圖1  當(dāng)這種鉆頭旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，鉆頭上安裝的鑲刀片夾套會(huì)進(jìn)行重疊的切削加工暑认，但每次只切除一部分材料膳音，以使其達(dá)到最終的精加工直徑召衔。這種配置使切削力均勻地分布在兩個(gè)夾套之間，從而降低了對(duì)主軸的整體負(fù)荷祭陷，提高了對(duì)金屬的切削率

　　在難加工材料的加工應(yīng)用領(lǐng)域中苍凛，安裝在這一車間標(biāo)準(zhǔn)IC鉆頭上的鑲刀片偶爾會(huì)發(fā)生故障，從而造成整個(gè)鉆頭的斷裂兵志。這種情況就要求加工車間儲(chǔ)備各種大量昂貴的庫(kù)存替換用刀具醇蝴，以滿足不同大小孔徑鉆削加工的需要。聯(lián)盟機(jī)械工程公司發(fā)明了革命性的創(chuàng)新鉆頭萝轰，這種鉆頭的好處是可以讓加工車間調(diào)節(jié)其直徑推吼，這樣，只需一個(gè)鉆頭就可鉆削加工不同大小的各種孔徑疹咕，同時(shí)刀具前端能夠更換鑲刀片的夾套能夠防止刀具本身的鑲刀片發(fā)生故障贮殊。

　　大部分生產(chǎn)可分度、碳化物硬質(zhì)合金（IC）鉆頭的制造商可提供一系列型號(hào)的鉆頭铲恃，用于加工不同大小的孔徑夫咏。對(duì)于許多加工車間來(lái)說(shuō)，這常常意味著需要購(gòu)置很多種不同的鉆頭四雏，每種都需要裝上其自己適用的鑲刀片勿见，才能在一系列零件上鉆削加工不同大小的孔徑。隨著庫(kù)存量的增加舷咆，其成本費(fèi)用也隨之提高爬搓，尤其當(dāng)車間需要庫(kù)存足夠的刀具和鑲刀片的時(shí)候，因?yàn)樵?a target="_blank" class="mmstipl3" href="http://www.atkqc.com/holemaking/">鉆孔操作發(fā)生故障而報(bào)廢的鉆頭需要及時(shí)更換唐唉。

　　聯(lián)盟機(jī)械工程公司（在俄亥俄州的Dover市）最近引進(jìn)了一種具有革命性的創(chuàng)新鉆頭唠鹅。這種以“不變應(yīng)萬(wàn)變”的創(chuàng)新鉆頭，其直徑的設(shè)計(jì)是可調(diào)的酌摇，用戶只需要一個(gè)鉆頭就可以切削加工各種不同大小的孔徑（圖1）膝舅。在Allied公司，一位來(lái)自俄亥俄州JLG工業(yè)公司的客戶Orrville先生說(shuō)窑多，這種鉆頭不但幫助我們解決了庫(kù)存量過(guò)多的問(wèn)題仍稀，而且也降低了庫(kù)存費(fèi)用。鉆頭上鑲刀片的幾何形狀和獨(dú)特的涂層也幫助車間提高了刀具的使用壽命埂息、進(jìn)給速度和加工速度技潘，同時(shí)也減少了機(jī)床的停工時(shí)間。

　　在Orrville工廠約300000ft2 (1ft2=0.093m2)的廠房?jī)?nèi)千康，JLG公司為重型建設(shè)享幽、倉(cāng)庫(kù)配售、商務(wù)零售、其他行業(yè)及軍工企業(yè)生產(chǎn)和提供起重設(shè)備值桩。該車間為遠(yuǎn)距離運(yùn)輸設(shè)備摆霉、杠桿式升降機(jī)、機(jī)場(chǎng)操作平臺(tái)奔坟、備料揀選設(shè)備及其他這類設(shè)備在其賓夕法尼亞州McConnellsburg市母公司的最后組裝提供了已加工好的零件携栋。該公司的550名雇員將預(yù)先成形的原材料組裝在一起，然后用機(jī)器人進(jìn)行焊接偎旱、加工和進(jìn)行粉末噴涂或通過(guò)噴漆工藝加工船庐。

　　JLG公司內(nèi)的大多數(shù)加工涉及到銷釘孔的鉆削加工，這些銷釘孔主要用于組裝過(guò)程中的零件連接抬爷。在這些應(yīng)用領(lǐng)域或祖，該車間采用了6臺(tái)臥式鏜銑床：一臺(tái)由Mazak公司（在肯塔基州的Florence市）提供的10800型HMC臥式加工中心，和5臺(tái)由Machining Systems加工系統(tǒng)公司（在密執(zhí)安州的Howell市）提供的HMC 200型臥式加工中心留嫩，這些都屬于大型機(jī)床——在其切削區(qū)內(nèi)有足夠站立一個(gè)人的空間。

