影响阶梯钻头切削质量的因素.pdf

2 0 0 3年 第 l 2期 煤 矿 机 械 5 9 “ I - 艺 装 备 司 文 章 编 号 1 0 0 3 0 7 9 4 2 0 0 3 1 2 0 0 5 9 0 3 l J g B fi 裾 钻 头 切 削 质 量帕 因 素 张 春 梅 ．刘 亚 玲 1 ． 河南 机 电高 等专科 学 校 ，河 南 新 乡 5 4 3 0 0 2；2 ． 河南 第一 工具 厂 ，河南 新 乡 4 5 3 0 0 2 摘要 阶梯 钻头在制造 的过程 中如果相 关的精度控制 不 当， 则其切 削质量会 受到很 大影响 ， 轻 者 造 成 孔 的粗 糙 度 过 高 ， 严 重 的 造 成孔 径 超 差 导 致 被 加 工 零 件 的 报 废 。 阶 梯 钻 头 的 切 削 质 量 不 仅与 自身的几何 尺寸、 加 工精度及表 面质量有关而且与钻 削用量的选择有关 ， 仅 分析 阶梯钻 头的几 何 尺寸 、 加 工精度及表 面质 量对其切 削质 量的影 响。 关键词 切 削质量 ；几何 尺寸 ；加工精度 ；表 面质量 中 图 号 T G 7 1 3 文献 标 识 码 A 1 引言 阶梯 钻头能够将钻孑 L 、 扩孑 L 、 铰 孔复合为一次进 刀加工 完成 ， 简化 加 工程 序 ， 提高 加工精 度 ． 满足 生 产节拍 的要求 ， 降低制造成本 ， 因而在一些 制造业 得 到 了广泛 的应 用 。但是 ， 有 一些 生产 厂家 生产 的阶 一 个 文件 夹 中 。 在 将 图 形 发 送 给 某 人 时 ， 常 见 的 一 个 问题 是 忽 略 了图形 的相关文件 例如字体和外部参照 。某些 情况下 ， 没有这些关 联 文件将 使接 收者 无法使 用原 来 的图形 。使 用 电子传递可 以创建 A u t o C A D图形 传 递集 ， 它可 以 自动包含 所 有相关 文件 。用户 可 以将 传递集在 I n t e me t 上 发 布或作 为 电子 邮件 附件 发送 给其他人 。将 自动 生成一个 报 告文件 ， 其 中包 括有 关传递集包括 的文件和必须对这些文件所做 的处理 以便使 原 来 的 图形 可 以使 用这 些 文件 的详 细说 明。也可 以在报 告中添加注释或指定传递集的 口令 保 护 。用户可 以指定 一个文件夹来存放传递集 中的 各个 文件 ， 也可 以创 建 自解 压可 执行 文 件或 Z i p文 件 即 ， 将所有 文件打包 。 5建立统一的 图形模版 或图形标准 由于 C A D网络协 同设计 的工作量相 当大 ． 成员 分布广 ， 这样必须统一 如下标准 1 统 一坐 标 系工 程 设 计 中 ， 各设 计 师 有 不 同 的 习惯 ， 各 自的 设 计 图 表 示 方 式 可能 不 一 样 ， 但 在 进 行 协同设 计时 ， 必须采用统一规定 的坐标系 。 2 统一坐标 原点 在各设 计 师制作 自己的 内 梯钻 头在用户的使用 中却 不 能满足 使用 要求 ， 以下 就阶梯 钻头 加 工质 量对 使 用性 能 影 响 做 以 简单 阐 述 。 2阶梯 钻 头 图样 标 准 形 式 阶梯钻头图样标 准通常有 2种基本形式 容时 ， 可 由项 目总 设 计 师 或 总 装 负 责 人 规 定 模 型 空 间坐标 原点 ， 以便统一确定部 件的定 位坐标 。 3 统 一模型单位 为便于制作和节 省容量 ， 必 须采用统 一的模 型单 位 ， 如规定 以“ i n m” 为单 位 。 4 统 一图层和颜 色 部 件 图形拼装 前 都要 赋 于规定 的图层和颜 色 ， 总装 负 责人 可 以改变 文件 的 大小 ， 同时便于总装 。 6结 语 C A D网络协 同设 计 是 工 业 设计 的一 个 重 要 发 展方 向。A u t o C A D系统 环境 基 本 满 足 C A D网 络 协 同设计 的集成 与开放 的要求 。但 它还应 向基 于 We b 技术的 C A D协 同工程 环境 的 完善 与信 息 交换 的 标 准 化 方 向发 展 。 参 考文 献 [ 1 ] G e o r g e O mu r a ． A u t o C A D 2 0 0 0机 械工程 绘 图[ M] ． 北 京 电子 工业 出 版社 ， 2 O 0 O ． [ 2 ] 邓学 雄 ． 