硬質(zhì)合金鉆頭的選用
過去口注,人們一直認(rèn)為鉆削加工必須在較低的進(jìn)給量和切削速度下進(jìn)行找筝,這種觀點在使用普通 鉆頭的加工條件下曾經(jīng)是正確的禽篱。如今囚企,隨著硬質(zhì)合金鉆頭的出現(xiàn)丈咐,鉆削加工的概念也發(fā)生 了變化。事實上,通過正確選用合適的硬質(zhì)合金鉆頭棵逊,可以大幅度提高鉆削生產(chǎn)率伤疙,降低每孔加工成本。
硬質(zhì)合金鉆頭的基本類型
可供用戶選擇的硬質(zhì)合金鉆頭分為四種基本類型:整體硬質(zhì)合金鉆頭辆影、硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片 鉆頭徒像、焊接式硬質(zhì)合金鉆頭和可更換硬質(zhì)合金齒冠鉆頭。每種鉆頭都具有適合特定加工條件的優(yōu)點蛙讥。
整體硬質(zhì)合金鉆頭
整體硬質(zhì)合金鉆頭適于在先進(jìn)的加工中心上使用锯蛀。這種鉆頭采用細(xì)顆粒硬質(zhì)合金材料制造, 為延長使用壽命键菱,還進(jìn)行了TiAlN涂層處理谬墙,專門設(shè)計的幾何刃型使鉆頭具有自定心功能, 在鉆削大多數(shù)工件材料時具備良好的切屑控制及排屑性能经备。該鉆頭的自定心功能和嚴(yán)格控制 的制造精度可確庇恚孔的鉆削質(zhì)量,鉆削后不需再進(jìn)行后續(xù)精加工瞒脆。
硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片鉆頭
安裝硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片的鉆頭可加工孔徑范圍很廣衷谋,加工深度范圍為2D~5D(D為孔徑),可應(yīng)用于車床和其它旋轉(zhuǎn)加工機(jī)床纺闷。
焊接式硬質(zhì)合金鉆頭
焊接式硬質(zhì)合金鉆頭是在鋼制鉆體上牢固焊接一個硬質(zhì)合金齒冠制成榜寸。這種鉆頭采用自定心幾何刃型,切削力小需复,對大多數(shù)工件材料均可實現(xiàn)良好的切屑控制怠竞,加工出的孔表面光潔度 好,尺寸精度和定位精度都很高拓郑,不必再進(jìn)行后續(xù)精加工哨遭。該鉆頭采用內(nèi)冷卻方式,可用于 加工中心节霸、CNC車床或其它高剛性骑跳、高轉(zhuǎn)速機(jī)床。
可更換硬質(zhì)合金齒冠鉆頭
可更換硬質(zhì)合金齒冠鉆頭是近年開發(fā)的新一代鉆削刀具怒医。它由鋼制鉆體和可更換的整體硬質(zhì) 合金齒冠組合而成炉抒,與焊接式硬質(zhì)合金鉆頭相比,其加工精度不相上下稚叹,但由于齒冠可更換 焰薄,因此可降低加工成本,提高鉆削生產(chǎn)率扒袖。這種鉆頭可獲得精確的孔徑尺寸增量并具有自定 心功能塞茅,因此孔徑加工精度很高佳镜。
鉆體與硬質(zhì)合金齒冠之間 采用精密磨制的互鎖V形槽連接機(jī)構(gòu)相互鎖緊,可確保鉆頭組合體具有與焊接式硬質(zhì)合金鉆 頭相同的尺寸精度和整體剛性凡桥。同時,這種鎖緊機(jī)構(gòu)只有唯一的正確配合位置蚀同,使齒冠易于 安裝到與之匹配的拉桿上缅刽,從而可保證更換齒冠時的重復(fù)定位精度。當(dāng)通過鎖緊螺釘拉緊拉 桿時蠢络,齒冠/鉆體組合體相互牢固鎖緊衰猛,其連接剛度足以勝任大進(jìn)給、高轉(zhuǎn)速的高生產(chǎn)率孔 加工要求刹孔。