一直認(rèn)為鉆削加工必須在較低的進(jìn)給量和切削速度下進(jìn)行,這種觀點(diǎn)在使用普通鉆頭的加工條件下曾經(jīng)是正確的。如今,隨著硬質(zhì)合金鉆頭的 出現(xiàn),鉆削加工的概念也發(fā)生了變化。
事實(shí)上,通過正確選用合適的硬質(zhì)合金鉆頭,可以大幅度提高鉆削生產(chǎn)率,降低每孔加工成本。
選用硬質(zhì)合金鉆頭的考慮因素:
1.加工精度
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。
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;
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)。
2.加工穩(wěn)定性
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。
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%。
3.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。
4.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。
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。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。
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。
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鉆頭的制造成本及管理費(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)將鉆頭的總壽命計算在內(nèi)。