無錫不銹鋼斷屑鉆的切屑形態(tài)與控制

1 生成原理：在材料塑性較好、進(jìn)刀量較大的條件外刃與圓弧刃交點處基本上是出現(xiàn)連體狀切屑。但較厚的切屑沿圓弧刃方向展開成扇面形的附加變形過程中，切屑被拉裂成節(jié)狀屑，并與外刃帶狀屑連一體。

　　2 影響切屑形態(tài)的因素與控制

　　1）鉆頭刃型參數(shù)對屑形的影響。

　　a. 圓弧刃半徑R：

　　R過小：形成分屑點尖角ξ小，當(dāng)ξ<150°時切屑易分開，外刃出帶狀屑，圓弧刃出扇面塊狀屑。 R過大：形成分屑點尖角ξ大，當(dāng)ξ>170°時外刃、圓弧刃屑易連成一體，出短的螺旋扇面形屑。

　　R適中：形成ξ=155~165°時，外刃流屑方向與相臨圓弧刃屑流向夾角較小，時連時分，此時正是生成“6”字形屑的條件。最佳ξ角，與材料韌性、切屑厚度等因素有關(guān)，不是常數(shù)。可通過試切來探詢。

　　b. 內(nèi)、外刃高度差h

　　圓弧刃較深時，外刃與圓弧刃形成自然分屑點，外刃出帶狀屑，圓弧刃出塊狀屑。圓弧刃較淺時，外刃與圓弧刃形不成自然分屑點，切屑連成一體生成短的螺旋扇面形屑。

　　圓弧刃深度用內(nèi)外刃垂直高度差h來控制，h值與進(jìn)刀量(切削厚度)成一定比例時，一般宜控制h值約為0.8f.較為適合。

　　c. 外刃鋒角：

　　外刃鋒角2φ過小時(2F<125°)難以磨出ξ=150~165°尖角。切屑易卷在容屑槽內(nèi)，不宜排除。實踐經(jīng)驗表明，2φ=135°~140°，切屑流出方向逼近與鉆頭軸線平行，有利排屑。而且容易形成較大的ξ角，控制出現(xiàn)“6”字屑。

　　圓弧半徑R°、內(nèi)外刃垂直高度差h、分屑點尖角ξ、外刃鋒角2φ四個參數(shù)是有關(guān)聯(lián)的。通常R由刃磨砂輪圓角半徑?jīng)Q定，選定2φ后h、ξ可通過調(diào)整鉆頭刃磨機的工藝參數(shù)控制。

　　2）材料韌性對屑形的影響

　　材料韌性大，ξ角必須磨得更小才能使屑分開。否則切屑連塊不分。材料韌性低，ξ角宜磨得大些。

　　3）刀具磨損對屑形的影響

　　鉆刃分屑尖角處磨平或崩刃后，造成實際ξ增大。當(dāng)實際x過大(>165°)，可引起屑形從分到連的轉(zhuǎn)變。因此，無錫不銹鋼斷屑鉆的磨鈍的標(biāo)準(zhǔn)或耐用度應(yīng)以屑形的改變?yōu)楦鶕?jù)。屑形從6字形變?yōu)槎虊K狀，既應(yīng)換刀。我們曾發(fā)生過由于尖角處磨平，寬的短塊狀屑卡死扭斷鉆頭的事故。

　　4）鉆頭橫刃對中誤差對屑形的影響

　　橫刃不對中反映在鉆孔直徑的擴大，使副刃單邊工作，造成鉆頭棱邊負(fù)后角磨損，這種非正常損壞使鉆頭壽命大大縮減。

　　橫刃不對中使兩刃切削圖形變化，某一邊切雙倍厚的切屑，而另一邊切較薄的切屑。雙倍厚的切屑只是在切屑鋼筋上，切屑厚而硬，改為長帶狀屑，難以形成6字形屑。

　　5）切削用量對屑形的影響

　　加大進(jìn)刀，切屑變厚，易生成塊狀屑，相反，易生成帶狀屑。

　　改變鉆頭切削速度，對切削變形略有影響。一般高速鋼鉆頭切削速度不可能有較大變化。但有些無錫不銹鋼對屑形非常敏感，降低鉆頭轉(zhuǎn)數(shù)有利于生成塊狀屑。

　　3 結(jié)論

　　分析鉆削試驗的結(jié)果可知，各類切屑形態(tài)中，“6”字形屑最佳。短螺旋帶狀屑也可接受。其它類型的切屑如長帶狀屑、帶鋼筋的切屑、帶花的螺旋帶狀屑都應(yīng)防止。

　　1）控制生成“6”字形屑，合理使用鉆頭應(yīng)滿足的條件是：

　　控制鉆頭刃形參數(shù)：鋒角2F=135~140°，外刃長L=0.25d，分屑點尖角x=155°~165°，外刃與圓弧刃垂直高度差h=0.8f

　　2）控制鉆頭刃磨對稱精度：橫刃對中度，外刃、內(nèi)刃、圓弧刃跳動量越小越好。一般使用鉆頭刃磨機，可在線測量內(nèi)外刃跳動量。橫刃不對中誤差<0.02~0.03mm是可行的。手工刃磨左右兩刃難以對稱，必然會產(chǎn)生帶鋼筋的切屑，加快鉆頭的磨損。 3）選擇合理的鉆削用量：鉆削無錫不銹鋼宜用較低切削速度，適中的進(jìn)刀量。普通高速鋼鉆頭推薦v=15~18m/min f≈0.015d mm/r，使用充足的乳化液冷卻。這樣刀具耐用度可維持100分鐘左右。