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鉆303mm不銹鋼管的新型組鉆

文章作者:admin 人氣: 發表時間:2021-06-09 09:48:02

鉆303mm不銹鋼管的新型組鉆

在機械加工中,一般采用標準麻花鉆作為鉆孔加工的主要刀具。但在鉆不銹鋼管時,往往會出現鉆頭快速磨損、切削部分退火、切削力增大、摩擦噪音增大等現象。為此,必須反復重磨鉆頭,嚴重影響生產效率。提出了一種新型高效長壽命新型群鉆的應用,適用于在搖臂鉆或車床上鉆不銹鋼管。

在機械加工中,一般采用標準麻花鉆作為鉆孔加工的主要刀具。但是,在鉆不銹鋼管時,經常會出現鉆頭快速磨損、切削部分退火、切削力增大、噪音增大等問題。為此,鉆頭需要反復磨削,嚴重影響生產效率,增加加工成本。為解決上述問題,設計了一種新型群鉆,用于鉆不銹鋼管。具有定心精確、排屑好、散熱快、刀具大、鉆頭壽命長等特點,適用于鉆床和車床。

一般情況下,鉆孔前除了根據加工要求選擇鉆頭材料外,還需要合理選擇刀具的幾何角度和切削量。有兩種方法可以克服標準麻花鉆的缺點:在制造鉆頭和材料時改變你的結構參數; 磨削切削刃,改變切削角度,提高切削性能。這種方法簡單易行,效果非常顯著。

某產品的材質是一塊熱軋馬氏體不銹鋼板,外徑3m,厚度30mm,表面有1000多個50mm的通孔。選用高速鋼材料制成的標準麻花鉆進行鉆孔時,往往會出現鉆頭快速磨損、切削件退火、切削力增大、噪音增大等問題。根據上述方案,對高速鋼材料的標準麻花鉆頭進行了重新磨削,大幅度改變了鉆頭的切削角度,拋光了切屑槽的形狀,新的鉆頭組適用于設計了鉆孔不銹鋼管。

1 鉆井特點

1.1 標準麻花鉆的缺陷

我國目前生產的標準麻花鉆的切削部分由兩個主切削刃和一個橫刃組成。主要幾何角度有前角24、螺旋角B、外傾角y、后角a和鑿子斜面等。傾角在外緣最大,由外緣向中心逐漸減小,在靠近鉆芯處為負。根據直徑的不同,后角一般在814左右。標準麻花鉆的結構存在很多不足。鉆削時后刀面與工件的摩擦劇烈,鉆削時阻力很大,切削條件差。根據使用情況,主要有以下缺陷。

(1)主切削刃的上前角變化很大,外刃為30時,前角過大,切削刃強度差,靠近鉆芯的前角過小(關閉在-30);壓力大,切削條件差。

(2) 鑿子刃口長,負前角大,夾緊嚴重,切削條件極差,軸向強度高,定心差。

(3)前緣過長,切屑寬,各點切屑流量相差很大,螺旋切屑占用空間大,排屑不順暢,冷卻液難以注入切削區域。

(4)由于鉆頭二次后角為零,外緣切削線速度最大,刃口與孔壁摩擦劇烈,產生熱量,散熱條件差,故沿主切削刃磨損不均勻,外刃磨損最快。

(5)橫刃的前后角與主切削刃的后角密切相關,相互制約,但不能單獨控制。

1.2 群穿的優勢

群鉆是針對標準麻花鉆的設計缺陷,經過合理磨削后改變其幾何角度,以提高其切削性能的一種先進鉆頭。基本組鉆是在兩個主切削刃上磨出兩條對稱的月牙形槽,形成圓弧刃,改變了標準麻花鉆的“一點三刃”。切割形狀變為“三點七刃”。“切割形狀與標準麻花鉆相比具有以下優點。

(1)鉆孔輕巧省力。由于傾角增大,刃口磨削后刃口窄而鋒利,軸向力降低35%50%,扭矩降低10%30%。

(2)可增加進料量,生產效率可提高3-5倍。

(3)鉆頭具有很好的耐用性。因為組鉆刀刃形狀合理,排屑好,排屑順暢,散熱條件好。一般情況下,鉆頭的耐用度可提高3-5倍。

(4)對中效果好。由于組鉆磨出對稱的月牙形槽,鉆孔時受力分布合理,不易鉆孔,孔壁面質量好,精度高。

2 新小組練習介紹

隨著機械工業的發展和新材料的不斷涌現,標準麻花鉆的切削角度越來越不適合生產要求。為此,出現了許多高效、長壽、優質和安全的新型組鉆頭。 2、這些新型組鉆是在傳統基本組鉆的磨削原理基礎上,結合零件材料和加工條件確定其切削刃的形狀和幾何角度。下面是一種適用于鉆不銹鋼管的新型組鉆。