现 代 C A D技术 的发 展特性 f J 1 ． 工程 图学学 报 ． 2 O O O． 3 ． 作者简 介 杨德 星 1 9 7 0一 ， 河北 涿 鹿 人 ， 讲 师 ． 1 9 9 4年 毕 业 于 山东 科技大 学机制 专业 ， 1 9 9 4年起一 直 从事 工 程 制 图 与图 形处 理 的 教学 与研究 。 出版著 作 、 教 材 4部 。 发表 论文 l O余篇 ． 收 稿 日期 2 0 0 3 ． 9 ． 1 3 Co l l a b o r a t i v e d e s i g n b a s e d 0 n Au t o CAD2 0 0 4 YANG De 一 对ng S i l a n d o n g U n i v e r s i t y o f S e i e n c e a n d T e c h n o l o g y-T a i ’ a n 2 7 1 0 1 9- C h i n a Abs t r a c t Th e i d e a a n d o r g a n i z a t i o n o f t h e CAD n e t wo r k c o l l a bo r a t i v e de s i g n a r e i n t r od u c e d- a t t h e s a me t i me t he e x． c h an g e o f i n f o r ma t i o n u s e d i n de s i g n b y i n t e me t i s an a l y z e d． rI ’h e me t h o d o f CAD n e t wo r k c o l l a b o r a t i v e d e s i gn t h r o u g h a p - p l i c a t i o n o f Au t o CAD20 O4 i S d i s c us s e d． An d e x c h a n g e a n d c o n ne c t i o n a r e r e a l i z e d． I t c a n p r o mo t e s h a r e o f r e s o ur c e an d i nfo r ma t i o n． Ke y wo r d s CAD ；n e t wo r k c o l l a bo r a t i v e d e s i gn ；i n t e me t 维普资讯 ． 6 0 ． 影响 阶梯钻头切削质量的 因素 张春梅 ， 等 2 0 0 3年第 l 2期 1 采 用锥柄轴 线 为基 准的锥 柄 阶梯 钻 头如 图 l 所 示 。 图 1锥 柄 阶梯钻 头 Fi g． 1 Ha nd l e l ad de r bi t o f a wl 2 采用 大直径 轴线 为基 准的直 柄 阶梯 钻头 如 图 2所 示 。 图 2直 柄 阶 梯 钻 头 Fi g． 2 St r a i gh t han dle l a dd e r bi t 3加工精 度对切削质量的影响 3． 1 尺 寸 精 度 对 切 削质 量 的影 响 阶梯钻头属于定尺寸刀具 ， 定尺寸刀具加 工时 ， 刀具 的尺寸直接决 定工 件的 尺寸 ， 所 以加 工 表面的 尺 寸精度 ， 取决 于刀具 的制造精 度。 1 大 、 小 直 径 d ” d 。 的 尺 寸精 度它 们 对 于孔 径 的 影 响是 很 显 然 的 。 如 果 超 差 ， 那 么 所 加 工 的 孔 必然超差 。工艺 中可经过粗 、 精磨 ， 保证磨 削出的钻 头孔直 径 在 中差 左 右 比较 理 想。在 加 工 的过 程 中 d ， 、 d 部分应加工 出适量 的倒锥度 ， 否则 ， 钻头磨损 后产生顺锥 ， 使钻削 时一 段副 切削 刃变成 主切削 刃 的 一 部 分 ， 切 下 宽 而 薄 的 切 屑 ， 扭 矩 急 增 ， 容 易 咬死 导致钻 头损坏 。 2 小直径 长度 z 它 的公差决 定 了工件上 d 。 孔的长度 ， 对 于按 国标生产的阶梯钻头可以通过换算 的形式换算出顶角处距大直径顶部的距离 ， 用卡尺量 出。对于公差 ≤ - I- 0 ． 1的刀具应用专用量规量出。