Seco-Carboloy公司采用先進(jìn)的注射成型工藝制造的硬質(zhì)合金齒冠具有極高的材 質(zhì)均勻性忧绊,使齒冠具有均勻的強(qiáng)度和統(tǒng)一的熱變形性能。Seco公司目前可提供三種特定幾何 刃型的CrownLoc鉆頭:第一種是具有常規(guī)的刃口鈍化半徑缓贤、刃帶寬度和倒錐角的通用幾何刃 型基列,適合加工大多數(shù)型號的鋼材料;第二種是具有較寬刃帶和倒棱的幾何刃型卿黍,適合加工鑄 鐵材料军笑;第三種幾何刃型可減少切削熱和加工硬化,適合加工不銹鋼和超級合金材料见拴。
選用硬質(zhì)合金鉆頭的考慮因素
選用硬質(zhì)合金鉆頭時擅暴,首先需要考慮鉆削加工的尺寸精度要求。一般來說馒毙,被加工孔徑越小 项栈,其公差也越小。因此疫壕,鉆頭制造商通常根據(jù)被加工孔的名義直徑尺寸對鉆頭進(jìn)行分類映检。在 上述四種類型的硬質(zhì)合金鉆頭中,整體硬質(zhì)合金鉆頭的加工精度最高(φ10mm整體硬質(zhì)合 金 鉆頭的公差范圍為0~0.03mm)只磷,因此它是加工高精度孔的最佳選擇经磅;焊接式硬質(zhì)合金鉆頭 或可更換硬質(zhì)合金齒冠鉆頭的公差范圍為0~0.07mm,比較適合一般精度要求的孔加工钮追;安 裝硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片的鉆頭比較適合重載粗加工预厌,雖然它的加工成本通常低于其它幾種鉆 頭,但其加工精度也比較低元媚,公差范圍為0~0.3mm(取決于鉆頭的長徑比)轧叽,因此它一般 用于精度要求不高的孔加工,或者通過換裝鏜刀片完成孔的精加工刊棕。
加工穩(wěn)定性
除了考慮鉆孔精度要求外炭晒,選擇鉆頭時還需考慮加工機(jī)床的穩(wěn)定性。機(jī)床穩(wěn)定性對于鉆頭的 安全使用壽命和鉆孔精度至關(guān)重要,因此需要仔細(xì)檢驗機(jī)床主軸网严、夾具及附件的工作狀態(tài)识樱。 此外,還應(yīng)考慮鉆頭自身的穩(wěn)定性震束。例如怜庸,整體硬質(zhì)合金鉆頭剛性最好,因此可達(dá)到很高的 加工精度姚转。而硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片鉆頭的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差谋扼,容易發(fā)生偏斜。這種鉆頭上安裝 了兩片可轉(zhuǎn)位刀片们敢,其中內(nèi)刀片用于加工孔的中心部分咐准,外刀片則加工從內(nèi)刀片至外徑處的 外緣部分。由于在加工初始階段只有內(nèi)刀片進(jìn)入切削慷训,鉆頭處于不穩(wěn)定狀態(tài)消李,極易引起鉆體 偏斜,且鉆頭越長蝉橘,偏斜量越大猫荤。因此,在使用長度超過4D的硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片鉆頭進(jìn)行 鉆削加工時溺察,在開始鉆進(jìn)階段時應(yīng)適當(dāng)減小進(jìn)給量瞭芬,進(jìn)入穩(wěn)定切削階段后再將進(jìn)給率提高到 正常水平。焊接式硬質(zhì)合金鉆頭和可更換硬質(zhì)合金齒冠鉆頭是由兩條對稱切削刃組成可自定 心的幾何刃型矫评,這種具有高穩(wěn)定性的切削刃設(shè)計使其在切入工件時不需要減小進(jìn)給率卜壕,只有 當(dāng)鉆頭傾斜安裝與工件表面成一定傾角切入時例外,此時建議在鉆入烙常、鉆出時將進(jìn)給率減小30%~50%轴捎。由于此類鉆頭的鋼制鉆體可產(chǎn)生微小變形,因此非常適合用于車床加工蚕脏;而 整體硬質(zhì)合金鉆頭由于脆性較大侦副,用于車床加工時較易折斷,尤其當(dāng)鉆頭定心狀況不佳時更 是如此驼鞭。
