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90°階梯鑽頭

2011 年 08 月 23 日 by Willy Chen

刀具-90°階梯鑽頭

90°階梯鑽頭

階梯鑽頭能夠將鑽孔,擴孔,鉸孔複合為一次進刀加工完成,縮減加工程序,提高加工精度,滿足生產的需求,降低製造成本,因而在一些製造業得到了廣泛的應用。但有些生產廠家生產的階梯鑽頭在用戶的使用中卻不能滿足使用要求,尤其是用於汽車自動化生產線的刀具容易出問題,以下就階梯鑽頭設計圖樣基準的選擇及工藝控制對使用性能的影響做一簡單闡述。

碧威 90°階梯鑽頭 一般 90°階梯鑽頭
碧威 90°階梯鑽頭 一般 90°階梯鑽頭

階梯鑽頭圖樣標準形式

階梯鑽頭圖樣標準通常有以下兩種基本形式:

  • 以錐柄軸線為基準的錐柄階梯鑽頭
  • 以大直徑軸線為基準的直柄階梯鑽頭

這兩種形式的鑽頭都屬於單一的基準要素,在選擇基準軸線時,主要根據刀具工作要求、使用條件、刀具加工和測量方法而定。

工藝分析

基準是反映被測要素的方向或位置的參照對象。圖樣上標出的基準是理想的,但是軸線是中心要素,實際上是不存在的,它依靠相應的回轉面來體現。由於實際回轉面都存在形狀誤差,實際軸線必然存在形狀誤差。根據基準的建立準則,基準要素要符合最小條件,應以基準軸線的實際要素中這些最小包含圓柱的軸線作為基準軸線,這在實際加工和實際測量中很難做到。

碧威階梯鑽頭=90° 他家廠商>90°
碧威 90°階梯鑽頭 一般 90°階梯鑽頭

錐柄階梯鑽頭的基準按功能要求採用錐柄軸線為基準。實際加工和測量中是在鑽頭頭部增加工藝假頂尖並打中心孔,用尾部的中心孔與假頂尖的中心孔來模擬軸線作為工藝基準。刀具加工完成後進行抽樣,取六支產品對其同軸度進行測量,實測數據見下表。

unit:mm
測量次數 1 2 3 4 5 6
錐柄軸線基準 0.025 0.030 0.028 0.020 0.018 0.025
中心孔基準 0.015 0.018 0.015 0.010 0.015 0.016

從表1中的數值可見,對於同一組產品,以錐柄為測量基準時測得的誤差較以中心孔為測量基準時測得的誤差大,這是由於以中心孔為測量基準時增加了基準的穩定性,克服了懸臂撓度,測得的誤差較小,因此為了保證產品質量,在由以錐柄軸線為測量基準轉換成以兩端中心孔為測量基準時,在工藝規程中應規定適當縮小公差值。

直柄階梯鑽頭小直徑基準形式標註位置誤差一方面與實際的裝配工作條件不相符合,另一方面偏移值也較大,該值與被測小直徑的長度和被測小直徑軸線的傾斜角有關,也與大、小直徑的間距和基準軸線的傾斜角有關,並且隨著它們的增大而增大,與基準軸的長度無關,所以從理論上講這種基準形式不夠合理。但是,直柄階梯鑽頭結構比較簡單,且在裝配工作狀態下以較長的大直徑為主要定位面,因而以大直徑軸線為基準不僅能夠滿足功能要求,而且在加工和檢查時採用模擬基準比較容易。

尺寸精度

大、小直徑(D、d)的尺寸精度對孔徑的影響很明顯,如果鑽頭直徑超差,那麼所加工的孔必然超差。工藝中可經過粗、精磨,保證磨削出的鑽頭直徑在中差左右比較理想。

小直徑長度l的公差決定了小直徑部分長度的尺寸,對於按國標生產的階梯鑽頭可以通過換算的形式換算出d頂角處距D頂角的距離,用卡尺量出。對於公差值在±0.2以內的必須用專用量規量出。小直徑部分長度的尺寸如果超差將影響階梯孔的深度,嚴重時會影響自動化生產線的正常進行。

位置精度

鑽頭工作部分(D、d)即使保證了尺寸精度,由於對基準軸線的同軸度超差導致孔徑偏大,攻絲後使用時螺紋接觸高度不夠,導致螺紋聯接失效。 如果鑽頭兩主切削刃與基準軸線間的夾角不等或兩主切削刃沿基準軸線方向高度不等,則兩主切削刃的切深不等會使徑向切削力不平衡,造成孔的擴張,其擴張量為

DD=H tg(f/2)

»上方公式中

  • H – 兩主切削刃沿軸線方向高度差
  • f – 鑽頭半頂角

這樣有可能使被加工孔的孔徑超差。為了避免孔徑超差,在刃磨鑽頭時應以基準軸線為定位基準,製作相應的夾具,以保證工藝要求。

表面質量

表面質量主要指鑽頭表面層的狀況,包括表面粗糙度及表面硬度,如果不滿足要求,將影響刀具的耐磨性、疲勞強度和抗腐蝕性。

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