截面。从钻头中心到圆周，其速度从零到最大值。推荐的切削速度为圆周的最高速度。

每转进给(fn)，单位为mm/分，表示了在一转中刀具的轴向运动。它用于计算穿透率，和用于表示钻头的进给能力。

穿透率或进给速度(Vf)，单位为mm/分，是刀具相对工件的进给，它用长度/单位时间表示，也叫机床进给或工作台进给。每转进给与主轴转速的乘积给出了钻头穿透工件的速率。

和径向切削深度(ap)及每齿进给(fz)一样，孔深(L)是用于计算的一个重要因素。

切削速度VC、穿透率Vf、主轴速度n、每转进给fn

切削参数

孔的加工特性

孔可以是粗加工制造的，也可以是精加工切削而成的。大多数工件至少有一个孔需要加工，具体取决于孔的不同用途和功能，它需要加工到各种极限。从孔加工的观点来看，可表示孔特性的主要因素包含：直径、深度、质量、材料、加工条件或工况、可靠性、生产率。

切削力和功率

加工切削孔需要一定量的能量。在钻头穿透工件以去除金属时，切削力作用在钻头上。因此，钻削有一定功率要求。在开始讨论这个问题时，首先要知道所需功率与工件材料有关，当计算时，需要确定所指材料的特定切削力是多大。

功率除了材料因素外，钻削所需的功率(Pc)还与直径、进给率和切削速度有关。所需近似功率的计算公式可以用来检查机床能否满足钻削功率的需要。对于现代机床来说，钻削大部分中等直径的孔是没有问题的，但是对于有几倍孔径深度的大直径孔来说，还是需要检查功率。

扭矩对于大直径钻削工序来说，特别是对于套孔考虑在切削时钻头所承受的总钻削扭矩时，以Nm为单位的扭矩值(Mc)是另一个有效值。进给、直径、材料是影响扭矩值的主要因素。扭矩是在每个切削刃上的扭矩的总和，是切向力和半径到中心距离的径的乘积。

进给力从钻削观点来看，以N为单位的进给力(Ff)是最重要的因素。这是穿透材料时作用在钻头上的轴向力。因为确保主轴功率和主轴强度满足钻削工序的要求是非常重要的，因此需要考虑过大的进给力会影响到孔的质量、钻头的可靠性和使机床停转。在另一方面，从生产率的观点来看，足够的进给力对钻削作用是重要的。进给力和钻头的直径、进给和所钻削的材料有关。钻头的切削刃角度(kr)也会影响进给力。

切屑控制和切削液

切屑控制和切削液是钻削中的重要因素。生成合适的切屑形状和大小以及排除它们对任何钻削工序都是至关重要的。在这方面，如果没有满意的性能，任何钻头都会由于切屑会在孔内堵塞而在短时间内停止切削。现代钻头高切削速度和高进给都可以通过使用切削液在获得有效的排屑时变为可能。

切屑形成受到工件材料、刀具槽形、切削速度、进给的影响和一定程度上切削液选择的影响。一般来说，高进给、低切削速度将产生短的切屑。如果切屑可以稳定地流出，切屑长度和形状就可以说是可接受的。大部分浅孔钻有两个排屑槽。使用现代机床和钻削刀具时，通过钻头内冷却液孔提供切削液，可以有效地完成排屑。切削时，切削液从钻头的顶尖喷射出，不但可以润滑钻头，而且使切屑通过排屑槽流出。

切屑形成、排屑和切削液供应

现代钨钢钻头具有高金属去除率和大密度的排屑槽。在高压下，通过内供式切削液将这些切屑排出。所需的压力(Mpa)和流量（升/分）主要取决于孔径，但是也受到切削条件和工件材料的影响。切削液通过内部供应时，由于离心力的作用，将引起压力降低，旋转钻比非旋转钻要求更高的切削液压力。这并不必须用很高的切削液压力来补偿，可以使用流量补偿器。但是，对于非旋转钻和使用外切削液，也需考虑传输系统内压力的下降。

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