一直認為鑽削加工必須在較低的進(jìn)給量和切削(xuē)速度下進行,這種觀點在使用普通(tōng)鑽頭的加工條件下曾經是正(zhèng)確(què)的。如今,隨著硬質合金鑽頭的出(chū)現,鑽削加工的概念也發生了變化。
事實上(shàng),通過正確選用合適的硬質合金鑽頭,可以大幅度提高鑽削生產(chǎn)率,降低每孔(kǒng)加工成本。
硬質(zhì)合金鑽頭分為(wéi)四種基本類型:
整體硬質合金鑽頭、硬質合金可轉位(wèi)刀片鑽頭、焊接式硬質合金(jīn)鑽頭和可更(gèng)換硬(yìng)質合金齒冠鑽(zuàn)頭。那麽,在選擇硬質合金鑽頭時應該注意些什麽呢?
1.加工精度
選用硬質合金鑽頭時,首先需要考慮鑽削加工的尺寸精度要求。一般來說,被加工孔徑越小,其公差也越小。因(yīn)此,鑽(zuàn)頭製造商通常根據被加工孔的名義直徑尺寸對鑽頭進行分(fèn)類。在上述四種類型的硬質(zhì)合金鑽頭中,整體硬質合金鑽頭的加工精度最高(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;焊接式硬質合金鑽頭或可更換硬(yìng)質合金齒冠鑽頭的公差範圍為0~0.07mm,比較適合一般精度(dù)要求的孔加工(gōng);安裝硬質合金可轉位刀片的鑽頭比較適合重載粗(cū)加工,雖然它的加工成本通常低於其它幾種鑽頭,但其加工精度也比較低,公差範圍為0~0.3mm(取決於鑽頭的(de)長(zhǎng)徑比),因此它一般用(yòng)於精(jīng)度要求不(bú)高的孔加工,或者通過換裝(zhuāng)鏜刀片完成孔的精加工。
2.加工穩定性
除了考慮鑽孔精度要求外,選擇鑽頭時還需考慮加工機床的穩定性。機床穩定性(xìng)對於鑽頭的(de)安(ān)全使用壽(shòu)命和鑽(zuàn)孔精度至關重要,因此需要仔細檢驗機床(chuáng)主軸、夾具及附件的工作狀態。
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。而硬質合金可轉位刀片鑽頭的結構穩定性較差,容(róng)易發生偏斜。這種鑽頭上安裝了兩片(piàn)可轉位刀片,其中內刀片用於(yú)加工孔的中心部分,外(wài)刀片(piàn)則加工從內刀片至外徑處的外緣部分。由(yóu)於在加工初始階(jiē)段隻(zhī)有內刀片進入切削,鑽頭處於不(bú)穩定狀態,極易引起鑽(zuàn)體偏(piān)斜,且鑽頭越長,偏斜量(liàng)越大。因此,在使(shǐ)用長度超過4D的硬質合金可轉位刀片鑽頭進行鑽削加工時(shí),在開始鑽進階(jiē)段時應適當減小進給量(liàng),進入穩定切削階段後再將進給率提高到正常水平。
焊(hàn)接式硬質合金鑽頭和可更(gèng)換硬質合金齒冠鑽頭是由兩條對稱切削(xuē)刃組成可自定心的幾何刃型,這種具有高穩定性(xìng)的切削刃設計使其在切入(rù)工件時不需要減小進給率,隻有當鑽頭傾斜安裝與(yǔ)工件表麵成一定傾角切入時例外,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(de)鋼製鑽體可產(chǎn)生微小變形,因此非常適合用(yòng)於車床加工;而整體硬質合(hé)金鑽頭由於脆性較大,用於車床加工時(shí)較易折斷,尤其當鑽頭定心狀(zhuàng)況不佳時更是如此。
3.排(pái)屑與冷卻液
排屑是鑽削加工中(zhōng)不容忽視的問題。事(shì)實上,鑽(zuàn)削加工中遇到最多的問題就是排(pái)屑不暢(加工低碳鋼工件時尤其如此),且無論使用何種鑽頭均無法回避這一問題。加工車(chē)間(jiān)經常采用(yòng)外部注入(rù)冷卻液的方(fāng)式輔助排屑,但這(zhè)種方法隻有(yǒu)在(zài)被加工孔深小於孔徑以及減(jiǎn)小切削參數的情況下才有效。此外,必(bì)須選用與鑽頭(tóu)直徑相匹配、合適的冷卻液種類、流量和壓力(lì)。對於沒(méi)有安裝主軸內冷卻係統(tǒng)的機床,則應使(shǐ)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,因此應保證鑽頭(tóu)製造商推薦的最小冷卻液流量,如冷卻液流量不足,則(zé)需要減小加工進(jìn)給量。
4.每孔加工成本(běn)
生產率或每孔(kǒng)加(jiā)工成本(běn)是影響鑽孔加工最重要的因素。為提高生產率(lǜ),鑽頭製(zhì)造(zào)商正致力於研究可集成多種操作工序的加工方法,並開(kāi)發可實現高進給、高轉速加工的(de)鑽(zuàn)削刀具。
最新開發的可(kě)更換硬(yìng)質合(hé)金齒冠鑽頭具(jù)有優異的加(jiā)工(gōng)經濟性。鑽頭磨損後,用戶(hù)不必更換(huàn)整個鑽(zuàn)體,隻需更換硬質合金齒冠即可,其購買費用(yòng)隻相當於焊接式或整體(tǐ)硬質合金鑽(zuàn)頭重磨一次的費用。硬質合金齒冠更換容易且重複性精度(dù)極高,加工車間(jiān)可用一支鑽體配備多個齒冠(guàn),以加(jiā)工不同孔(kǒng)徑(jìng)尺寸的孔。這(zhè)種模塊化(huà)的鑽削係統可減少直(zhí)徑12~20mm鑽頭的編目費(fèi)用,同時還可節省對焊接式或整體硬質合金鑽頭進行重(chóng)磨時需要的備份刀具費用。
在考慮每孔加工成本時,還應將鑽頭的總壽命計算在(zài)內。一般來說,一支整體硬質合金鑽頭(tóu)隻能重磨7~10次,一支焊接式硬質合金鑽頭隻能重(chóng)磨3~4次,而可更換硬質合金齒冠鑽(zuàn)頭在加工鋼料時,其鋼製鑽體至少可更換齒冠20~30次。