硬質(zhì)合金鉆頭的合理選用
發(fā)布日期:2011-11-25 蘭生客服中心 瀏覽:4210
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,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。
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。這種鉆頭采用自定心幾何刃型,切削力小,對大多數(shù)工件材料均可實(shí)現(xiàn)良好的切屑控制,加工出的孔表面光潔度 好,尺寸精度和定位精度都很高,不必再進(jìn)行后續(xù)精加工。該鉆頭采用內(nèi)冷卻方式,可用于 加工中心、CNC車床或其它高剛性、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。它由鋼制鉆體和可更換的整體硬質(zhì) 合金齒冠組合而成,與焊接式硬質(zhì)合金鉆頭相比,其加工精度不相上下,但由于齒冠可更換 ,因此可降低加工成本,提高鉆削生產(chǎn)率。這種鉆頭可獲得精確的孔徑尺寸增量并具有自定 心功能,因此孔徑加工精度很高。
Seco-Carboloy公司開發(fā)的CrownLoc鉆頭的連接機(jī)構(gòu)。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。同時,這種鎖緊機(jī)構(gòu)只有唯一的正確配合位置,使齒冠易于 安裝到與之匹配的拉桿上,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,齒冠/鉆體組合體相互牢固鎖緊,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。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,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、刃帶寬度和倒錐角的通用幾何刃 型,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,適合加工鑄 鐵材料;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。選用硬質(zhì)合金鉆頭的考慮因素
加工精度
選用硬質(zhì)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(jù)被加工孔的名義直徑尺寸對鉆頭進(jìn)行分類。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),因此它是加工高精度孔的最佳選擇;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;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,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。
加工穩(wěn)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(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(yàn)機(jī)床主軸、夾具及附件的工作狀態(tài)。 此外,還應(yīng)考慮鉆頭自身的穩(wěn)定性。例如,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。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,容易發(fā)生偏斜。這種鉆頭上安裝 了兩片可轉(zhuǎn)位刀片,其中內(nèi)刀片用于加工孔的中心部分,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,鉆頭處于不穩(wěn)定狀態(tài),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(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片鉆頭進(jìn)行 鉆削加工時,在開始鉆進(jìn)階段時應(yīng)適當(dāng)減小進(jìn)給量,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,這種具有高穩(wěn)定性的切削刃設(shè)計(jì)使其在切入工件時不需要減小進(jìn)給率,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、鉆出時將進(jìn)給率減小30%~50%。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;而 整體硬質(zhì)合金鉆頭由于脆性較大,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。
排屑與冷卻液
排屑是鉆削加工中不容忽視的問題。事實(shí)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),且無論使用何種鉆頭均無法回避這一問題。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。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(nèi)冷卻系統(tǒng)的機(jī)床,則應(yīng)使用冷卻液導(dǎo)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(yīng)保證鉆頭制造商推薦的最小冷卻液流量,如冷卻液流量不足,則需要減小加工進(jìn)給量。
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。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,并開發(fā)可實(shí)現(xiàn)高進(jìn)給、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。鉆頭磨損后,用戶不必更換整 個鉆體,只需更換硬質(zhì)合金齒冠即可,其購買費(fèi)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(fèi)用。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,以加工不同孔徑尺寸的孔。這種模塊化的鉆削系統(tǒng)可減少直徑12~20mm鉆頭的編目費(fèi)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(fèi)用。
在考慮每孔加工成本時,還應(yīng)將鉆頭的總壽命計(jì)算在內(nèi)。一般來說,一支整體硬質(zhì)合金鉆頭 只能重磨7~10次,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,其鋼制鉆體至少可更換齒冠20~30次。
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,車間在使用這種鉆頭時傾 向于采用較低的切削參數(shù),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 ,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。
在許多情況下,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。此外,如重磨過程中對切削刃 處理不當(dāng),可能使刃口容易破損、鉆削扭矩和鉆削力加大、切削熱增加,從而導(dǎo)致鉆頭壽命 縮短。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。
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