不锈钢断屑钻的切屑形态与控制
无锡不锈钢市场
2007-3-21 15:06:36
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。
2 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，如图1所示。
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，不锈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。但有些不锈钢对屑形非常敏感，降低钻头转数有利于生成块状屑。
3 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：钻削不锈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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