钳工操作中深孔的钻削实践分析与改进

动钻削所具有 的良好断屑和排屑效果 ， 充分 的润滑 ， 图１ 所示是轴 向振动钻削加工原理简图 。凸轮 对切 削 颤 振 的抑 制 ，对积 屑 瘤 和鳞 刺 的 消 除 以及 钻 Ｌ 壁的往复熨压等特点 ，振动钻削减小孑 Ｌ 壁粗 在调速 电动机的带动下高速旋转 ，迫使刀具作一定 头对孑 振幅和频率的简谐振动 ， 从而对工件进行振动加工。 糙 度 值 的机理 可 以得 到说 明。
削得到 的孔壁粗糙度（ Ｒ ａ ： ０ ． ８ ３ ７ ｂ ｔ ｍ ） 要优 于普通钻 所谓振动切削就是在传统的切削过程 中人为地 削 条 件下 加 工 出的孔 壁 粗糙 度 （ Ｒ ａ 一般在 ５ ｍ 以 给刀 具 或 工件 以适 当方 向 、一 定 频 率 和振 幅 的可 控 上） ， 接 近磨 削 的效果 。 振动 ，使切削用量按给定的规律进行工作 ，一边切 吕 ｉ 削， 一边振动 ， 形成一种本质上与传统切削过程不同 的新 颖 的切 削方 式 ， 其本 质 上就 是一 种 脉 冲切削 。
个 比较全 面 的认识 。 凋幅 。试 验用 的钻 头是 １ ３ ７ ． ９ ｍ ｌ ／ ｌ ＿ 的 内排 屑深孔 钻 ， 刀
国内外研究结果 表明，振动钻削能够使被加工
本 文 通 过 内排 屑 钻 头 进行 振 动 钻 削 ，对 振 动钻
片材 料 为 Ｙ Ｔ ７ ９ ８ ， 试 件为 １ ３ １ ４ ｍｍ×１ ３ ０ ｍｍ 的钛合 金
１ ． ４ 振 动钻 削提 高 深孑 Ｌ 精 度 的原 因分 析 （ １ ） 切 削扭 矩 的减 小有 利 于提 高 表面 加工 质量 。
（ ３ ） 整 体 式硬 质合 金 块与 钻杆 焊 接面 积 比较 大 ，
保 证 了钻 削 的牢 固性 和可靠 性 。 振动 切 削可 以降 低切 削扭 矩 ， 使 扭矩 减 小 ６ ４ ％左 右 ， （ ４ ） 钻头 头部 排 屑喇 叭 口有软 质 材料 ， 软 质材 料 因而使 加 工 时 的切 削 温度 相应 降低 ，有 利 于 提高 表 具 有 吸振 、 减振 作用 ， 保证 钻削 平稳 性 。 面 加Ｔ 质量 。 （ ５ ） 有较 长的导 向块 ， 起稳定钻削 、 加强 导向作用 。 （ ２ ）良好 的断屑效 果 有利 于 提高 表 面加 工质 量 。 ２ ． ３ 内排屑钻 头 的刃磨 特点 振 动切 削可 以使切 屑变得 碎 小 ， 这 种碎 小 的切 屑在 高 钻 头 刃磨几 何角 度如 图 ３所示 ， 其 特点 如下 ： 压 切削 液作用 下 易被带 出 已加工 的深 孔表 面 ， 从 而减 少 切 屑 给 已加 工 表面 带 来 的不 利 影 响 ，而且 避 免 打 刀， 提 高刀具 寿命 。因此 ， 振 动切 削可提 高加 工精度 。 （ ３ ） 抑 制 了积 屑瘤 的形 成 ， 有 利 于提 高表 面加 工 质量 。普 通切 削在 切 削 区挤 压力 很 大 ， 因此 ， 产生 塑 性 变形 引 起 的切 削 热很 大 ，使 切 屑 底 面与 刀 具 的前 刀 面 之 间很 容 易形 成 积 屑瘤 。它 的产 生不 仅 影 响 了 加 工 的稳 定 性 ， 而且严 重影 响 加工 的表 面质 量 。而振 动 切 削实 际 切 削速 度 是一 个 波动 的 ，它破 坏 了积 屑
一
铰” 的传统工艺方 削 加 工原 理 简 图
不 能满 足生 产 的需要 。
