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错齿BTA钻深孔加工刀具设计滚筒筛

2022-09-07

错齿BTA钻深孔加工刀具设计

错齿BTA钻深孔加工刀具设计 2012 BTA深孔钻是内排屑深孔钻的一种典型结构,它是在单刃内排屑深孔钻的基础上改进而戊。其规格为:φ18.4~φ65mm的采用焊接结构,φ65~φ180mm的采用机夹可转位刀片结构,φ180以上的需专门订货。由于生产的专业化,错齿BTA钻已形成专业化的生产体系,绝大多数机械厂都不能自行生产。但是国内还没有形成专业化的深孔刀具综合生产行业,而进口的刀具不但价格昂贵,且供货周期又不及时。所以企业自行设计制造的也不乏其例,但多限于尺寸规格较单一的少量品种。 设计错齿BTA钻时,需要出设计总图、刀体图、各种刀片图和钻杆设计图。它的设计过程复杂,本文币点总结了焊接式错齿BTA钻的主要参数设计。1、错齿BTA钻的 钻齿排布 最为常见的钻齿排步方案如图1所示。它相当于将单齿钻的外刃分为3个,把其中第二个外刃移向对侧。其优点是:在内刃宽度b保持不变的条件下,可将移向对侧的中间齿适当加宽,以利于增大中间齿的强度,这对增加进给量有利。 由于异钻齿以不同的方式分布于钻头的两侧,随之将带来三个新问题:一是中间齿在进给方向的超前量问题;二是相互错开的刀齿应有一定的覆盖量;三是异齿的作用宽度必须按合理的比例进行设计,以保证钻头工作的稳定性。 (1)中间齿超前量(δ)的确定 如图1所示,AOA为正侧外切削刃所在的圆锥面素线。假如中间齿仅仅转180°移向对侧,由于正侧与对侧的刀齿相互舞半个进给量,两刀齿是不可能同时在一条线上进行切削的。但如使中间齿适当超前占则中间齿相当于一把切槽刀。占一般取值为进给量的3倍或0.5倍或0.5mm。在此基础上,正侧两外刃的切削条件将相府得到改善,而中间齿的工作条件最差。中间齿由于相当于切槽刀,其两侧川必须磨出倒锥角和后角。

(2)刀齿覆盖量△的确定 由于工艺上的考虑,按齿宽配比设计出求的刀齿工作宽度,必须对部分加宽,使互相错开的刀齿有一定的覆盖量。正确的设计方法是,中间齿按工作宽度设计,与其相邻的两个刀齿分别加宽一个覆盖量△,△取值一般不小于0.5mm。 (3)各齿工作宽度的确定 为保证钻头工作的稳定性并且使其受力最小,不同的错齿方案,原则上应对钻头进行受力分析和切削实验,确定不同条件下的最佳齿宽比。根据计算机模拟方法求出的最常用的齿宽配比数据如图2所示。

