制造工程、工艺装备
数控机床钻削不锈钢深孔编程
赵战峰，战祥乐，余尚行
（广东轻工职业技术学院，广东广州510300)
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摘要：文中通过对不锈钢钻削实践的总结和分析，结合不锈钢的钻削特性，设计了数控机床用的不锈钢钻削循环。经过实
践检验，在不锈钢上钻削通孔时，使用该循环可以大幅提高刀具耐用度。关键词：钻孔循环不锈钢深孔钻削、塑性变形数控机床
中图分类号：TG527
文献标识码：B
文章编号：10026886(2011)03002103
ProgrammingforCNCMachineToolsDrillingStainlessSteelDeepHole
ZHAO Zhanfeng,ZHAN Xiangle, YU Shangxing
Abstract : In this paper, through summarizing and analyzing the practice of stainless steel drilling, combining with the characteris-tics of stainless steel, design the stainless steel drilling cycle for CNC machine tools., Proven, to drill through-hole in stainless steel, u-sing this cycle can dramatically increase tool durability.
Key words;drilling cycle;drilling deep hole in stainless steel ;plastic deformation;CNC machine tools
0前言
各种不锈钢具有特殊的机械性能和耐蚀性能，广泛应用于航空、航天、化工、石油、建筑、医疗器械及食品工业中。
一直以来，不锈钢都属于难以加工的材料，与普通碳钢相比，其相对切削加工性能比在0.4~0.6之间，而钻削加工属于半封闭式加工，比其他切削加工更加困难。国内外的学者对不锈钢的加工性能进行了大量的研究，其难以钻削的原因主要有：
1)不锈钢材料伸长率大，塑性变形大，韧性高，切屑不易折断，常缠绕在钻头上，既不安全，又影响了生产效率的提高，很不适合在数控机床上自动钻孔；加工硬化现象严重1.抗切削力约比45钢高25%。
2)不锈钢导热系数小，约为45钢的1/3。钻削时除一部分切削热由切屑带走外，相当多的热量则来不及从工件传导出去，从而集中在钻头刃口处，加大了切削刃的热负荷，致使切削刃在高温作用下，加速了磨损，或失去应有的切削性能。
3)由于切削温度高，加工硬化严重，加上不锈钢中有碳化物(TC)等，形成硬质夹杂物，又易于使具发生冷焊，故刀具磨损快，使用寿命降低2。
可见不锈钢钻孔加工有其自身的特点，必须有适合其特点的钻孔循环，以适应数控机床自动加工的要求，提高加工效率和刀具寿命。
对于不锈钢等塑性、韧性大的材料，钻透时产生很大塑性变形
(图1)。用的钻头钻削304不锈钢，当刀尖超过工件下底面0.5 mm时.工件产生的塑性变形见图2：钻透时产生的残料见图3。
钻透过程的塑性变形过程见图4。图4(a）即将钻穿，仅留下一薄层金属：图4(b)刀具继续进给，这层金属在切削力的作用下发生塑性变形，刀刃几乎不能切削到金属，由于摩擦，温度急剧升高，材料加工硬化加剧，刀具前端摩擦严重：图4（c）刀具继
塑性变
图1钻造时的塑性变形图2即将钻透时的望性变形
图3钻遗时的残料
续进给，在轴向力的作用下，金属达到拉伸极限破裂，刀具穿出。这个过程虽然很短暂，但是对刀具的损害很大。我
实验，使用通用的断屑钻孔循环，加工参数于=0.12mm/r、 n=1000z/min，孔深9mm，试验10把钻头，钻削时出现异