因 为给出如此小 的公 差一般都是 由于孔 的前边 有油路 经 过 ， 如 果 超 差要 么 油 路 被 打 通 导 致 漏 油 ， 要 么 攻 丝 时 由于 小孑 L 长 度 不 足 ， 丝 锥 被 折 断 ， 这 样 就 影 响 了生 产线 的正 常运行 ， 长此 以往 ， 必 然导 致市 场 的抛弃。 量规形式很 多 ， 一般 形式如 图 3所 示。d与 d 可采 取过渡配合 ， D 外圆为满足使用 可滚上花纹 ， 相应 的 表 面 质 量及 位 置 公 差可 参 阅 量规 相关 标 准 。 3 阶梯钻头 的几何 角度 及其 他 阶梯钻 头加 工 成型后 ， 其 刃磨 角 度、 主切 削刃角 度 、 横刃 角度 等 在 相 关 的 刀具 手 册 中 均 可 查 到 ， 这 些 角 度 的 形 成 对 切削性 能产生影响较 大 ， 尤其 阶梯钻头小直径 d 。 的 锋角 ， 将对钻 头 主切 削 刃的 曲率产 生直接 影 响。大 直径 d 的顶角 的大小取决于 d 。 、 d 孔 过渡角度 ， 一 般 取 上 差 。 。 f I 图 3测 量 小 径 长 度 的量 规 Fi g． 3 M e as u re t he ga u ge o fthe l e ng t h o f th e pa th 阶梯 钻头 的螺旋 角 、 刃沟 廓形 等同样对 钻头 的 切削、 断屑、 导 向等性 能 产生影 响 ， 直接关 系 到被 加 工孔的精度 ， 在设计制造时应对 其予以足够的注意 。 阶 梯钻 头 总长 在 应 用 时对 被 加 工 的零 件 的 质 量 影响较小 ， 所以 国标 中给出的公差值较大 ， 生产中为 保持 同批次产 品外 观 的一致性 及便 于包 装 ， 一般 给 出 较小 的公 差 。 3． 2位置精 度对切 削质量 的影 响 在生产 中， 阶梯 钻头 的尺 寸公差 保证 了。如 果 位置公差保证 不 了， 加 工 出的产 品还不能 合格 。 以 下按国标规定分别讨论 1 工作部分 d 。 、 d 对柄部轴线的径 向圆跳动 工作部分 d 。 、 d 对柄 部轴 线 的径 向圆跳 动按 国标 规 定 不 应 大 于 0 ． 0 8 。 如 果 超 差 在 阶 梯 钻 头 大 小直径尺寸精度合 格的情况下将加工 出大于要求 尺 寸的孔 ， 产生不合 格 品。为保证 此公 差应 注意 粗精 磨钻头外 圆与粗精磨柄时定位基准要一致 。 2 切削 刃 1 l 8 。 、 9 0 。 对 工作 部分 直 径 d 轴 线 的斜 向跳 动 由于钻头两 主切 削刃 与工 作部 分 直径 d 轴 线 间的夹 角不 等 或两 主切 削 刃沿 轴 线方 向高 度 不 等 ， 则两主切削刃的切深不 等 ， 它将使径 向切 削力 不 平衡造 成孔 的扩张 。 扩 张量 ADHt g ／ 2 式 中 日两 主切 削刃沿轴线方 向高度之差 ； 9 钻头 顶 角 。 这 样 ， 造成被加工孔孔径超差 。为 了避免 超差 ， 在刃磨 钻头时应 保证 要求 的顶 角、 后 角 、 横 刃斜 角、 主切削刃的对称性 。 3 钻芯对工作部分 直 径 d 轴线 的对称 度 阶梯钻头小直径的不 同， 钻 芯对工 作部分 直 径 d ， 轴线的对称度数值 也不 同 ， 随着 小直 径 的增 大 ， 钻芯对工作部分 直径 d ， 轴 线 的对 称度 数值 也 将 增 大。钻芯对称 度如不 满足要 求 ， 则 钻头在 工作 过 程中将产生偏摆 现象 ， 造成所 加 工 的孔形状 不 圆或 维普资讯 2 0 0 3年第 l 2期 影 响阶梯 钻头切 削质量的因素 张春梅 ， 等 6 l 钻 孑 L 时 钻 头 折 断 。 生 产 中 一 般 在 铣 槽 、 沟 槽 抛 光 等 工序对其进行控 制。 4表 面质 量 对 切 削质 量 的 影 响 表 面质 量 主要 指 机 械加 工 后 阶 梯 钻 头 表 面 层 的 状 况 ， 具体 内容指 表面粗 糙度 、 表面热 处理性 能等 ， 阶梯钻头 的表 面质量 在以下 方面对切削质量产生影 响 1 阶梯 钻 头 切 削 刃 表 面 粗 糙 度 如 果 切 削 刃 表面粗糙度高 ， 表面 凸凹不平 ， 工作时两配合表面是 在凸峰顶部上接 触即实际接触面积 比理想接触面积 小得 多。