深孔鉆鉆頭壽命的分析

李華　王雪冬

摘 要：本文收集并分析了影響深孔鉆鉆頭壽命的主要因素，根據這些因素提出了一些增加鉆頭壽命的方法和途徑，并根據本單位生產的實際情況，在現場采取了部分方法以增加鉆頭的壽命，經過不斷的摸索和試驗使得鉆斜油路孔工序的φ5鉆頭提高壽命約30%。且此項報告對常用的普通鉆頭也有著建設性的意義。

關鍵詞：深孔鉆；鉆頭壽命；磨損；加工參數；刃磨角度

前言

在金屬切削加工中，鉆削工作量約占全部切削加工的35%，每年全世界大約有幾千萬噸切削是由鉆頭來切除的，在很多機械廠里，鉆削加工已成為關鍵工序。由此可見鉆削加工在機械加工中占有十分重要的作用。

1.影響深孔鉆鉆頭壽命的原因和主要形式

1.1后刀面磨損

鉆頭的磨損主要在后刀面上，鉆削時大量的切削力和鉆削熱集中在刀刃上，后刀面和切削、被加工孔壁之間產生強烈摩擦，使后面近切削刃的地方磨出了整片溝痕。切屑碎末夾在鉆頭后隙面上，使主刀面很快磨損，以至主切削刃崩刃。后刀面磨損后，實際參加鉆削的后角變小，使切削溫度上升、徑向力增加，容易引起振動和降低鉆孔質量。

1.2前刀面磨損

鉆孔時前刀面上承受著較大的切削力，大量的切削被主刀刃在前刀面切起。隨著鉆削溫度的升高，在前刀面靠近主切削刃的部位會產生形似月牙洼的磨損。當轉速加快或走刀量較大時，磨損值會逐漸增大，刀刃上粘附著的切屑瘤、切屑與前刀面產生的摩擦系數較大時，磨損更加明顯。

1.3橫刃磨損

橫刃是兩后刀面的交線，橫刃的切削條件及差，有很大的的負前角，在加工時橫刃所起的作用是擠壓、刮削，而不是切削，造成很大的軸向力和扭矩。鉆孔時橫刃首先和工件接觸，如果刃口平直、定心不好，加之鉆頭剛性不好，容易縱向彎曲，且橫刃比較容易磨損，磨圓、磨鈍，直到鉆心損壞。

1.4外緣轉角磨損

鉆頭的磨損以外緣轉角處較重。轉角處是外刃和棱邊的交界點，此處的切削速度最高，摩擦劇烈，同時轉角處刀尖薄弱，強度較低、散熱條件差、切削金屬多，所以往往在切削刃與棱刃處的后隙面上磨損量最大，有時整個轉角處都會磨掉，限制了生產力的提高。

2.提高深孔鉆鉆頭壽命的方法

2.1選擇合理的加工參數

鉆削加工主要的加工參數有轉速，切削速度，進給量，切削余量，當用較低的切削速度鉆孔，磨損快。但是當鉆頭切削時超過一定的切削速度后，鉆尖溫度會超過鉆頭本身的相變溫度，鉆頭各切削刃的硬度大大降低，從而加劇磨損。因此應當選擇合理的切削速度。切削用量方面，進給量過小影響生產效率，進給量過大時則切削抗力加重，會加速鉆頭的磨損。如果切削用量過大可以采用分級進給以便斷屑的及時排出。我車間在加工缸體上的斜油路使用的就是φ5的深孔鉆，其長徑比大于12。在日常生產中，通過實踐發現：當轉速不變進給量是160mm/min時，鉆頭的平均壽命是150件（即150件活更換一次鉆頭），當進給量為140mm/min時，鉆頭的平均壽命是200件，鉆頭壽命提高了約1/3。由此可見在不影響生產節拍的情況下可以適當的減少進給量以增加鉆頭的壽命。

2.2改革鉆頭切削角度

通過鉆頭的修磨和改革，選用合適的切削角度，可以改善切削性能和降低鉆頭的磨損。

2.2.1改變各點的主偏角。適當改進刃偏角，有利于散熱，使切削厚度向鉆芯逐漸增大，可降低切削力。在進行深孔加工時，隨著加工深度的增加，切屑的排除逐漸惡化，切削阻力也隨之增大，為此如何使切屑順利的排出就是進行深孔加工的難點，解決這個難點的辦法是磨削鉆溝內表面，如圖一所示，把鉆尖的根部做成圓弧面，有助于冷卻液的浸透和斷屑的及時順利的排出。

圖1

2.2.2修磨橫刃。可以減輕阻力，改變橫刃處的惡劣狀態，增加鉆尖強度。常有的方法有：磨除橫刃、磨短橫刃、修磨前角、綜合修磨。

2.3鉆削時識別磨損

操作中要及時識別磨損，加工過程中一有磨損跡象就能立即判斷和發現鉆頭已經磨損，不要等到停機或直至一批工件鉆孔完成后才發現，以免影響鉆孔質量和鉆頭壽命。如鉆削時發現：

（1）排削不順利，切削的形狀和顏色發生反常的變化

（2）切削力突然增大，機床因超負荷而發生低沉的聲音，產生鉆頭停止轉動的“悶鉆”現象。

（3）以加工孔發生變化，如孔徑變小、位置度出現偏差。

（4）主軸和鉆頭竄動、擺差明顯增加，產生切削顫抖、振動。

如果在加工時發現以上情況，應當及時的查找原因，必要時更換鉆頭。

2.4提高鉆頭刃磨質量

鉆頭制造中的刃磨和使用中的重磨是沿后刀面進行的。對其要求是：

（1）應磨出符合要求的頂角，形成的主切削刃后角應該是內大外小，與沿主切削刃前角的變化相適應，以便保持楔角變化不大，保證切削刃的強度。

（2）形成符合要求的橫刃斜角和橫刃前角、后角。

（3）保證形成的兩主切削刃相對于軸線的對稱性。

2.5使用冷卻潤滑液

采用切削液可降低鉆削區域內的切削溫度，減少切削力和工件變形，冷卻液能極快地滲透到切削區，在金屬表面產生粘附，形成一層耐高溫的潤滑膜，帶走大量鉆削熱，并浸入金屬的細微裂紋中，促使裂紋擴大，便于鉆頭冷卻、潤滑、清洗及更好的鉆削，有效地減少鉆頭磨損，延長鉆頭的使用壽命，尤其在深孔的加工中切削液的使用更加重要。

3.結束語

進行深孔加工時，應根據工件的材質及鉆孔深度，實際的生產情況，如前所述從加工參數，鉆頭的角度，刃磨質量，冷卻潤滑等方面進行摸索，選擇適合于被加工材料的加工方法和鉆頭，用來滿足越來越嚴格的加工要求。

參考文獻：

[1]任兆應.機械加工中鉆頭磨損的一些問題.機械工人報，1999.

[2]黃觀堯.機械制造工藝基礎.天津大學出版社，1999