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[選用硬質合金鉆頭應考慮的因素]
發布日期:[2019/10/31] 共閱[28]次

一直認為鉆削加工必須在較低的進給量和切削速度下進行,這種觀點在使用普通鉆頭的加工條件下曾經是正確的。如今,隨著硬質合金鉆頭的出現,鉆削加工的概念也發生了變化。


事實上,通過正確選用合適的硬質合金鉆頭,可以大幅度提高鉆削生產率,降低每孔加工成本。


硬質合金鉆頭分為四種基本類型:


整體硬質合金鉆頭、硬質合金可轉位刀片鉆頭、焊接式硬質合金鉆頭和可更換硬質合金齒冠鉆頭。那么,在選擇硬質合金鉆頭時應該注意些什么呢?




1.加工精度


選用硬質合金鉆頭時,首先需要考慮鉆削加工的尺寸精度要求。一般來說,被加工孔徑越小,其公差也越小。因此,鉆頭制造商通常根據被加工孔的名義直徑尺寸對鉆頭進行分類。在上述四種類型的硬質合金鉆頭中,整體硬質合金鉆頭的加工精度zui高(φ10mm整體硬質合金鉆頭的公差范圍為0~0.03mm),因此它是加工高精度孔的較佳選擇;焊接式硬質合金鉆頭或可更換硬質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;安裝硬質合金可轉位刀片的鉆頭比較適合重載粗加工,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,公差范圍為0~0.3mm(取決于鉆頭的長徑比),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。


2.加工穩定性


除了考慮鉆孔精度要求外,選擇鉆頭時還需考慮加工機床的穩定性。機床穩定性對于鉆頭的安全使用壽命和鉆孔精度至關重要,因此需要仔細檢驗機床主軸、夾具及附件的工作狀態。


此外,還應考慮鉆頭自身的穩定性。例如,整體硬質合金鉆頭剛性較好,因此可達到很高的加工精度。而硬質合金可轉位刀片鉆頭的結構穩定性較差,容易發生偏斜。這種鉆頭上安裝了兩片可轉位刀片,其中內刀片用于加工孔的中心部分,外刀片則加工從內刀片至外徑處的外緣部分。由于在加工初始階段只有內刀片進入切削,鉆頭處于不穩定狀態,極易引起鉆體偏斜,且鉆頭越長,偏斜量越大。因此,在使用長度超過4D的硬質合金可轉位刀片鉆頭進行鉆削加工時,在開始鉆進階段時應適當減小進給量,進入穩定切削階段后再將進給率提高到正常水平。


焊接式硬質合金鉆頭和可更換硬質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,這種具有高穩定性的切削刃設計使其在切入工件時不需要減小進給率,只有當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、鉆出時將進給率減小30%~50%。由于此類鉆頭的鋼制鉆體可產生微小變形,因此非常適合用于車床加工;而整體硬質合金鉆頭由于脆性較大,用于車床加工時較易折斷,尤其當鉆頭定心狀況不佳時更是如此。


3.排屑與冷卻液


排屑是鉆削加工中不容忽視的問題。事實上,鉆削加工中遇到較多的問題就是排屑不暢(加工低碳鋼工件時尤其如此),且無論使用何種鉆頭均無法回避這一問題。加工車間經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的情況下才有效。此外,必須選用與鉆頭直徑相匹配、合適的冷卻液種類、流量和壓力。對于沒有安裝主軸內冷卻系統的機床,則應使用冷卻液導管。被加工的孔越深,排屑就越困難,需要的冷卻液壓力也越大,因此應保證鉆頭制造商推薦的zui小冷卻液流量,如冷卻液流量不足,則需要減小加工進給量。


4.每孔加工成本


生產率或每孔加工成本是影響鉆孔加工較重要的因素。為提高生產率,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,并開發可實現高進給、高轉速加工的鉆削刀具。


新開發的可更換硬質合金齒冠鉆頭具有優異的加工經濟性。鉆頭磨損后,用戶不必更換整個鉆體,只需更換硬質合金齒冠即可,其購買費用只相當于焊接式或整體硬質合金鉆頭重磨一次的費用。硬質合金齒冠更換容易且重復性精度極高,加工車間可用一支鉆體配備多個齒冠,以加工不同孔徑尺寸的孔。這種模塊化的鉆削系統可減少直徑12~20mm鉆頭的編目費用,同時還可節省對焊接式或整體硬質合金鉆頭進行重磨時需要的備份刀具費用。


在考慮每孔加工成本時,還應將鉆頭的總壽命計算在內。一般來說,一支整體硬質合金鉆頭只能重磨7~10次,一支焊接式硬質合金鉆頭只能重磨3~4次,而可更換硬質合金齒冠鉆頭在加工鋼料時,其鋼制鉆體至少可更換齒冠20~30次。


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