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深孔钻削稳定性研究及应用

机械工程学报/980318.htm 机械工程学报

CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING

1998年 第3期 No.3 JUNE 1998科技期刊

朱 林 王世清 刘战锋 彭 海

(西安石油学院机械系 710065)

摘要 通过试验曲线和力学模型分析了影响钻削稳定性的主要因素,从深孔钻结构设计这个角度提出改进措施,设计了一种尖齿内折线刃深孔钻,并通过钻削稳定性、钻头耐用度和钻孔精度对比试验加以验证。

叙词:深孔钻 深孔钻削 稳定性 刃形

中图分类号:TG713 0 前言

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。 1 钻削稳定性的影响因素

影响钻削稳定性的因素很多,追根究底是由切削力变化而产生的。因此,这里主要分析切削力变化对切削稳定性的影响,并从导向套与钻头间隙、钻尖高度和导向块布置方面加以论证。

1.1 钻削过程中切削力变化的影响

通过试验测得,用58.4钻头钻削40CrNiMo5材料,切削扭矩变化如图1所示,可分为五个阶段。

(1) 在导向套引导下,各切削刃依次切入工件,切削扭矩迅速增大。这时,切削合力使钻头上导向块紧贴导向套

孔壁,起导向作用,见图1中的OA段。 (2) 钻头所有刀齿切入工件后,切削扭矩达到最大。由于导向块端部与钻头外刃刀尖

之间的轴向位置之差,导向块仍然停留在导向套内,这时扭矩不会发生明显变化,见图1中的AB段,这段距离亦称为导向块滞后量。

深孔钻削稳定性研究及应用

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