一直認為鑽(zuàn)削加工(gōng)必須在較低的進給量(liàng)和切削(xuē)速度(dù)下進行,這種觀點在(zài)使用普(pǔ)通鑽頭的加工條件下曾經是正(zhèng)確的。如今,隨著硬質合金鑽頭的出現(xiàn),鑽(zuàn)削加工的概念也(yě)發生了變化(huà)。
事實上,通過正確選用合(hé)適的硬質合金鑽頭,可以大(dà)幅度(dù)提高(gāo)鑽削(xuē)生產(chǎn)率,降低每(měi)孔加(jiā)工(gōng)成(chéng)本。
硬質合(hé)金鑽(zuàn)頭分為(wéi)四種基本類型:
整體硬質合(hé)金(jīn)鑽頭、硬(yìng)質合金可轉位刀片鑽頭、焊(hàn)接式硬質合金(jīn)鑽(zuàn)頭和可更換硬質(zhì)合金齒冠鑽頭。那麽,在選擇(zé)硬質合金鑽頭時(shí)應該注(zhù)意些什麽(me)呢?
1.加工精度
選用硬(yìng)質合金鑽(zuàn)頭時,首(shǒu)先需要考慮鑽削加工(gōng)的尺寸精度要求(qiú)。一般來說,被加工孔徑越(yuè)小,其公(gōng)差也(yě)越小。因此,鑽頭製(zhì)造商通(tōng)常根據被加工孔的名義直徑尺寸對(duì)鑽頭進(jìn)行分類。在上述四種類型的硬質合金鑽頭中(zhōng),整體硬質合金鑽頭(tóu)的加工精度最高(φ10mm整體(tǐ)硬質合金鑽頭的公差範圍(wéi)為0~0.03mm),因此(cǐ)它是加工高(gāo)精(jīng)度孔的最佳選擇;焊(hàn)接式硬(yìng)質合金鑽(zuàn)頭或可更換硬質合金齒(chǐ)冠(guàn)鑽頭的公差(chà)範圍為0~0.07mm,比較適合一(yī)般精度要(yào)求的孔加工;安裝硬(yìng)質合(hé)金可轉位(wèi)刀片(piàn)的鑽頭比較適(shì)合重(chóng)載粗加工,雖(suī)然它(tā)的加工成本通常低於其它幾種鑽頭,但(dàn)其加工精度也比較低,公(gōng)差(chà)範圍為(wéi)0~0.3mm(取(qǔ)決(jué)於(yú)鑽頭的長(zhǎng)徑(jìng)比),因(yīn)此它(tā)一般用於精度(dù)要(yào)求(qiú)不高(gāo)的孔加工,或者通過換裝(zhuāng)鏜刀片(piàn)完成孔的精(jīng)加工。
2.加工穩(wěn)定性(xìng)
除(chú)了考慮(lǜ)鑽孔精度要求外,選擇鑽頭(tóu)時還需考(kǎo)慮(lǜ)加工機床的穩(wěn)定性。機床(chuáng)穩定性(xìng)對(duì)於鑽頭的安全使用壽命和鑽孔精度至關重(chóng)要,因此需要仔細(xì)檢驗機(jī)床主軸(zhóu)、夾具及(jí)附(fù)件的工作狀態(tài)。
此外,還應考慮鑽頭(tóu)自身的穩定性。例如(rú),整體硬質合(hé)金鑽頭剛(gāng)性最好,因(yīn)此可達到很高的加工(gōng)精(jīng)度。而硬(yìng)質合金可轉位刀片鑽頭的結構穩定性較差,容易(yì)發生偏斜。這種(zhǒng)鑽頭上(shàng)安裝(zhuāng)了兩(liǎng)片可轉(zhuǎn)位刀片,其中內刀(dāo)片用於加(jiā)工孔的中(zhōng)心部分,外刀片(piàn)則(zé)加工從內刀片至外徑(jìng)處的(de)外緣部(bù)分(fèn)。由於在(zài)加工初始階段隻有內刀片進入切削,鑽(zuàn)頭處於不穩定狀態,極易引起鑽體偏斜,且鑽頭越長,偏(piān)斜量越大。因此,在使用長(zhǎng)度超過4D的(de)硬質(zhì)合金可轉位(wèi)刀片鑽頭進行鑽削加工時(shí),在開始鑽進(jìn)階段時應適當減小進給量,進入穩定切(qiē)削階段後再(zài)將(jiāng)進給率提高到正常水平。