　　該公司生產(chǎn)的零件壁厚往往可達(dá)到3 in彭撑。在加工這類零件時(shí)絮檀，常常涉及到多層焊接板的切削加工問(wèn)題——在鉆削加工應(yīng)用領(lǐng)域中，這是一個(gè)特別容易出現(xiàn)問(wèn)題的區(qū)域蜈藏。當(dāng)公司采用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的IC鉆頭加工這樣的一個(gè)零件時(shí)卜陵，由于遠(yuǎn)距離處理設(shè)備的框架元件由硬度為220~240 BHN的ASTM A-36鋼板制成，因此要預(yù)測(cè)刀具的使用壽命有一定的困難迂雪。JLG公司的CNC數(shù)控加工機(jī)床加工調(diào)度Mike Kalina先生說(shuō)开贼，一個(gè)鑲刀片或許可以連續(xù)加工10個(gè)零件，也許只能加工一個(gè)零件就斷裂了皆疹。此外疏橄，該公司在刀具消耗方面曾經(jīng)付出過(guò)高昂的代價(jià)，因?yàn)殍偟镀臄嗔淹馕吨麄€(gè)刀具需要更換略就。

圖2  從這一圖中可以看到捎迫，用戶只需經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的幾步操作，就可完成鉆頭直徑的調(diào)節(jié)設(shè)置

　　Kalina先生解釋說(shuō)：“如果鑲刀片斷裂表牢，鉆頭就將報(bào)廢窄绒，其刀座面需重新加工平整。我們的切削加工只進(jìn)行到一半崔兴，鑲刀片突然斷裂彰导。此時(shí)，操作員只能立即按動(dòng)停止按鈕敲茄，原來(lái)的刀座將自動(dòng)抹平位谋。”

　　況且，鉆頭及其鑲刀片的價(jià)格都相當(dāng)昂貴倔幼，公司必須具有大量的庫(kù)存使谋，以便及時(shí)更換斷裂的刀具。及時(shí)交貨也是一個(gè)現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題——讓一個(gè)車間為一個(gè)新的鉆頭等待6~8周的時(shí)間是非同一般的事情坷磷。為了解決這些困難問(wèn)題度攘，該加工車間轉(zhuǎn)向聯(lián)盟機(jī)械工程公司訂購(gòu)鉆頭和鏜刀，因?yàn)檫@是一家許多公司訂購(gòu)刀具的長(zhǎng)期供貨商竹坝。Allied公司的現(xiàn)場(chǎng)銷售工程師Eric Derheimer先生經(jīng)常拜訪這一車間嘱杆，以維持其工藝的連續(xù)性，并建議他們采用刀具制造商新近改革創(chuàng)新的鉆頭磷兢，幫助他們解決操作問(wèn)題杭嚷、削減生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率狭龄。

　　像其他的IC鉆頭那樣嚣咕，革命性的創(chuàng)新鉆頭可直接切削加工實(shí)心的材料，不用導(dǎo)向套蜘傻。然而绷咳，對(duì)于JLG公司而言，其主要優(yōu)點(diǎn)是琅翻，該鉆頭的鑲刀片安裝在兩個(gè)可更換的夾套之中位仁，其中一個(gè)可以按照切削孔徑在0.2 in的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)（圖2）。這一特點(diǎn)可以允許加工車間只需購(gòu)置較少數(shù)量的鉆孔刀具方椎，就能夠在后框架的零件上加工各種不同大小的孔徑聂抢。如果刀片斷裂，操作員只要簡(jiǎn)單地更換損壞的鑲刀片夾套就足夠了棠众，不需要讓整個(gè)刀具報(bào)廢琳疏，從而進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本。Derheimer先生說(shuō)摄欲，如果車間需要更換轿亮，Allied公司可以在一天之內(nèi)交付其使用。

　　Derheimer先生說(shuō)：“客戶不需要庫(kù)存大量的刀具胸墙，因?yàn)槲覀儗⑺心切┬枰臇|西都存放在Allied公司了我注。我們一般告訴他們?cè)谪浖苌洗娣乓惶最~外的夾套，如果他們需要時(shí)迟隅，可以在第二天向他們訂購(gòu)一套新的夾套但骨。”

　　所訂購(gòu)的鉆頭分為幾種不同的尺寸智袭，與其鉆孔的直徑相配合籍纸，其直徑范圍從1.875~4 in剿夫。不像JLG公司以前使用過(guò)的IC鉆頭那樣，所有改革創(chuàng)新的鉆頭使用同樣的鑲刀片烹驰，這樣就進(jìn)一步削減了刀具的庫(kù)存數(shù)量姓拂。Kalina先生說(shuō)：“我可以將我的鑲刀片庫(kù)存量縮減到一種類型，再另加幾種夾套魄蔗。其所節(jié)約的生產(chǎn)成本是非澈撸可觀的——您可以在任何時(shí)候削減刀具的庫(kù)存，這是一件不容忽視的大事肆洽∫茁椋”

