在不銹鋼工件上鉆孔常采用麻花鉆,對淬硬不銹鋼,可用硬質合金鉆頭,有條件時可用超硬高速鋼或超細晶粒硬質合金鉆頭。鉆孔時扭矩和軸向力大,切屑易粘結、不易折斷且排屑困難,加工硬化加劇,鉆頭轉角處易磨損,鉆頭剛性差易產生振動。因此要求鉆頭磨出分屑槽,修磨橫刃以減小軸向力,修磨成雙頂角以改善散熱條件。
鉆削不銹鋼的典型鉆頭(即不銹鋼群鉆)如圖1所示。
圖1 不銹鋼群鉆
圖2 不銹鋼斷屑鉆頭
圖3 S形硬質合金鉆頭
圖4 四刃帶鉆頭
圖1中L≈0.32d0,L/2>L1>L/3,R≈0.2d0,h=0.04d0,b≈0.04d0。使用這種鉆頭鉆削1Cr18Ni9Ti時,對Ø20 mm、Ø25 mm、呾 mm三種直徑的鉆頭,采用n=105 r/min,f=0.32 mm/r、0.4 mm/r、0.56 mm/r、0.67 mm/r四種不同的進給量,均可順利地斷屑和排屑。
還可采用不銹鋼斷屑鉆頭(圖2)、S形硬質合金鉆頭(圖3)、四刃帶鉆頭(圖4)及可轉位硬質合金淺孔鉆。
用不銹鋼斷屑鉆頭(圖4)加工馬氏體不銹鋼2Crl3時,只需磨出E-E處斷屑槽;而鉆削加工lCrl8Ni9Ti奧氏體不銹鋼時,還需加開A-A處斷屑槽。不銹鋼斷屑鉆頭的具體參數及適用的鉆削用量見表7。
S形硬質合金鉆頭的特點是:無橫刃,可減小軸向力49.99%;鉆心處前角為正值,刃口鋒利;鉆心厚度增大,提高了鉆頭剛性;有兩個噴切削液孔;圓弧形切削刃及排屑槽分布合理,便于切屑成小塊,以利排出。
可轉位硬質合金淺孔鉆的特點是:鉆頭前端不對稱裝有兩片凸三角形刀片,分屑切除孔的不同部分,能自動定心,孔的直線性好,并且切入切出長度短;刀片前刀面上帶有多個坑狀斷屑槽,切削性能良好,尤其是斷屑可靠,切屑呈一致的碎卷屑;內冷卻使切削液直接噴向鉆削加工表面,改善冷卻效果,排屑非常通暢;特別是可根據工件材料采用不同牌號的硬質合金刀片,切削速度達80~120m/min,鉆削非常輕快。加工奧氏體不銹鋼的鉆削用量見表8。
表7 不銹鋼斷屑鉆頭的斷屑槽和鉆削用量 | ||||||
鉆頭直徑d0 (mm) | 半徑RE (mm) | 寬度BA (mm) | 半徑RE (mm) | 寬度BE (mm) | 主軸轉速n (m/min) | 進給量f (mm/r) |
>8~15 | 3.0~5.0 | 2.5~3.0 | 2.0~3.5 | 1.0~2.5 | 210~335 | 0.09~0.12 |
>15~20 | 5.0~6.5 | 3.0~3.5 | 3.5~4.0 | 2.5~3.0 | 210~265 | |
>20~25 | 6.5~7.5 | 3.5~4.5 | 4.0~4.5 | 2.8~3.3 | 170~210 | 0.12~0.14 |
>25~30 | 7.5~8.5 | 4.5~5.0 | 4.5~5.0 | 3.0~3.5 | 132~170 |
鉆削不銹鋼時,經常發現鉆頭容易磨損、折斷,孔表面粗糙,有時出現深溝而無法消除;孔徑過大,孔形不圓或向一邊傾斜等現象。在操作時應注意下列事項:
幾何形狀必須刃磨正確,兩切削刃要保持對稱。鉆頭后角過大,會產生“扎刀”現象,引起顫振,使鉆出的孔呈多角形。應修磨橫刃,以減小鉆孔軸向力。
鉆頭必須裝正,保持鉆頭鋒利,用鈍后應及時修磨。
合理選擇鉆頭幾何參數和鉆削用量,按鉆孔深度要求,應盡量縮短鉆頭長度、加大鉆心厚度以增加剛性。使用高速鋼鉆頭時,切削速度不可過高,以防燒壞刀刃。進給量不宜過大,以防鉆頭磨損加劇或使孔鉆偏,在切入和切出時進給量應適當調小。
充分冷卻潤滑,切削液一般以硫化油為宜,流量不得少于5~8 L/min,不可中途停止冷卻,在直徑較大時,應盡可能采用內冷卻方式。
認真注意鉆削過程,應及時觀察切屑排出狀況,若發現切屑雜亂卷繞立即退刀檢查,以防止切屑堵塞。還應注意機床運轉聲音,發現異常應及時退刀,不能讓鉆頭在鉆削表面上停留,以防鉆削表面硬化加劇。
表8 奧氏體不銹鋼的鉆削用量 | ||
鉆頭直徑d0 (mm) | 主軸轉速n (m/min) | 進給量f (mm/r) |
≤5 | 1000~700 | 0.08~0.15 |
>5~10 | 750~500 | |
>10~15 | 600~400 | 0.12~0.25 |
>15~20 | 450~200 | 0.15~0.35 |
>20~30 | 400~150 | |
>30~40 | 250~100 | 0.20~0.40 |