这 时 ， 接触 面积小 ， 单 位压 力大 ， 它往 往超 过 金 属 的 屈 服 极 限 和 强 度 极 限 ， 因 此 凸 峰 被 迅 速 压 平 。钻头很快达 到最 小极 限尺寸 ， 使 加工 的孔径 趋 于报废 。另外表 面粗糙 度 过高 时 ， 钻 头 的疲劳 强度 会降低 ， 降低钻头耐用度 。 当然 ， 表 面 粗 糙 度 并 不 是 越 低 越 好 ， 在 一 定 的 工 作条件下 ， 如果表 面粗糙 度过低 ， 由于表面间 紧紧贴 住 ， 不易排 出切 屑 ， 而 且 两 表 面分 子 间 的亲 和力 增 加 ， 反而使磨损剧烈增加 。因此 ， 不必要地降低表 面 粗糙度不仅增 大 了成本 ， 而 且影 响切 削质量 。钻头 的粗糙度应在标 准要 求 的范 围内 ， 不能盲 目地 提高 或降低 。 2 阶梯钻头 的表面 热处 理情 况 阶梯钻 头表 面层的硬化程度 和硬 化深 度对 耐磨性 也 产生影 响， 因为表面层显微 硬度 的提 高 ， 增 强 了表 面层 的接触 刚度 ， 减小 了摩擦表 面发 生变 形 的可能性 和金 属 的 咬和现象 ， 切削锋 利 ， 被加 工孔 的粗糙 度低 ； 但 硬度 过高 ， 会 降低金属 材料 的稳定 性 ， 使金 属 变脆 ， 在 摩 擦过程中 ， 有较小 的颗 粒脱 落 ， 使磨损 增 大 。 钻 头几 何尺寸减小 造成废品 ， 影 响切 削质量 ， 因此要求把冷 硬 层 控 制 在 一定 范 围 内 。 3 阶梯 钻 头 沟 槽 的粗 糙 度 阶 梯 钻 头 沟 槽 微 观不平度过 大 ， 为腐蚀性物质 的积聚提供 了场所 。 它 逐渐渗透到金属内部 ， 使金属分子 断裂而剥 落下来 。 加重 了表 面不 平度 ， 如 此往 复形成 恶 性循环 。阶梯 钻头的沟槽并不 要求有 较低 的粗 糙度 。 但 为 了外形 美观 、 提高抗腐蚀能力及排屑 的需要 。 沟槽应抛光 。 5结语 本文仅以阶梯钻头为例说 明了刀具 自身 的加工 质量及热 处理性 能对 其切 削质量 的影 响 ， 其他 一 些 定尺寸刀具 扩孔钻 、 锪 钻 与阶梯 钻 头在机 械加工 质 量 方 面 有 同 样 的 特 性 。 参 考文献 [ 1 ] 孟少农 ， 等 ． 机械加 工工艺 手册 [ M] ． 北京 机械 工业 出版 社 ， 1 9 9 1 ． [ 2 ] 范忠仁 ， 等 ． 刀 具工 程 师手 册 [ M] ． 哈 尔滨 黑 龙江 科 学技 术 出版 社 。 1 9 8 5 ． [ 3 ] 赵如福 ． 金属 机械加 工工艺 人员手 册 第 三 版 [ M] ． 上 海 上 海科 学技术 出版 社 ， 1 9 9 0 ． [ 4 ] 陈 日曜 ． 金属 切削原 理 [ M] ． 北京 机械 工业 出版社 ， 1 9 8 9 ． [ 5 ] 孙健 。 曾庆 福 ． 机械 制造工 艺学 [ M] ． 北 京 机 械工 业出版 社 ， 1 9 8 9． 作 者简介 张春 梅 1 9 6 8一 ， 女 ， 学 士， 讲 师 ， 工 程 师 ， 黑 龙 江肇 东人 ， 1 9 9 0年毕业 于吉林 工业 大学 ， 现 从 事工 程 力学 的教学 工 作 ． E ． ma i l h y g t o o l r i p． s i n a． t o m ． 收 稿 日期 2 0 0 3 ． 0 9 ． 1 2 I n flu e nc e t he l a d de r bi t t o c u t t he f a c t o r o f q ua i l t y ZI t ANG Cl a ur i - me i ， LI U a - l i ng 2 1 ． He n a n Me c h n i c a n d E l e c t r i c En g i n e e r i n g C o l l e g e， X i n x i a n g 5 4 3 0 0 2， Ch i n a2． He n a n No． 