　　首先，這種鉆頭不但使損壞刀具的更換更加容易和經(jīng)濟(jì)社咒，而且還減少了刀具發(fā)生故障的可能性秽祷。加工車間原先使用的老式IC鉆頭，其發(fā)生斷裂的大部分問(wèn)題在于其方形鑲刀片的粗糙幾何形狀位俩，這給加工后框架元件疊層板增加了困難矗寂。這種加工不是一種干凈利落的切削，鉆頭往往會(huì)將切削的材料向前推進(jìn)到兩板之間的焊點(diǎn)上勇蝙，形成一個(gè)額外材料的“圓盤”赠摇。這一“圓盤”將會(huì)圍繞著刀具旋轉(zhuǎn)，使其無(wú)法穿透第二層板浅蚪，其積聚的熱量足以使鑲刀片斷裂，并損壞刀具烫罩。

圖3  這一革命性的創(chuàng)新鉆頭采用三角形鑲刀片設(shè)計(jì)惜傲，它比其他鑲刀片的幾何形狀，能產(chǎn)生更小和更易管理的切屑

　　除了給堆疊板材的切削加工造成困難之外贝攒，由于鉆頭的設(shè)計(jì)實(shí)際上會(huì)導(dǎo)致操作員造成誤差盗誊，因而會(huì)使斷裂問(wèn)題進(jìn)一步惡化。鑲刀片可能會(huì)以錯(cuò)誤的配置方式安裝隘弊，雖然其仍然安然無(wú)恙地安裝在鉆頭體之內(nèi)哈踱，但其錯(cuò)誤往往在其發(fā)生斷裂的時(shí)候才被發(fā)現(xiàn)。Kalina先生說(shuō)：“這就是我們?yōu)楹稳∠麕追N刀具的原因梨熙。操作員可能會(huì)以不正確的方式安裝一個(gè)鑲刀片开镣，而他本人則一無(wú)所知。當(dāng)我們不得不更換整個(gè)鉆頭的時(shí)候锯忱，才真相大白常籍。”

　　改革創(chuàng)新的鉆頭采用三角形鑲刀片闰妓，只有在處于正確的配置位置時(shí)锨圣，才能安裝到鉆頭體上陕绢，從而減少了因操作員的錯(cuò)誤而造成刀具斷裂的風(fēng)險(xiǎn)（圖3）。Derheimer先生說(shuō)骗采，與安裝在老式鉆頭上的方形鑲刀片相比闯揪，這種三角形鑲刀片所形成的切屑較小、更易于管理词趾。此外避某，這種幾何形狀具有足夠的穿透率，可以干凈利落地切透在元件疊層板之間焊點(diǎn)處形成的額外材料的圓盤法洼。同時(shí)洼荡，Allied公司的專用AM200涂層有助于減少熱量的聚積。

　　由于采用了這一革命性的創(chuàng)新鉆頭眠琴，該車間發(fā)現(xiàn)下质，不但刀具的使用壽命延長(zhǎng)了，而且其壽命也更加容易預(yù)測(cè)诞仓。Kalina先生說(shuō)缤苫，確切地知道鑲刀片在斷裂前能夠加工多少個(gè)零件是非常有用的，這可讓操作員避免等待按動(dòng)緊急停車按鈕墅拭，不會(huì)像使用以前的鉆頭那樣活玲，“傻等”著進(jìn)行刀具斷裂時(shí)的那種操作。由于鑲刀片的特殊幾何形狀及其表面的涂層谍婉，JLG公司提高了刀具的加工速度和進(jìn)給速度舒憾，分別從原來(lái)的829 r/min和1.4 ipm提高到1400 r/min和3 ipm。

　　當(dāng)Derheimer先生首次將這一技術(shù)應(yīng)用于測(cè)試時(shí)穗熬，他只花了幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間镀迂，幫助JLG公司找到了該鉆頭進(jìn)給速度與加工速度的“最佳點(diǎn)”。Kalina先生說(shuō)：“現(xiàn)在鉆頭加工出來(lái)的切屑就像從割草機(jī)中出來(lái)的草葉那樣唤蔗√阶瘢”由于這種鉆頭在后框架元件的加工中給人留下了深刻的印象和獲得了巨大成功，現(xiàn)在妓柜，他正在設(shè)法將其應(yīng)用于其他領(lǐng)域箱季。他補(bǔ)充說(shuō)：“所更換零件的價(jià)格非常便宜，而且也易于調(diào)節(jié)—這確實(shí)是一種奇妙的鉆削工具寸纠■ㄐ郏”

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