2、错齿钻头其他主要参数设计 (1)排屑孔直径D0的确定 从排屑需要而苦,孔径D0当然是越大越好。但D0越大,则连接部分的壁厚就相应变薄,影响柄部的强度。因此,加大D0的必要条件是采用强度又大的刀体材料。通常取D0=(0.5~0.55)D(D为钻头直径)。 (2)出屑口的造型 出屑口为外大内小的圆锥而,其大静为钻头体直径D1,内径为出屑孔直径D0。其半锥角占越小,切削越小易阻塞,但占很小时,加工难度会增大。出屑口一般设计成20°左右的喇叭口锥面。 (3)钻头体外静D1的确定 钻头体外静的大小关系到供油通道截面积和钻头强度、钻杆刚度这一对矛盾,因此成为BTA钻设计中的重要参数。传统上取D1=0.9D,并与钻杆外静保持一致。 (4)外刃偏角φ和内刃偏角φ的确定 内排屑深孔钻由于内刃宽度的减小,导致外刃的静向切削分力远大于内刃。为使第二导向条所受压力小致于过大,要适当减小外刃偏角。一般取φ=13°~l5°,为保证导向条滞后量,内刃偏角取d=18°~20°。 (5)切削刃的前角和后角 各个外齿的前刀面不得高于钻头中心,刃磨后的外切削刃,其前刀而的位置府低于中心0.05~0.2mm(直径大时舣大值)。异外刃的前角为0°,磨断屑台时应予以保证。外刃的后角取值,要考虑工件材质。对于硬度高、强度大的材料,取α=6°~8°,一般材料取α=8°~12°,对易加工的有色金属及其合金可大于12° 对于有超前量的刀齿,必须刃磨侧后角,侧后角的舣值可稍小于一般后角。 (6)中心齿几伺参数的确定 位于钻头中心的齿,又称中心齿。中心齿的宽度必须覆盖中心点并超过1mm左右。 中心齿的切削刃府微低于钻头中心,以避免“零切速”现象的发生。此外,中心齿由于切速低,切削条件最差,容易发生崩刃。为避免以上弊端,对中心齿的内刃磨出负值的刃倾角λ=5°~10°和负前角10°~l5°,以减小轴向抗力。根据中心齿切速低、承受切削抗力较大的特点,一般选钨钻类硬质合金做刀齿。 (7)导向条相对于外刃拐点的滞后量 第二导向条的滞后量舣0.8~1.5mm。第一导向条的滞后量,按此值的一半舣值。 (8)定静刃宽度及后角 定静刃圆弧带承受静向压力机摩擦力,与第二导向条一起,共同保证钻头的平衡和稳定,府有一的定的宽度。但如果取值过大,会减弱对孔壁的修光作用。一般取值范围为0.3~0.6mm,工件材质硬时取较大值。定静刃后角的取值8°~12°。3、钻头柄部的设计 为满足快速装卸和准确定位两项要求,BTA钻几乎无例外地采用烈制口加方牙螺纹的柄部典型结构。钻柄和钻杆的尺寸参数互相对应,如图3所示。

根据经验,各个参数按以下原则确定: (1)D1=(0.9~0.92)D,D0=(0.5~0.65)D,钻杆的壁厚为(D1一D0)/2。 (2)根据经验,取D4=(D1+D0)/2。按此设计出的钻柄和钻杆结合部分可基本满足二者的强度要求。 (3)在D=16~65mm范围内,建议H取0.75~1.5mm,D3=D4+(1.5~3)mm。 (4)出于工艺和装配方而的需要,D2要稍大于D3。 (5)D5稍小于D4,以有利于车螺纹式车刀的切入。 (6)n=2,有利于螺纹大小径的测量。 (7)在D=16~65 mm范围内,S取值5~10mm为宜。B取S/2为公称直径,公差取H8 (8)螺纹部长度取(1.2~1.5)P。直径越大,系数越小。方牙螺纹的切出端最好不留让刀槽。 (9)大制口对于钻头制造和与钻杆配合两方面,都起到主要定位基准的作用,应有足够的宽度。正一般取值在6~12 mm之间。制口的直径公差按H7/h6。大小制口在一次定位中车成。 (10)轴向预留间隙△。钻头拧入钻杆后,一端必须密合,而另一端要相应留出一个小大的间隙△。在钻柄采用阳螺纹的情况下,一般采取钻柄末端半面与钻杆孔底部贴合的方案。因此,钻杆的前端府留有间隙。△取值1~2mm,随钻头直径大小而定,小直径取小值。4、结语 文章总结了单管内排屑错齿BTA钻的设计过程,为深孔钻头的学图绘制、三维实体图绘制、受力分析等工作奠定了墓础。但在其具体设计过程中还需充分考虑排屑、冷却、润滑、工具系统刚度和减振等问题,通过错齿结构的合理设计可使钻头受力条件大有改观,提高丁效率,同时也提高了系统的刚度。

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