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选用硬质合金钻头应考虑的因素

来源: 时间:2019-07-31 17:20:12 次数:

一直认为钻削加工必须在较低的进给量和切削速度下进行,这种观点在使用普通钻头的加工条件下曾经是正确的。如今,随着硬质合金钻头的出现,钻削加工的概念也发生了变化。

事实上,通过正确选用合适的硬质合金钻头,可以大幅度提高钻削生产率,降低每孔加工成本。

硬质合金钻头分为四种基本类型:

整体硬质合金钻头、硬质合金可转位刀片钻头、焊接式硬质合金钻头和可更换硬质合金齿冠钻头。那么,在选择硬质合金钻头时应该注意些什么呢?

1.加工精度

pk10开奖结果 选用硬质合金钻头时,首先需要考虑钻削加工的尺寸精度要求。一般来说,被加工孔径越小,其公差也越小。因此,钻头制造商通常根据被加工孔的名义直径尺寸对钻头进行分类。在上述四种类型的硬质合金钻头中,整体硬质合金钻头的加工精度最高(φ10mm整体硬质合金钻头的公差范围为0~0.03mm),因此它是加工高精度孔的最佳选择;焊接式硬质合金钻头或可更换硬质合金齿冠钻头的公差范围为0~0.07mm,比较适合一般精度要求的孔加工;安装硬质合金可转位刀片的钻头比较适合重载粗加工,虽然它的加工成本通常低于其它几种钻头,但其加工精度也比较低,公差范围为0~0.3mm(取决于钻头的长径比),因此它一般用于精度要求不高的孔加工,或者通过换装镗刀片完成孔的精加工。

2.加工稳定性

除了考虑钻孔精度要求外,选择钻头时还需考虑加工机床的稳定性。机床稳定性对于钻头的安全使用寿命和钻孔精度至关重要,因此需要仔细检验机床主轴、夹具及附件的工作状态。

此外,还应考虑钻头自身的稳定性。例如,整体硬质合金钻头刚性最好,因此可达到很高的加工精度。而硬质合金可转位刀片钻头的结构稳定性较差,容易发生偏斜。这种钻头上安装了两片可转位刀片,其中内刀片用于加工孔的中心部分,外刀片则加工从内刀片至外径处的外缘部分。由于在加工初始阶段只有内刀片进入切削,钻头处于不稳定状态,极易引起钻体偏斜,且钻头越长,偏斜量越大。因此,在使用长度超过4D的硬质合金可转位刀片钻头进行钻削加工时,在开始钻进阶段时应适当减小进给量,进入稳定切削阶段后再将进给率提高到正常水平。

焊接式硬质合金钻头和可更换硬质合金齿冠钻头是由两条对称切削刃组成可自定心的几何刃型,这种具有高稳定性的切削刃设计使其在切入工件时不需要减小进给率,只有当钻头倾斜安装与工件表面成一定倾角切入时例外,此时建议在钻入、钻出时将进给率减小30%~50%。由于此类钻头的钢制钻体可产生微小变形,因此非常适合用于车床加工;而整体硬质合金钻头由于脆性较大,用于车床加工时较易折断,尤其当钻头定心状况不佳时更是如此。

3.排屑与冷却液

pk10开奖结果 排屑是钻削加工中不容忽视的问题。事实上,钻削加工中遇到最多的问题就是排屑不畅(加工低碳钢工件时尤其如此),且无论使用何种钻头均无法回避这一问题。加工车间经常采用外部注入冷却液的方式辅助排屑,但这种方法只有在被加工孔深小于孔径以及减小切削参数的情况下才有效。此外,必须选用与钻头直径相匹配、合适的冷却液种类、流量和压力。对于没有安装主轴内冷却系统的机床,则应使用冷却液导管。被加工的孔越深,排屑就越困难,需要的冷却液压力也越大,因此应保证钻头制造商推荐的最小冷却液流量,如冷却液流量不足,则需要减小加工进给量。

4.每孔加工成本

生产率或每孔加工成本是影响钻孔加工最重要的因素。为提高生产率,钻头制造商正致力于研究可集成多种操作工序的加工方法,并开发可实现高进给、高转速加工的钻削刀具。

最新开发的可更换硬质合金齿冠钻头具有优异的加工经济性。钻头磨损后,用户不必更换整个钻体,只需更换硬质合金齿冠即可,其购买费用只相当于焊接式或整体硬质合金钻头重磨一次的费用。硬质合金齿冠更换容易且重复性精度极高,加工车间可用一支钻体配备多个齿冠,以加工不同孔径尺寸的孔。这种模块化的钻削系统可减少直径12~20mm钻头的编目费用,同时还可节省对焊接式或整体硬质合金钻头进行重磨时需要的备份刀具费用。

在考虑每孔加工成本时,还应将钻头的总寿命计算在内。一般来说,一支整体硬质合金钻头只能重磨7~10次,一支焊接式硬质合金钻头只能重磨3~4次,而可更换硬质合金齿冠钻头在加工钢料时,其钢制钻体至少可更换齿冠20~30次。

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