作者：大連市機(jī)電研究所 蓋同曦 ~?2rG E U? {'n#n 5 空心鉆頭是一種較適合便攜式工具使用的孔加工刀具。但由于空心鉆頭的制造工藝比較復(fù)雜，且不能加工盲孔，因此在金屬切削加工中使用并不普遍，通常只在加工一些大直徑或貴金屬工件的通孔或鉆孔設(shè)備功率受到限制時(shí)才使用。由于空心鉆頭沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)定型產(chǎn)品，因此大部分用于特殊材料加工的空心鉆頭均需自行研制。
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t]dy 我們?cè)鵀橛脩?hù)研制一種用于加工難加工材料的專(zhuān)用空心鉆頭。被加工材料代號(hào)U-Mn，主要化學(xué)成分包括：碳(0.56%～0.68%)、錳(1.35%～1.65%)、硅(0.2%～0. 35%)等；材料抗拉強(qiáng)度≥882N/ mm2，硬度及耐磨性均較高。該鉆頭用于在厚17mm 的材料上加工Ø30+0.5mm通孔，便攜式鉆機(jī)功率<1000W，要求鉆頭壽命>30min，鉆頭材料為W6Mo5Gr4V2。在研制該空心鉆頭過(guò)程中，通過(guò)反復(fù)調(diào)整鉆頭的設(shè)計(jì)參數(shù)，并進(jìn)行鉆孔試驗(yàn)，最后確定鉆頭幾何參數(shù)為：前角g= 12°，后角a= 9°，副后角a1 = 3°。
\8=e |a5` c*Eok?O 下面就空心鉆頭的設(shè)計(jì)對(duì)切削性能的影響作一簡(jiǎn)要分析。
F_ ,L 2J 0m] ~J_ 1 前角變化對(duì)鉆頭切削性能的影響
x%_qJ]o 5{8x*PSl 1) 前角對(duì)切削力的影響
$o/0A s"pR+)jf1D 前角的變化會(huì)影響切屑材料的變形程度，從而使切削力發(fā)生變化。切屑變形越大，切削力越大；切屑變形越小，切削力越小。當(dāng)前角在0°～15°范圍內(nèi)變化時(shí)，切削力修正系數(shù)的變化范圍為1.18～1。
i_[^s:*T YtV |e|aD 2) 前角對(duì)鉆頭耐用度的影響
}pbBo2 T@%;0Ro~ 增大鉆頭前角時(shí)，會(huì)使刀尖強(qiáng)度和散熱體積減小，同時(shí)會(huì)影響刀尖受力情況。當(dāng)前角為正值時(shí)，刀尖受拉應(yīng)力；當(dāng)前角為負(fù)值時(shí)，刀尖受壓應(yīng)力。如選用的前角過(guò)大，雖可增加鉆頭鋒利度，減小切削力，但刀尖所受拉應(yīng)力較大，刀尖強(qiáng)度降低，容易折斷。在切削試驗(yàn)中許多鉆頭均因前角過(guò)大而損壞。但是，由于被加工材料硬度和強(qiáng)度較高，加之便攜式鉆機(jī)的主軸及整機(jī)剛性較低，如選用的前角過(guò)小，鉆孔時(shí)切削力的增大會(huì)使主軸產(chǎn)生振動(dòng)，加工表面出現(xiàn)明顯振紋，鉆頭耐用度也會(huì)降低。
q"{Up ?BWH r(J 2 后角變化對(duì)鉆頭切削性能的影響
sKe9at^E]> L 2[Ei|9_ 增大后角可減小后刀面與切削材料間的摩擦，減小已加工表面的擠壓變形。但如后角過(guò)大，則會(huì)降低刀刃強(qiáng)度和散熱能力。
FE0qw1{qQ ) j{WeG7L 后角的大小直接影響鉆頭耐用度。在鉆孔過(guò)程中，鉆頭的主要磨損形式為機(jī)械擦傷和相變磨損�？紤]機(jī)械擦傷磨損，當(dāng)切削壽命一定時(shí)，后角越大，可用切削時(shí)間越長(zhǎng)；考慮相變磨損，后角增大會(huì)使鉆頭散熱能力降低。鉆頭磨損后，隨著后刀面磨損帶的逐漸加寬，切削功率逐漸加大，摩擦產(chǎn)生的熱量會(huì)逐漸增加，使鉆頭溫度升高，當(dāng)溫度升高到鉆頭相變溫度后，鉆頭將出現(xiàn)快速磨損。
`G_(xN7O sN6 0o 7. 3 鉆頭設(shè)計(jì)對(duì)刃磨加工的影響
qf_h b 3*CzXK>`M& 空心鉆頭用量較少，加工批量小，因此設(shè)計(jì)鉆頭時(shí)應(yīng)考慮其加工工藝問(wèn)題，盡量以常用機(jī)加工設(shè)備和常用刀具實(shí)現(xiàn)加工及刃磨。
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