焊接(jiē)式(shì)硬質合金(jīn)鑽頭和可更換硬質合金齒冠(guàn)鑽頭是由兩(liǎng)條對稱切削刃(rèn)組成可(kě)自定心的幾何(hé)刃型,這種具有高穩定性的切(qiē)削刃設計使其在(zài)切入工件(jiàn)時不(bú)需要減小(xiǎo)進給率,隻有當(dāng)鑽頭傾(qīng)斜安(ān)裝與工件(jiàn)表麵成(chéng)一定傾角切入時(shí)例外,此時建議在鑽(zuàn)入、鑽出(chū)時將進給率(lǜ)減小(xiǎo)30%~50%。由於此類鑽頭的鋼製鑽(zuàn)體可產(chǎn)生微小變(biàn)形,因此非(fēi)常適(shì)合用於車床(chuáng)加(jiā)工;而整(zhěng)體硬(yìng)質合金鑽頭由於脆性較大,用(yòng)於車床(chuáng)加工時較易折斷,尤其當鑽(zuàn)頭定(dìng)心狀況不佳時更是如此(cǐ)。
3.排屑與(yǔ)冷卻液
排(pái)屑是鑽削加工(gōng)中不容忽(hū)視的問題(tí)。事實上,鑽(zuàn)削加工(gōng)中遇到最多的問題就是排(pái)屑不暢(加工低碳鋼(gāng)工(gōng)件時尤其如此),且無(wú)論使用何種鑽頭均無法回避這一問題(tí)。加工(gōng)車間經常采用外部注(zhù)入冷卻(què)液的(de)方式輔助排屑,但這種方法隻有在(zài)被加工孔深小於孔徑以(yǐ)及減小(xiǎo)切(qiē)削(xuē)參(cān)數的情況下才(cái)有效。此外,必須選用與(yǔ)鑽頭直徑(jìng)相匹配、合適的冷卻液種類、流量(liàng)和(hé)壓力(lì)。對於沒有安裝主軸(zhóu)內冷卻係(xì)統的機床,則(zé)應使用冷卻液導管。被加工的孔越深,排屑就越困難,需要的(de)冷卻液壓力也越(yuè)大,因此應(yīng)保證鑽(zuàn)頭製造商推薦的最小冷卻液(yè)流量,如冷卻液流(liú)量不足(zú),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(chéng)本(běn)是影響鑽孔加工最重(chóng)要的(de)因素。為提高生產率,鑽頭製造(zào)商正致(zhì)力於研究可集成多種操作工序的加(jiā)工方法,並(bìng)開(kāi)發可實現高進給(gěi)、高轉速加工的(de)鑽削刀具。
最新開發的可更換硬質合(hé)金齒冠(guàn)鑽(zuàn)頭具有優異的加工(gōng)經濟性。鑽頭(tóu)磨(mó)損後,用戶不必更換(huàn)整個鑽體,隻需更換(huàn)硬質合金齒冠即可,其購買(mǎi)費用(yòng)隻相(xiàng)當於焊(hàn)接式(shì)或整(zhěng)體硬質(zhì)合(hé)金(jīn)鑽頭(tóu)重(chóng)磨一次的費用。硬質合金齒冠更換容易且(qiě)重複性精度極高,加工車間可用一支鑽體配備多個齒冠,以加工不(bú)同(tóng)孔徑(jìng)尺寸的孔。這種模塊化(huà)的鑽削係統可減少直徑12~20mm鑽(zuàn)頭的編目費用,同時還(hái)可(kě)節(jiē)省對焊(hàn)接式或(huò)整體硬質合金鑽頭(tóu)進(jìn)行重磨時需要的備(bèi)份(fèn)刀具(jù)費用。
在考慮每孔(kǒng)加(jiā)工(gōng)成本(běn)時(shí),還(hái)應將鑽(zuàn)頭的(de)總壽命計算(suàn)在內。一般來說,一支整體硬(yìng)質合金鑽(zuàn)頭(tóu)隻能重(chóng)磨7~10次,一(yī)支焊接式(shì)硬(yìng)質合金鑽頭隻能重磨3~4次,而可更(gèng)換硬質合(hé)金齒冠鑽頭(tóu)在加工鋼料時,其(qí)鋼(gāng)製鑽體至少可更換(huàn)齒冠20~30次。