提高钻孔精度的加工方法

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  普通钻床高精度孔加工,通常是用钻、铰孔的方法来保证孔的精度。在长期生产实践中我们摸索出一种钻孔精度介于钻孔和铰孔之间的钻孔方法,其尺寸精度可达IT7级,表面粗糙度可达Ra3.2~0.8。这种方法操作简单,易于掌握,能适应各种金属材料,在小批量生产及修理或是作为较高精度孔的前加工方法,精钻孔方法在实践中得到较好的应用。现将这一方法介绍如下:
  一、加工方法
  钻精孔的钻头虽然和普通钻头不同,但也不能一次直接完成所要钻的孔。精钻孔于铰孔加工工艺方法相似,在普通钻床上用标准钻头先钻出小于公称直径的底孔,留加工余量0.1~1mm,然后再用改良后的精孔钻头进行孔加工。
  二、钻头的改良
  精孔钻钻头,在普通麻花钻头的基础上,应作以下改良:
  1.磨出第二个顶角2Φ1≤65°,新形成的两主切削刃长3~4mm,并且将它和两副切削刃的连接处用油石磨出r=2.0-2.5mm的过渡圆角,两个新的切削刃要求对称,从而使之形成粗精加工的联合切削刃,形成梯次加工。
  2.磨窄刃带或磨出副后角α=6°~8°,并保留刃带宽度f=0.1~0.2mm,修磨长度为4~5mm,以减少表面的摩擦。
  3.磨出负刃倾角,一般负刃倾角入=-10°~-15°,使得削流向非加工表面。
  4.后角不宜过大,一般α=6°~10°,以减少钻孔时产生的振动。
  5.切削刃的前后面需用油石研磨,其表面粗糙度达到Ra0.2。其改良钻头切削角度见右图:
  三、加工特点
  精钻孔与钻孔,铰孔的不同:
  1.精钻孔时切削的梯次加工减少了切削的厚度和变形,负荷较轻,振动也大为减小。
  2.精钻孔切削量小,切削阻力大大减小,前工序产生的缺陷容易纠正,有利于孔加工几何精度的保证。
  3.精钻孔头磨损较小,能保持原有的锋利,降低成本。
  4.精钻孔可提高刀具的修光能力,改善散热条件,降低孔的表面粗糙度。
  5.普通钻头轴向受力和钻孔时切削量都较大,易产生较大的热量,使钻头在较为艰难的情况下工作,其外缘夹角遭到严重磨损,工作也容易变形,从而影响加工质量。
  6.普通钻头切削时切削厚度大,冲击振动也大,影响孔的表面粗糙度。
  7.普通钻头钻孔时,由于钻头两切削刃往往不易保证对称,造成两切削刃作用力不一致,使孔中心产生偏移。
  8.精钻孔加工余铰孔相比,可节省加工时间,提高生产效率,其钻头寿命比同材料的铰刀寿命要高3~4倍。
  四、切削用量及切削液
  1.钻精孔时,对加工前的底孔表面粗糙度值要求达到Ra6.3,其余加工余量一般要求为0.4~1mm,在这种条件下切削量可参照以下参数进行:
  切削速度为:钻铸铁件时V=20m/min左右
  钻钢件时V=2-10m/min。
  背吃刀量ap:一般ap=0.1-0.5mm。
  进给量f尽量采用机动进给f=0.05-0.2mm/r。
  2.精钻时,由于切削一般都很细碎,容易黏附在刀刃上,甚至夹在孔壁和钻头之间,将以加工表面拉毛,使孔径增大,破坏表面精度,同时切削过程中产生的热量积累过多,容易引起工作和钻头变形,从而降低钻头的耐用度,增加产生切削瘤的机会,因此,在精钻时必须采用合理的切削液。
  一般在加工钢件时我们采用10%~20%的乳化油水溶液,加工的孔要求精度较高时用30%菜油加7%肥皂水,加工铸件时用20%肥皂水和不高于15%的乳化油混合水溶液。
  五、注意事项
  1.选精度较高的机床,其各项精度符合机床标准技术要求。如果钻床主轴的径问摆差较大时,可采用浮动夹头装夹钻头。
  2.使用较新或各部分尺寸精度接近公差要求的钻头,保证加工孔的尺寸公差。
  3.钻头的两切削刃需尽可能修磨对称,两刃的轴向跳动应控制在0.05mm范围内,使两负荷均匀,以提高切削的稳定性,钻头的径问跳动应不大0.03mm。
  4.预钻底孔应防止产生较多的冷硬度,否则会增加钻精孔时的切削负荷和钻头磨损,使钻头的使用寿命减少。
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