德國Miller Praezisionswerkzeuge精密刀具公司(Mapal集團成員)開發(fā)了Mega-Quadro-Drill和Giga-Drill兩種整體硬質(zhì)合金四棱帶鉆頭,前者為二個切削刃的鉆頭,后者為四個切削刃的鉆頭型肥。與傳統(tǒng)的二切削刃二棱帶鉆頭相比,四棱帶鉆頭可以明顯提高孔的加工質(zhì)量,降低孔的加工成本哮内。下面分別介紹這兩種鉆頭的應(yīng)用實例,從中可以認識到它們的優(yōu)良性能嘶款。

Mega-Quadro-Drill鉆頭

兩切削刃的Mega-Quadro-Drill鉆頭有四條棱帶,以下兩個加工實例顯示了該鉆頭對提高鉆孔質(zhì)量的效果枚从。

加工實例1:在GG25灰鑄鐵閥體上鉆孔稳荒。原加工方案為采用φ9.5mm的普通二棱帶鉆頭進行粗加工,切削參數(shù)為:Vc=80m/min,進給量0.2mm/r；然后采用Mapal公司的φ10H7精加工刀具進行精加工榛狮。加工后孔的形狀精度為圓度5μm,圓柱度7μm,不能滿足加工要求很防。后改用φ9.7mm的Mega-Quadro-Drill鉆頭進行粗加工,切削速度由80m/min提高到90m/min,進給量由原來恒定的0.2mm/r改為在開始階段減小為0.15mm/r,以保證位置精度,然后再加大到0.3mm/r。Mega-Quadro-Drill鉆頭粗加工后達到的孔的質(zhì)量和留給精加工的余量使精加工刀具很容易就能達到要求的形狀公差(圓度2～3μm,圓柱度5μm)嫡靠。

加工實例2:在10S20易削鋼閥體上加工螺紋通孔的底徑(φ5.5mm,l=40mm)志凿。原加工方案為采用二棱帶的鉆頭鉆孔,切削速度為60m/min,進給量為0.15mm/r。由于孔的直線度不好,因此必須分別從兩頭進行加工,工件需要兩次裝夾杂飘。后改用Mega-Quadro-Drill鉆頭加工,切削參數(shù)可有較大提高,切削速度為80m/min,進給量開始時采用0.15mm/r,隨后提高到0.30mm/r疏形。由于孔的偏擺量減小到0.03mm,因此工件不必兩次裝夾,可使總的加工時間減少約13%,孔的加工質(zhì)量提高,無接刀痕跡。

Giga-Drill鉆頭

Giga-Drill鉆頭具有四條棱帶和四個切削刃,其中,由兩個切削刃及其棱帶各為一組,分別承擔(dān)粗加工和擴孔加工触咧。通過對兩組切削刃的配置和相應(yīng)的磨削,使該鉆頭具有很高的鉆孔效率和鉆孔精度(可達IT9),可實現(xiàn)高效加工衩凤。在實芯鋁材上鉆孔時,切削速度高達200m/min,進給量達1.5mm/r,并可獲得很好的鉆孔質(zhì)量(包括表面質(zhì)量唤邻、圓度以及尺寸一致性),即使是加工非連續(xù)孔也能獲得相同的效果。下面是該鉆頭的應(yīng)用實例掸绞。

加工實例1:用直徑φ24mm泵三、總長203mm的Giga-Drill鉆頭加工由AlSi9鋁制造的V8/V12汽缸蓋上預(yù)鑄的火花塞孔,孔的長度為120mm,其開始部分的10mm是在5°～7°的斜面上。采用的切削參數(shù)見表1衔掸。

表1 切削參數(shù)
孔深(mm)-進給速度(mm/min)-切削速度(m/min)-進給量(mm/r)-鉆削時間(s)
開始階段:10-350-125-0.18-1.7
后續(xù)階段:110-4000-250-1.2-1.6

Giga-Drill鉆頭的加工壽命長達9000個孔,首次實現(xiàn)了火花塞孔的無故障加工,使以前在加工中產(chǎn)生強烈顫振甚至鉆頭折斷的情況不再出現(xiàn)烫幕。