2.1 幾何角度的選擇

不銹鋼管具有粘性強、韌性高、加工硬化傾向強、導熱系數低等特點,屬于切削難切削的金屬材料類別。由于不銹鋼具有高硬度、高強度等材料特性,鉆孔時切削溫度比較高,切削刃使用方便,甚至燒傷切削刃。因此,攻角必須更大;為增大鉆頭力,減小后刀面和切削刃,工件之間的摩擦力,后角應小一些。具體方法是將標準麻花鉆以雙前角磨尖,形成雙前刃。前4/5主切削刃角度1202,后1/5副切削刃角度882;在主切削刃上磨出圓弧形不對稱R排屑槽,在后刀面對稱磨出一個副后角,距切削刃2mm,角度為20;拋光鑿子的長度為2mm,邊緣帶的寬度減少到原來寬度的一半。鉆頭尖角的大小可根據不銹鋼管的硬度來確定。材質較硬的選擇較大的角度,材質較軟的選擇較小的角度。具體結構見如圖1.磨削的具體要求如下。

(1)主刃磨削。雙刃角在鉆頭的主刃上磨成雙刃。前4/5前緣夾角為24,后1/5副前緣夾角為21。

(2)刃磨鑿子H的刃口,沿鉆頭主牙側后緣將原鑿子刃口縮短至2mm,將鑿子刃口兩端磨成對稱的小圓弧形表面. 新月形,因此在前緣處形成兩個內部直邊。鉆座的邊緣。

(3) 磨削主側面。在主后刀面上,在距主切削刃2 mm 處對稱磨削出一個副后角a1。

(4) 磨邊B(小切削刃)。在鉆頭外緣沿副后刀面方向磨刃,磨刃至原寬度的一半,長度一般為1.55mm。

(5)切屑槽的磨削。鉆頭前刀面和后刀面磨削半圓弧形排屑槽。兩個主切削刃上的排屑槽位置必須錯開,排屑槽半徑R必須大于進給量。

2.2 切削參數的選擇

鉆孔時,根據不銹鋼的切削加工性,正確選擇切削量非常重要。筆者通過對標準麻花鉆相關參數的不斷改進和實驗,掌握了鉆不銹鋼時麻花鉆的幾何形狀、角度等技術參數。機械加工的基本原則是在機床允許的條件下考慮鉆頭的強度和耐久性。進給速度要盡可能大,但切削速度不能太快,并選擇合適的冷卻潤滑劑。一般直徑為550mm的鉆頭的切削量為:速度n=200320r/min,進給率f=0.20.4mm/r,線速度v=530m/min,10% ~ 20% 冷卻液極壓乳化液或含氯切削油,隨著鉆頭直徑的增加,速度應該變慢,而隨著鉆頭直徑的增加,進給速度可以更高。

2.3 申請效果

從2010年開始,新的群鉆技術開始應用于加工。根據鉆一個p50 mm和30 mm深的孔,使用標準麻花鉆大約需要4分鐘。使用上述新型組鉆機,采用相應的工藝參數,僅需1分鐘左右,鉆孔效率提高3倍以上。標準麻花鉆在鉆20個左右孔時磨損很大,切削力會顯著增加。但是,使用新的組磨頭一次可以連續鉆120個左右的孔。加工出的孔精度高,表面質量好。該技術的推廣使用,不僅保證了產品質量,提高了生產效率,而且降低了加工成本,在科研生產中取得了良好的經濟效益。本站申請的實際情況見如圖2。群鉆在產品零件加工中的使用特點如下。

(1)有弧形分屑器,有利于排屑,可用于大走刀;

(2)切削刃加長,散熱好,提高刀具壽命;

(3)輔助后角磨削可減少后刀面摩擦,促進刀具冷卻;

(4) 鑿子刃口短,對中準確,軸向力小;

(5)切削刃寬度變窄,減少刀具與工件之間的摩擦。

3 結論

上述思路和工藝方法具有普遍性,可以推廣到其他難切削金屬、非金屬材料,以及不同工藝特性下的加工,為日后加工類似零件提供解決方案和參考。



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