1‰ l L v o r l e s ， Xi n x i a n g 4 5 3 0 0 2， C h i n a Abs t r a c t I f r e l e v a n t p r e c i s i o n c o n t r o l i mp r o p e r du r i n g t h e p r o c e s s o f ma k i n g l a d d e r b i t ， i t c u t q u a l i t y i n flue n c e g r e a t l y． Th e l i g h t e r C a t l S e t h e c o a r s e n e s s o f t h e h o l e t o b e s p e n t h i g h． t h e e r i o u fl , o n e e a t l S e t h e u l t r a d i ffe f e n c e o f t h e a p e r t u r e t o c a u s e t h e s c r a p o f t he p a r t p r o c e s s e d． La d d e r c u t t i n g q u a l i t y o f b i t n o t o n l y h a v e s o me t h i n g t o d o wi t h o n e’ s O Wl l g e o me t r y s i z e- ma c h i n i n g a c c u r a c y a n d s u r f a c e q ua l i t y bu t a l s o r e l a t e t o b o r e t h e c h o i c e o f p a r i n g q u a n t i t y． Th i s t e x t a n a l y s e s l a d d e r g e o me t r y s i z e。 ma c h i n i na c c u r a c y a n d s u r f a c e q u a l i t y o f b i t c u t i n f l u e nc e o f q u a l i t y t o i t o n l y． Ke y wo r d s c u t q u a l i t y；s i z e o f g e o me t r y；ma c h i n i n g a c c u r a c y；s u r f a c e q u a l i t y 口 ． ooo． 。o． co ．o 0o ． co．o 0o ．。 0Ⅲ． 。c● CO ． cc． 。o． 。o ．o ⅢⅢo o． oa● 一。． 0o● oo● oo ●0 口． oo．oo Ⅲ‘o● c口 ． 。o．o c o● ⅢcoⅢ川o 00 ㈨ ．。 。●Ⅲ口o． 0。 ．co ●Ⅲh0． c0 ●ⅢⅢ。0． Ⅲ0 良 庄 煤 矿 投 用 井 下 无 人 值 守 压 风 机 效 果 好 井下分 散移 动就近 供风 替代 传统 地面 集 中供风 方式 山东新汶矿业集 团良庄煤矿安装使用移动式井下 防爆无人值守压风机 ， 改变煤矿传统的地面集中供风方式为井下分散 就 近供 风 ， 效 果 明显 。 传 统的 地 面集 中供风 方 式适 合于 浅部 开采 矿井 ， 随着 开 采 深 度 的增 加 ， 供 风 管 路 会不 断 延 长 ， 从 而 降低 供 风 效率 。 良庄 煤矿 是 个开 采 4 o多年 的矿 井 ， 在对 一3 5 0水平 供风 过程 中 ， 地 面集 中供 风方 式 风量 管 路损 耗 高 达 2 0 ％ ， 全 年 约有 3 7 1万 的 风量 损 耗在 管路 上 。今年 2月 份 ， 这个 矿安装 使 用 了 3台移 动式 井 下无 人 值守 压 风机 ， 因设 备 体 积小 、 无 固定 基 础 ， 所 以直 接 安装 于 矿井 巷道 内 。 由于实 现了就 近 供风 ， 管 路损 耗仅 为 4 ． 4 ％ 。而且 该设 备节 电效 果 明显 ， 自运行 以来 ， 较 地 面设 备 每 月节 电 l O ． 2 5万 k wh ， 仅 此 一项 每年 节约 电费 4 9 2万元 。由 于设备 操作 简便 ， 技 术先 进 ， 属 免维护 产 品 ， 无需 人 员现 场值 守 ， 因此减 少 岗位 用工 l 3人 ， 年 节 约维 修 和工 资费用 l 5万 元 。 周 峰供稿 维普资讯