一些關(guān)于小直徑鉆頭的設(shè)計和使用的介紹
每天我們都在學(xué)習(xí)新的知識,，只有不斷地學(xué)習(xí),，才能不斷的進(jìn)步,，只有不斷地進(jìn)步,，在能一步一步走向成功。接下來的知識也是很有用處的,。
在機械制造中,，小孔的鉆削加工比較普遍，特別是鐘表零件,、柴油機零件,、電子零件等產(chǎn)品的小孔加工更為突出。由于小直徑鉆頭的直徑小,、強度低、剛性差,，容易折斷,，再加上操作者使用不盡合理，導(dǎo)致小孔的加工精度難以保證,，因此小孔的鉆削加工難度大,。本文結(jié)合實際生產(chǎn)經(jīng)驗簡略介紹小直徑鉆頭在設(shè)計和使用過程中應(yīng)注意的一些問題，以保證小孔加工的尺寸精度和小直徑鉆頭的合理使用,。
1小直徑鉆頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計
通常所說的小直徑鉆頭一般是指f1～3mm的鉆頭,，小直徑鉆頭的結(jié)構(gòu)形狀與標(biāo)準(zhǔn)大直徑鉆頭一樣，均由鉆芯直徑d0,、螺旋角b,、鋒角2f等組成，但柄部形式和各結(jié)構(gòu)參數(shù)有所不同,。
由于小直徑鉆頭直徑比較小,，強度低、剛性差,，因此在設(shè)計時應(yīng)充分考慮這些因素,，以便采取適當(dāng)?shù)拇胧?/p>
材料的選擇
小直徑鉆頭的材料一般都選用W6Mo5Cr4V2高速鋼。這主要是因為W6Mo5Cr4V2高速鋼的碳化物細(xì)小,，分布均勻,，抗彎曲強度比W18Cr4V高出10%～15%,，韌性高出50%～60%，機械性能好,。
盡量增大鉆芯的直徑d0
小直徑鉆頭的強度,、剛性在很大程度上取決于鉆芯的直徑、螺旋溝槽與鉆背寬度的比值,。通常標(biāo)準(zhǔn)鉆頭的鉆芯直徑d0應(yīng)是鉆頭直徑d的0.125～0.15倍,。容屑槽寬度q與鉆背寬度p的比值一般是(1～1.3)：1，但是對于小直徑鉆頭來說,，應(yīng)按以下數(shù)據(jù)來選定
d0=0.3dq:p=0.5:1
若容屑槽寬度為0.5mm,，鉆背寬度就應(yīng)該是1mm。按上述原則選取d0,、q,、p時，可以使小直徑鉆頭斷面積增加30%左右,，彎曲強度,、扭轉(zhuǎn)剛度相應(yīng)地將提高2倍左右。此時鉆芯不做成正錐度,，以免減少容屑槽截面積,，妨礙排屑。增大鉆芯直徑后,，會相應(yīng)減少切削刃寬度,，增加橫刃長度，造成鉆孔的軸向力也相應(yīng)地增大,，為了減小軸向力,，可適當(dāng)?shù)啬バM刃，以提高鉆孔的效率,。
采用較小的螺旋角b
大直徑標(biāo)準(zhǔn)鉆頭的螺旋角一般在25°～32°內(nèi)變化,。通常增大螺旋角，能獲得較大的前角,，使切削輕快,，容易排屑，切削變形所需要的能量就小,，相應(yīng)地降低了切削溫度,。但是對于小直徑鉆頭來說，增大螺旋角會減小端截面的面積,，影響鉆頭強度,，容易引起鉆頭振動和崩刃現(xiàn)象，另一方面,，當(dāng)螺旋角較小時,，有利于切屑的排除,，因而小直徑鉆頭的螺旋角b一般取10°～15°比較合適。
鋒角2f的確定
鋒角2f又稱為頂角,，它與切削厚度有如下關(guān)系
ac=(f/2)sin(2f/2)=(f/2)sinf
式中ac——切削厚度(mm)f——每轉(zhuǎn)進(jìn)給量(mm/r)
由上式可知,，當(dāng)鋒角2f增大時，切削厚度和單位長度上切削刃的負(fù)載也隨之增大,。此外,，小鋒角的鉆頭在鉆削時，定心準(zhǔn)確,，跳動偏擺小,，可以提高孔的加工精度，一般選取2f=90°～105°,。
2小直徑鉆頭在使用過程中存在的問題
