扁鉆
扁鉆切削部分磨成一個扁平體,主切削刃磨出鋒角、后角并形成橫刃;副切削刃磨出后角與副偏角并控制鉆孔直徑。扁鉆前角小,沒有螺旋槽,排屑困難,但制造簡單,成本低,直徑1mm以下的小孔加工上得到廣泛應用。扁鉆由于結構上有較大改進,加上上述優點,故在自動線和數控機床上加工直徑35mm以上孔時,也使用扁鉆。
發展狀況
電站工礦備件的深孔加工是重機行業中常見的也是較復雜的工藝過程。目前發展比較成熟的深孔加工刀具有扁鉆、BTA套料鉆、M型鉆、噴吸鉆、槍鉆和錯齒內排屑鉆等。扁鉆在電機轉子深孔加工中占有重要地位,多用于鉆削直徑大于75mm、長徑比大于35的深孔。與其它深孔刀具相比,扁鉆具有結構簡單、制造成本低、使用方便等優點。但在進行深孔加工時,扁鉆的工作環境封閉、惡劣;同時,由于操作者無法觀察扁鉆的工作狀態,加工時易出現切削熱過于集中而燒刀的現象。因此,對傳統扁鉆的結構進行改進勢在必行。
規格
存在的問題
傳統扁鉆的材質為高速鋼,切削速度較低。因受整體式結構的限制,扁鉆的工作前角為負前角,軸向力和扭矩較大;其導向主要依賴于扁鉆夾頭上的定位導向鍵(后導結構),導向不穩,容易走偏;扁鉆的切削刃采用對稱結構,不能有效分割切削層厚度。鉆削實心件時,若扁鉆刀尖磨鈍,則有可能在工件表面形成擠壓,使鉆削力和扭矩突然增大,導致崩刃現象的發生,使扁鉆整體報廢。
缺點
1、標準扁鉆主切削刃上各點處的前角數值內外相差太大。鉆頭外緣處主切削刃的前角約為+30°;而接近鉆心處,前角約為-30°,近鉆心處前角過小,造成切屑變形大,切削阻力大;而近外緣處前角過大,在加工硬材料時,切削刃強度常嫌不足。
2、橫刃嫌長,橫刃的前角是很大的負值,達-54°~-60°,從而將產生很大的軸向力。
3、與其他類型的切削刀具相比,標準扁鉆的主切削刃很長,不利于分屑與斷屑。
4、刃帶處副切削刃的副后角為零值,造成副后刀面與孔壁間的摩擦加大,切削溫度上升,鉆頭外緣轉角處磨損較大,已加工表面粗糙度惡化。
結構的改進
由上述分析可知,傳統扁鉆結構不合理是造成扁鉆加工效果差、易報廢的主要原因。為此,可從以下幾個方面進行改進:
1、將整體式結構改為裝配式結構,選用硬質合金刀片并將刀片的工作前角選為正前角(0°~6°),以改善受力狀況;
2、將切削刃的對稱結構改為不對稱結構,可有效分割切削層厚度;
3、在扁鉆中心增加一只扁鉆,用以分擔部分切削力。
改進后的扁鉆結構如圖所示:采用裝配式結構,上、下刀體對刀片起夾持和定位作用;扁鉆位于刀體的中心,不僅可承受部分切削力,還可提高定位精度;硬質合金刀片嵌裝在上下刀體之間、扁鉆的兩側,刀片安裝呈不對稱結構,兩側錐角也不相等。當硬質合金刀片磨損后,可通過頂絲和楔塊調整刀片的伸出量,使刀片重復使用。
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