在不銹鋼工件上鉆孔常采用麻花鉆,對(duì)淬硬不銹鋼,可用硬質(zhì)合金鉆頭,有條件時(shí)可用超硬高速鋼或超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金鉆頭。鉆孔時(shí)扭矩和軸向力大,切屑易粘接、不易折斷且排屑困難,加工硬化加劇,鉆頭轉(zhuǎn)角處易磨損,當(dāng)鉆頭剛性差時(shí)極易產(chǎn)生振動(dòng)。因此,要求鉆頭磨出分屑槽,修磨橫刃以減小軸向力,修磨成雙頂角以改善散熱條件。
圖7-16是螺紋機(jī)床用鉆頭的角度示意圖。
使用鉆床鉆孔會(huì)發(fā)生打滑和加工硬化現(xiàn)象。這時(shí)可以在鉆頭的切削刃上或工件的孔上撒上白堊粉,這有助于在整個(gè)光滑的表面上產(chǎn)生切削作用。
如果使用鉆模,則襯套應(yīng)盡量短,襯套和工件之間至少應(yīng)有一個(gè)鉆頭直輕的間距,這樣便于排屑。如果鉆孔的深度需超過(guò)鉆頭直徑的5~6倍(不論是在自動(dòng)螺紋機(jī)床上還是在鉆床上)時(shí),建議使用曲柄型鉆頭或具有強(qiáng)螺旋的鉆頭及適當(dāng)?shù)那邢鹘嵌龋⑦x擇經(jīng)減薄的芯厚。
普通麻花鉆的結(jié)構(gòu)示意圖,見(jiàn)圖7-17.
鉆頭經(jīng)過(guò)刃磨再將刃帶表面進(jìn)行研磨,可以顯著提高其使用壽命。
鉆削不銹鋼時(shí),經(jīng)常發(fā)現(xiàn)鉆頭容易磨損、折斷,孔表面粗糙,有時(shí)出現(xiàn)深溝而無(wú)法消除,孔徑過(guò)大,孔形不圓或向一邊傾斜等現(xiàn)象。
1. 鉆削速度
鉆削速度,或者說(shuō)每分鐘米數(shù)應(yīng)隨著被鉆削的不銹鋼種類(lèi)的不同而有所變化,變化范圍為12~38m/min.鉆削速度的決定因素有:零件厚度、不銹鋼種類(lèi)、鉆頭直徑和鉆孔深度。
2. 進(jìn)給量
鉆削不銹鋼時(shí)的進(jìn)給量也取決于鉆頭直徑和孔深,進(jìn)給量一般情況下為0.051~0.508mm/r.一般來(lái)說(shuō),鉆頭直徑越大,進(jìn)給越迅速。鉆削進(jìn)行時(shí)停頓的時(shí)間越短越好,特別是提起鉆頭時(shí),這樣可以減少加工硬化。
3. 操作時(shí)的注意事項(xiàng)
在幾何形狀方面,必須刃磨正確,兩切削刃要保持對(duì)稱(chēng)。鉆頭后角過(guò)大,會(huì)產(chǎn)生“扎刀”現(xiàn)象,引起振顫,使鉆出的孔呈多角形。應(yīng)修磨橫刃,以減小鉆孔軸向力。鉆頭必須裝正,保持鉆頭鋒利,用鈍后應(yīng)及時(shí)修磨。合理選擇鉆頭幾何參數(shù)和鉆削用量,按鉆孔深度要求,應(yīng)盡量縮短鉆頭長(zhǎng)度、加大鉆芯厚度以增加剛性。使用高速鋼鉆頭時(shí),切削速度不可過(guò)高,以防燒壞刀刃。進(jìn)給量不宜過(guò)大,以防鉆頭磨損加劇或使孔鉆偏,在切入和切出時(shí)進(jìn)給量應(yīng)適當(dāng)調(diào)小。充分冷卻潤(rùn)滑,切削液一般以硫化油為宜,流量不得少于5~8L/min,不可中途停止冷卻,在直徑較大時(shí),應(yīng)盡可能采用內(nèi)冷卻方式。認(rèn)真注意鉆削過(guò)程,應(yīng)及時(shí)觀察切屑排出狀況,若發(fā)現(xiàn)切屑雜亂卷繞,應(yīng)立即退刀檢查,以防止切屑堵塞。還應(yīng)注意機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)聲音,發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)退刀,不能讓鉆頭在鉆削表面上修留。以防鉆削表面硬化加劇。