小直徑鉆頭在使用過程中還存在著許多問題,，只有弄清小直徑鉆頭在鉆小孔時容易出現(xiàn)的問題，才能有的放矢地采取必要措施,，以保證鉆孔的順利進(jìn)行,。
1)鉆頭直徑小、強度不夠,，小直徑鉆頭的螺旋角又比較小,，不易排屑，所以小直徑鉆頭在使用過程中容易折斷,。
2)鉆小孔的切削速度高,，鉆頭產(chǎn)生的切削溫度高又不易散熱，特別是鉆頭和工件的接觸部位溫度更高,，加劇了鉆頭的磨損。
3)鉆孔過程中,，一般多用手動進(jìn)給,，進(jìn)給力不容易掌握均勻，往往稍不注意就會使鉆頭損壞,。
4)由于小直徑鉆頭的剛性較差,，容易損壞彎曲，致使鉆孔產(chǎn)生傾斜,。
3小直徑鉆頭的使用方法和注意事項
小直徑鉆頭在使用過程中,，由于存在上述問題，同時受工件材質(zhì),、質(zhì)量要求,、鉆孔部位等不同情況的限制，所采取的技術(shù)措施相應(yīng)地也要改變,。
1)由于小直徑鉆頭的強度低,、剛性差,，容易折斷，所以開始鉆進(jìn)時,，進(jìn)給力要輕,，防止鉆頭彎曲和滑移，以保證鉆孔始切的正確位置,。進(jìn)給時注意手勁和感覺,，當(dāng)鉆頭彈跳時，讓它有一個緩沖范圍,，以防止鉆頭折斷,，有時只要很小的進(jìn)給力。進(jìn)給力太小時,，手動進(jìn)刀不易感覺出來,，這時可在進(jìn)刀機構(gòu)上裝一個小重陀，靠其重量達(dá)到進(jìn)給目的,。
2)在鉆削過程中,，需注意頻繁退鉆，及時提起鉆頭,。因為小直徑鉆頭工作時,，排屑槽狹窄，排屑不流暢,，所以應(yīng)及時地進(jìn)行退鉆排屑,，退鉆的次數(shù)與孔的深度成正比，同時還可借此機會輸入冷卻液,，或在空氣中冷卻,。
3)選用精度較高的鉆床，小直徑鉆頭所用的鉆床要求主軸的靈敏度和旋轉(zhuǎn)精度高,，振動小,、剛性好，主軸跳動應(yīng)小于0.005mm,，鉆頭用專用的小卡簧裝夾,，而不采用鉆夾頭或三爪卡盤直接裝夾鉆頭。采用卡簧裝夾可以使定位準(zhǔn)確可靠,，受力均勻并能抵消一部分偏擺誤差,，提高鉆頭的旋轉(zhuǎn)精度，但絕不可用砂布,、紙片加粗鉆頭柄進(jìn)行裝夾,。
4)由于小直徑鉆頭的有效長度比較短，在鉆通孔時，當(dāng)鉆孔深度超過鉆頭的有效長度,，如果工件允許,，可以采用兩邊鉆孔的方法。
5)小直徑鉆頭在鉆削小孔時要求鉆床的轉(zhuǎn)速要高,，由于一般鉆床的精度低,，當(dāng)轉(zhuǎn)速太快時，容易產(chǎn)生振動,，對鉆孔不利,。但是通常小直徑鉆頭速度又不能太低，為了使鉆削小孔時鉆頭平穩(wěn),，減少振動,，應(yīng)選用高速(特別是硬質(zhì)合金小直徑鉆頭所要求速度更高)，一般都在v=7～10m/min,。
6)小直徑鉆頭在鉆削時,，由于排屑不暢，鉆頭和溫度升高較快,，為了降低切削溫度,，減小切屑、工件和刀具接觸面之間摩擦系數(shù),，達(dá)到提高小直徑鉆頭壽命的目的,，必須進(jìn)行充分的冷卻，一般用透明防銹水作為冷卻液最好,。另外也可以在鉆頭的溝槽涂上一層二硫化鉬,，或用粘度低的機械油或植物油進(jìn)行潤滑，可得到較好的使用效果,。
7)為了獲得滿意的鉆削效果,，小直徑鉆頭應(yīng)進(jìn)行良好的刃磨，修磨鋒角2f時,，需要保證左右兩切削刃對稱,，且兩切削刃上的后角要相等。由于小直徑鉆頭增加了鉆芯直徑,，從而導(dǎo)致了軸向力增大，為了克服這些缺點,，應(yīng)認(rèn)真地修磨橫刃,，修磨后橫刃為直徑的10%為宜。在實際鉆孔過程中,，根據(jù)不同的加工材料,，可以把橫刃修磨得更小。但是一定要注意鉆芯中心左右對稱，如果兩條主切削刃和橫刃不對稱,，在鉆削時,，載荷就會加在一個切削刃上，從而使小直徑鉆頭產(chǎn)生徑向擺動,，導(dǎo)致小直徑鉆頭在鉆削加工中損壞,。