加工實例2:加工由GG25鑄鐵制造的控制閥閥體孔,將原來的鉆孔加工全部改為用Giga系列鉆頭加工后,使加工成本顯著降低,在最佳狀態(tài)下每年可為用戶節(jié)省3萬多歐元。

第一道工序是加工直徑φ8.7mm的法蘭孔,原來采用普通整體硬質(zhì)合金鉆頭加工,轉(zhuǎn)速3600r/min,進給量0.2mm/r,鉆頭壽命為15000件敞映。改用Giga-Drill鉆頭后,進給量提高了約1.5倍,達到0.5mm/r,轉(zhuǎn)速不變,鉆頭壽命未降低纬霞。

然后加工φ20.6mm和φ25.2mm帶臺階的主孔,常規(guī)加工需要兩道工序,在轉(zhuǎn)速1800r/min、進給量0.2mm/r的條件下,刀具壽命為1500件驱显。改用Giga-Drill鉆頭后,加工主孔只需一道工序,進給量提高到0.4mm/r或0.6mm/r,刀具壽命提高了4倍。

接著加工φ5.5/6mm的調(diào)節(jié)孔,原來采用普通整體硬質(zhì)合金鉆頭,進給量為0.04mm/r,轉(zhuǎn)速為4400r/min,鉆頭壽命為900件瞳抓。改用Giga-Drill鉆頭加工,進給量提高到0.06mm/r,鉆頭壽命提高了15倍埃疫。

下一道工序是加工φ6mm的固定孔。以前采用普通整體硬質(zhì)合金鉆頭加工,轉(zhuǎn)速為6500r/min,進給量0.04mm/r,加工質(zhì)量不能令人滿意,孔的偏心很嚴(yán)重孩哑。改用Giga-Drill鉆頭后,轉(zhuǎn)速不變,進給量加倍,鉆頭壽命從5000件提高到8500件,孔的質(zhì)量符合要求栓霜。

最后加工帶臺階的固定孔(φ9.8/φ10.5mm)。原工藝采用整體硬質(zhì)合金階梯鉆加工,轉(zhuǎn)速3250r/min,進給量0.2mm/r,鉆頭壽命為5000件,由于孔的中心嚴(yán)重偏移,在隨后的鉸孔工序中出現(xiàn)了廢品横蜒。改用Giga-Drill鉆頭加工后,孔的質(zhì)量完全符合要求,不再出現(xiàn)廢品胳蛮。同時進給量提高到0.4mm/r,鉆頭壽命提高1倍,達到10000件。上述加工效果促使該用戶采用了40多種Giga-Drill鉆頭候铸。

加工實例3:應(yīng)用Giga-Drill鉆頭加工6汽門和4汽門汽缸蓋的連接螺栓孔迄岸。工件材料為GG25鑄鐵,孔徑為φ13mm,長度為40mm,采用SK40刀柄。原來采用普通二棱帶鉆頭加工,轉(zhuǎn)速2450r/min(Vc=100.2m/min),進給速度650mm/min,加工一個4汽門缸蓋上的孔需要約70秒,加工一個6汽門缸蓋上的孔需要95秒,鉆頭壽命為1250個孔(相當(dāng)于鉆削長度50m)眨额。

改用Giga-Drill鉆頭后,4汽門缸蓋孔的加工時間縮短為36秒,6汽門缸蓋孔的加工時間縮短為52秒,按平均產(chǎn)量計算可節(jié)省500個小時的加工時間苗泰。四棱帶Giga-Drill鉆頭采用的轉(zhuǎn)速為2000r/min,進給速度為1200mm/min,鉆頭壽命達到140m,幾乎是二棱帶鉆頭的3倍。

需要指出,如果用戶選用鉆頭時僅僅考慮采購價格,那么Giga-Drill鉆頭就沒有優(yōu)勢,因為無論是采購價格還是重磨費用,Giga-Drill鉆頭都高于普通二棱帶鉆頭笋再。但考慮到工件全年產(chǎn)量所需的全部加工成本,那么應(yīng)用Giga-Drill鉆頭一年可節(jié)省40000歐元以上,加工連接螺栓孔的費用可降低約30%莲轮。

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