试验在 由普通车床 改装成 的深孔钻床上进行 。 零件 的孔壁粗糙度得到显著的改善。但迄今为止 ， 国 激 振器 安 装 在机 床 的工作 台上 ，振 动频 率 由直 流 电 内外 振 动 钻 削 的 研 究 仍 主 要 停 留在 试 验 研 究 阶段 ， 动 机控 制 ， 在 ０～１ ０ ０ Ｈ ｚ 之 间可 以无 级 调频 ， 激振 振 关 于振 动 钻 削 能提 高 孔壁 表 面 粗糙 度 还 没有 形 成 一 幅 由双偏 心轮机 构设定 ，在 ０～０ ． ５ ｒ ｎ ｍ之 间可 以无 级
《 装备 制造 技术 ） ） ２ ｏ １ ３年第 １ ０期
钳 工操作 中深孔 的钻 削实践分 析与改进
夏 云 （ 扬 州 高等 职业 技 术学 校机 电工程 系 ， 江苏 扬州 ２ ２ ５ ０ ０ ３ ）
摘 要： 在 金 属 切 削加 工 过 程 中 ， 钻 削深 孔 一 直 是 个 难 题 ， 尤 其是 加 工 精 度 难 以保 证 。深 孔 钻 削 的 关键 是 解 决 断屑 、 排 屑
中图分类号 ： Ｔ Ｇ ５ ２
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ （ ２ ０ １ ３） ０ １ ０ — ０ １ ３ ７ — ０ ２
结 合 本 人 这些 年 的 钳工 教 学 经 验 和实 践 操 作 可 知， 对 于 深孔 的加 工 ， 长 期 以来 ， 在 生产 中的 “ 钻 一 扩
Ｃ 一 ４棒 料 ， 加 工 中激 振振 幅取 ０ ． ０ ７ ｍｍ， 激振 频 率 取 削改 善 深 孑 Ｌ 内壁 表 面 粗糙 度 的原 因 、 效果 、 钻 头要 求 Ｔ ９ ５ Ｈ ｚ ， 进 给 量为 ０ ． ０ ０ ８ ｍｍ ／ ｒ ， 主轴 转 速 为 １ ２ ５ ０ ｒ ／ ａ ｒ ｉ ｎ ， 等进行分析和归纳。
振 动 钻 削是 一 种 能获 得好 的钻 削质 量 的钻 削 方 法， 它 具 有 断屑 好 ， 排 屑顺 利 ， 加 工精 度 高 ， 表 面 质量 好 等优 点 口 。
１ ． ２ 振 动 钻 削的原 理
：
测量长 度（ ｍｍ）
图２ 振动钻削得到的孔壁粗糙度
该效 果 的获 得是 因为 振 动钻 削 能 够 有 效地 消除 或减 轻 干 扰粗 糙 度 的多种 因素 。根 据 试 验 过程 中振
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ７ — ０ ２ 作者简介 ： 夏 云（ １ ９ ８ ３ 一） ， 江苏扬 中人 ， 讲师， 工程硕 士 ， 主要研究方 向为机械和数控 。
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Ｅｑ ｕｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎｕ ｔ ａｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｎｏ ． １ ０， ２０１ ３
１ 振 动钻削简介
１ ． １ 振 动钻 削 的概念
选用 ５ 样 机械油进行冷却和润滑， 油压 ４ Ｍ Ｐ ａ 。 １ ． ３ 振 动钻 削 实验 与效 果 比较 图２ 是用 Ｔ Ｒ ２ ４ ０ 便携式粗糙度仪测量出的振动 钻 削情 况下 被 加工 孔壁 的粗 糙度 。由图可 知 ， 振 动钻
ｆ ： － ｌ ￣。 从教 学角度 结合 实践操作 ， 针 对钻 削深孔加 工存在的 问题 ， 设计 了一种新型的 内排 屑深孔钻 头。以钻 头的结构和 刃磨特 点为切入 点， 结合 生产 实践进行 了振 动钻 削实验 ， 实现 了断屑 、 排屑的流畅 ， 达到 了钻头应具备的 良好性能。
关键词 ： 深孔钻 削； 内排 屑 钻 头 ； 振动钻 削； 加 工 精 度