還可采用不銹鋼斷屑鉆頭如S形硬質(zhì)合金鉆頭。四刃帶結(jié)頭及可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金淺孔鉆。
用不銹鋼斷屑鉆頭加工馬氏體不銹鋼20Cr13時(shí),只需磨出斷屑槽;而鉆削加工06Cr18N11Ti奧氏體不銹鋼時(shí),還需加開(kāi)斷屑槽。
不銹鋼斷屑鉆頭的具體參數(shù)及適用的鉆削用量更表7-13。
S形硬質(zhì)合金鉆頭的特點(diǎn)是:無(wú)橫刃,可減小軸向力50%;鉆心處前角為正值,刃口鋒利;鉆芯厚度增大,提高了鉆頭剛性;有兩個(gè)噴切削液孔;圓弧形切削刃及排屑槽分布合理,便于切屑成小塊,以利于切屑排出。
可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金淺孔鉆的特點(diǎn)是:鉆頭前端不對(duì)稱(chēng)裝有兩片凸三角形刀片,分別切除孔的不同部分,能自動(dòng)定心,孔的直線性好,并且切入切出長(zhǎng)度短;刀片前刀面上帶有多個(gè)坑狀斷屑槽,切削性能良好,尤其是斷屑可靠,切屑呈一致的碎卷屑;內(nèi)冷卻使切削液直接噴向鉆削加工表面,改善冷卻效果,排屑非常通暢,特別是可根據(jù)工件材料采用不同牌號(hào)。
如果操作鉆頭進(jìn)給量不適當(dāng),就會(huì)發(fā)生研磨而使鉆頭切削刃變鈍,從而引起金屬加工硬化。為了避免鉆削徑向擺動(dòng)或斷刃,要盡可能使用與螺紋車(chē)床同一長(zhǎng)度的鉆頭。鉆削操作之前使用的中心鉆必須保持鋒利,而且操作過(guò)程中的停頓時(shí)間也要盡可能短,使金屬的加工硬化減至最小。
所有的鉆孔操作都必須加以潤(rùn)滑。硫基油是最普遍使用的潤(rùn)滑劑,或者單純使用這種油,或者將其用煤油稀釋后使用。如果出現(xiàn)過(guò)熱問(wèn)題,使用可溶性油效果也很好。
由于不可能完全避免加工硬化的影響,所以進(jìn)給比必須大于先前硬化的表面深度。只要有可能,均要對(duì)工件和鉆頭噴注大量冷卻液。如果噴射小股冷卻液,會(huì)使鉆頭因冷卻不均勻而產(chǎn)生開(kāi)裂。鉆頭應(yīng)該保持鋒利,并且盡可能用機(jī)械而不是手工進(jìn)行刃磨,使其保持正確的角度和切削刃。135°~140°的夾(內(nèi))角和大約8°~10°的后角效果通常最好。
鉆削的開(kāi)始切削速度以9~18m/min為最好。為了獲得尺寸精度高的孔徑而必須采用多級(jí)鉆削時(shí),要求各級(jí)鉆頭間有一相當(dāng)?shù)某叽缭隽浚苊庖疸@頭碎裂和防止鑄件加工硬化。鉆頭要連續(xù)切前,只要發(fā)現(xiàn)新的切屑不從孔中排出,就應(yīng)該立即停止切削。因?yàn)橛操|(zhì)合金鉆頭比鋼制鉆頭容易斷裂,鑄件上有沙子的地方不能使用硬質(zhì)合金鉆頭。