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316不锈钢方钢断屑钻的切屑形态与控制

发布者:123456 发布时间:2013-9-13 阅读:442

一、生成原理
在材料塑性较好、进刀量较大的条件外刃与圆弧刃交点处基本上是出现连体状切屑。但较厚的切屑沿圆弧刃方向展开成扇面形的附加变形过程中,切屑被拉裂成节状屑,并与外刃带状屑连一体。

二、影响切屑形态的因素与控制
1)钻头刃型参数对屑形的影响
a、圆弧刃半径R:
R过小:形成分屑点尖角ξ小,当ξ<150°时切屑易分开,外刃出带状屑,圆弧刃出扇面块状屑。
R过大:形成分屑点尖角ξ大,当ξ>170°时外刃、圆弧刃屑易连成一体,出短的螺旋扇面形屑。
R适中:形成ξ=155~165°时,外刃流屑方向与相临圆弧刃屑流向夹角较小,时连时分,此时正是生成“6”字形屑的条件。最佳ξ角,与材料韧性、切屑厚度等因素有关,不是常数。可通过试切来探询。
b、内、外刃高度差h
圆弧刃较深时,外刃与圆弧刃形成自然分屑点,外刃出带状屑,圆弧刃出块状屑。圆弧刃较浅时,外刃与圆弧刃形不成自然分屑点,切屑连成一体生成短的螺旋扇面形屑。
圆弧刃深度用内外刃垂直高度差h来控制,h值与进刀量(切削厚度)成一定比例时,一般宜控制h值约为0.8f.较为适合。
c、外刃锋角:
外刃锋角2φ过小时(2F<125°)难以磨出ξ=150~165°尖角。切屑易卷在容屑槽内,不宜排除。实践经验表明,2φ=135°~140°,切屑流出方向逼近与钻头轴线平行,有利排屑。而且容易形成较大的ξ角,控制出现“6”字屑。
圆弧半径R°、内外刃垂直高度差h、分屑点尖角ξ、外刃锋角2φ四个参数是有关联的。通常R由刃磨砂轮圆角半径决定,选定2φ后h、ξ可通过调整钻头刃磨机的工艺参数控制。

2)材料韧性对屑形的影响
材料韧性大,ξ角必须磨得更小才能使屑分开。否则切屑连块不分。材料韧性低,ξ角宜磨得大些。

3)刀具磨损对屑形的影响
钻刃分屑尖角处磨平或崩刃后,造成实际ξ增大。当实际x过大(>165°),可引起屑形从分到连的转变。因此,316不锈钢方钢断屑钻的磨钝的标准或耐用度应以屑形的改变为根据。屑形从6字形变为短块状,既应换刀。我们曾发生过由于尖角处磨平,宽的短块状屑卡死扭断钻头的事故。

4)钻头横刃对中误差对屑形的影响
横刃不对中反映在钻孔直径的扩大,使副刃单边工作,造成钻头棱边负后角磨损,这种非正常损坏使钻头寿命大大缩减。
横刃不对中使两刃切削图形变化,某一边切双倍厚的切屑,而另一边切较薄的切屑。双倍厚的切屑只是在切屑钢筋上,切屑厚而硬,改为长带状屑,难以形成6字形屑。

5)切削用量对屑形的影响
加大进刀,切屑变厚,易生成块状屑,相反,易生成带状屑。
改变钻头切削速度,对切削变形略有影响。一般高速钢钻头切削速度不可能有较大变化。但有些316不锈钢方钢对屑形非常敏感,降低钻头转数有利于生成块状屑。

三、结论
分析钻削试验的结果可知,各类切屑形态中,“6”字形屑最佳。短螺旋带状屑也可接受。其它类型的切屑如长带状屑、带钢筋的切屑、带花的螺旋带状屑都应防止。
1)控制生成“6”字形屑,合理使用钻头应满足的条件是:控制钻头刃形参数:锋角2F=135~140°,外刃长L=0.25d,分屑点尖角x=155°~165°,外刃与圆弧刃垂直高度差h=0.8f
2)控制钻头刃磨对称精度:横刃对中度,外刃、内刃、圆弧刃跳动量越小越好。一般使用钻头刃磨机,可在线测量内外刃跳动量。横刃不对中误差<0.02~0.03mm是可行的。手工刃磨左右两刃难以对称,必然会产生带钢筋的切屑,加快钻头的磨损。
3)选择合理的钻削用量:钻削316不锈钢方钢宜用较低切削速度,适中的进刀量。普通高速钢钻头推荐v=15~18m/min f≈0.015d mm/r,使用充足的乳化液冷却。这样刀具耐用度可维持100分钟左右。


 


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