排屑與冷卻液
排屑是鉆削加工中不容忽視的問題秦驯。事實上,鉆削加工中遇到最多的問題就是排屑不暢(加工低碳鋼工件時尤其如此)挣棕,且無論使用何種鉆頭均無法回避這一問題译隘。加工車間經(jīng)常采用 外部注入冷卻液的方式輔助排屑,但這種方法只有在被加工孔深小于孔徑以及減小切削參數(shù)的情況下才有效洛心。此外固耘,必須選用與鉆頭直徑相匹配题篷、合適的冷卻液種類、流量和壓力厅目。對于沒有安裝主軸內(nèi)冷卻系統(tǒng)的機(jī)床木砾,則應(yīng)使用冷卻液導(dǎo)管。被加工的孔越深修诈,排屑就越困難节拷,需要的冷卻液壓力也越大,因此應(yīng)保證鉆頭制造商推薦的最小冷卻液流量些惑,如冷卻液流量不足,則需要減小加工進(jìn)給量杰趾。
每孔加工成本
生產(chǎn)率或每孔加工成本是影響鉆孔加工最重要的因素鲸锻。為提高生產(chǎn)率,鉆頭制造商正致力于 研究可集成多種操作工序的加工方法稀销,并開發(fā)可實現(xiàn)高進(jìn)給鸡捉、高轉(zhuǎn)速加工的鉆削刀具。
最新開發(fā)的可更換硬質(zhì)合金齒冠鉆頭具有優(yōu)異的加工經(jīng)濟(jì)性栗绝。鉆頭磨損后甚岩,用戶不必更換整 個鉆體,只需更換硬質(zhì)合金齒冠即可涕瘸,其購買費用只相當(dāng)于焊接式或整體硬質(zhì)合金鉆頭重磨 一次的費用涡相。硬質(zhì)合金齒冠更換容易且重復(fù)性精度極高,加工車間可用一支鉆體配備多個齒 冠剩蟀,以加工不同孔徑尺寸的孔催蝗。這種模塊化的鉆削系統(tǒng)可減少直徑12~20mm鉆頭的編目費用 ,同時還可節(jié)省對焊接式或整體硬質(zhì)合金鉆頭進(jìn)行重磨時需要的備份刀具費用育特。
在考慮每孔加工成本時丙号,還應(yīng)將鉆頭的總壽命計算在內(nèi)。一般來說缰冤,一支整體硬質(zhì)合金鉆頭 只能重磨7~10次犬缨,一支焊接式硬質(zhì)合金鉆頭只能重磨3~4次,而可更換硬質(zhì)合金齒冠鉆頭 在加工鋼料時棉浸,其鋼制鉆體至少可更換齒冠20~30次怀薛。
由于焊接式或整體硬質(zhì)合金鉆頭需要重磨,為避免刀具發(fā)生破損迷郑,車間在使用這種鉆頭時傾 向于采用較低的切削參數(shù)乾戏,因此也會影響鉆削生產(chǎn)率。而可更換硬質(zhì)合金齒冠鉆頭不需重磨 三热,車間在加工時可采用最大的進(jìn)給量和切削速度而不必?fù)?dān)心齒冠破損鼓择。
在許多情況下甘虑,由于焊接式或整體硬質(zhì)合金鉆頭重磨后的切削刃形狀和刃口處理狀態(tài)與新鉆 頭難以完全吻合,因此其切削性能也與新鉆頭存在一定差異的讯。此外匪笨,如重磨過程中對切削刃 處理不當(dāng),可能使刃口容易破損某现、鉆削扭矩和鉆削力加大匙桦、切削熱增加,從而導(dǎo)致鉆頭壽命 縮短宋睦。而新型可更換硬質(zhì)合金齒冠鉆頭的工作壽命則更為穩(wěn)定一致阁陌。
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