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電站工礦備件的深孔加工是重機行業(yè)中常見的也是較復雜的工藝過程。目前發(fā)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(nèi)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(yōu)點。但在進行深孔加工時,扁鉆的工作環(huán)境封閉、惡劣;同時,由于操作者無法觀察扁鉆的工作狀態(tài),加工時易出現(xiàn)切削熱過于集中而燒刀的現(xiàn)象。因此,對傳統(tǒng)扁鉆的結構進行改進勢在必行。

傳統(tǒng)扁鉆的材質(zhì)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(wěn),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(xiàn)象的發(fā)生,使扁鉆整體報廢。

1、標準扁鉆主切削刃上各點處的前角數(shù)值內(nèi)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(chǎn)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。

由上述分析可知,傳統(tǒng)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(zhì)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(zhì)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(zhì)合金刀片磨損后,可通過頂絲和楔塊調(diào)整刀片的伸出量,使刀片重復使用。