選用(yòng)硬質合金鑽頭應考慮的因素
一直認(rèn)為鑽削加工必須(xū)在較低的進給量和切削(xuē)速度(dù)下(xià)進行,這種觀點在使用普通鑽頭的加工條件下曾經是正確的。如今,隨著(zhe)硬質合金鑽頭的出現,鑽削加工的概念也發生了(le)變化。
事實上,通過正確選用合(hé)適的(de)硬質合金鑽(zuàn)頭,可以大幅度提(tí)高鑽削生產率(lǜ),降低每孔加工(gōng)成本。
硬質合金鑽頭分為四種基(jī)本類型:
整體硬質合金鑽頭、硬質合金可轉位刀片鑽頭、焊接式硬質合金鑽頭(tóu)和可更換硬質合金齒冠鑽頭。那麽,在選擇(zé)硬質合金鑽頭(tóu)時(shí)應該注意(yì)些什麽呢?
1.加工精度
選用硬質合金(jīn)鑽頭時,首先需要考慮鑽削加工的尺寸精度要求。一般來說,被加工孔徑(jìng)越小(xiǎo),其公差也越小。因此,鑽頭製造商通常(cháng)根據被加工孔的名義直徑尺寸對鑽(zuàn)頭進行分類。在上述四種類型的硬質合金鑽頭中,整體硬質合金鑽頭(tóu)的加工精度(dù)最(zuì)高(gāo)(φ10mm整體硬質合金鑽(zuàn)頭的公差範圍為0~0.03mm),因此它是加工高精度孔的最佳選擇;焊(hàn)接式硬(yìng)質(zhì)合金鑽頭或可更換(huàn)硬質合金齒冠鑽頭的公差範圍為0~0.07mm,比較適合一般精度要求的孔(kǒng)加工;安裝硬質合金可轉位刀片的鑽頭比(bǐ)較適合重載粗加(jiā)工,雖然它的加工成本通常低於其它幾種鑽頭,但其加工精度也(yě)比較低,公差(chà)範圍為0~0.3mm(取決於鑽頭的長徑比),因此它一般用於精度要求(qiú)不高的(de)孔加工,或者通過換(huàn)裝鏜刀片完成孔的精加工。
2.加工穩定性
除了考慮(lǜ)鑽孔精度要求外,選擇鑽頭時還需考慮加工機床的穩定性(xìng)。機床(chuáng)穩定性對於鑽頭的安全(quán)使用壽命和(hé)鑽孔精度至(zhì)關重要,因此需要仔細檢驗機床主軸、夾具及附件的(de)工作狀態(tài)。
此外,還應考慮鑽頭自身的穩定性。例如,整體硬質合金鑽頭剛性最好,因此可達到很高的加工精度。而硬質合金(jīn)可轉位刀片鑽頭的結構(gòu)穩定性較(jiào)差,容易發生偏斜。這種鑽頭上安裝了兩片可轉位刀片(piàn),其中內刀片用於加工孔的中心部分,外刀片則加工從內刀片至外徑處的外緣部分。由於在加工初始階段(duàn)隻有內(nèi)刀片進入切削,鑽頭處於不穩定狀態,極易引起鑽體偏斜,且鑽頭越長(zhǎng),偏斜量(liàng)越大。因此,在使用長度(dù)超過4D的硬(yìng)質合金可轉位刀片鑽(zuàn)頭進行鑽削加工時,在開始鑽進階段時應適當減小進給量,進(jìn)入穩定切削階段後(hòu)再將進給率提高到正常水平。

焊接式硬質(zhì)合金鑽頭和可更換硬質合金齒冠(guàn)鑽頭(tóu)是由兩條對稱切削刃組成可自定心的幾(jǐ)何刃型,這種具有高穩定性的切削刃設計使(shǐ)其在切入工件時不需要減小進給率,隻有當鑽頭傾斜安(ān)裝與工件表(biǎo)麵成一定傾角切入時(shí)例外,此時建議在鑽入、鑽出時將進給率減小30%~50%。由於此類鑽頭的鋼製鑽體可產生微小變形,因此非常適合用於車床加(jiā)工;而整體硬質合金鑽頭由於脆性較大,用(yòng)於車床加工時較易折斷,尤其(qí)當鑽頭定(dìng)心狀況不佳時更是如此。
3.排屑與冷卻液
排屑是(shì)鑽削加(jiā)工中不容忽視的問題(tí)。事實上,鑽削(xuē)加工中遇到最多的問題(tí)就是排(pái)屑不暢(加工低碳鋼工件時尤其如此),且無論使用何(hé)種鑽頭均無(wú)法回(huí)避這一問題。加工車間經常采用外部注入(rù)冷卻液的方式輔助排屑,但這種(zhǒng)方(fāng)法隻有在(zài)被加工孔深小(xiǎo)於孔(kǒng)徑以及減小切削參數(shù)的情況下才有(yǒu)效。此外,必須選用與鑽頭直徑相匹配、合適的冷(lěng)卻液種類(lèi)、流量和壓力。對於沒有安裝主軸內冷卻係(xì)統的機床(chuáng),則應使用冷卻液導管。被加工的孔越(yuè)深,排屑就(jiù)越困難,需要的冷(lěng)卻液(yè)壓(yā)力也越大,因此應保證鑽頭製造商推薦的最小冷卻液流量,如冷卻液流量不足,則需要減小加工進給量。
4.每孔加工成本
生產率(lǜ)或每孔加工成本是影響鑽孔加工最重(chóng)要的因素。為提高生產率,鑽(zuàn)頭製造商正致(zhì)力於研究可集成多種操作工序的加(jiā)工方法,並開發可實現高進給、高轉速加工的鑽削刀具。
最新開發的可更換硬質合金齒冠鑽頭具有優異的加工經濟性。鑽頭磨損後,用戶不必更換整個鑽體,隻需更換硬質合金齒冠即可,其購買費用隻相當於(yú)焊接式或整體硬質合金(jīn)鑽頭重磨一次的費用。硬質合金齒冠更換容易且重複性精度極高,加工車間可用(yòng)一支鑽體配備多個齒冠,以加工不同孔徑尺寸的孔。這種模塊化的鑽削係統可減少直徑12~20mm鑽頭的編目費用,同時還可節省對焊接(jiē)式或整體硬質合金鑽頭(tóu)進行重(chóng)磨時需要的備份刀具費用。
在考慮每孔加工成本時,還應(yīng)將鑽頭的總(zǒng)壽命計算在內。一般來說(shuō),一支整體硬質(zhì)合金鑽頭隻能重磨7~10次,一支焊接式硬質合(hé)金鑽頭隻能重磨3~4次,而可更換(huàn)硬質合金齒冠鑽頭在加工鋼料時,其鋼製鑽體至少可更換齒(chǐ)冠20~30次。
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