可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金鑲?cè)秀@頭是70年代中期推出的一種新型鉆削工具,它較大地提高了鉆削效率和加工質(zhì)量,而且能降低成本并使鉆孔范圍擴大。目前,該鉆頭的極小直徑可達12.7mm,zui大直徑約35omm左右。
圖1 可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金鑲?cè)秀@頭
1 可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金鉆頭的結(jié)構(gòu)可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合會鉆頭的結(jié)構(gòu)如圖1所示,主要由鉆桿和用螺釘固定在鉆桿端部的硬質(zhì)合金涂層刀片組成,該刀片是為鉆削加工而專門研制的。由于鉆頭切削時切削速度沿徑向變化,因此,要求刀片在不同的叨削刃處有不同的性能。另外,該刀片還具有加工多種材料的能力。 內(nèi)外刀片的不對稱布置是可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金鉆頭的主要結(jié)構(gòu)特點,順利排屑和充分冷卻是保正該鉆頭正常工作的重要條件。為此,coromant u型鉆頭設(shè)計成能順利排屑的新型螺旋棲和貫穿鉆頭的冷卻通道(如圖2),直接引主切削區(qū)的冷卻掖便排屑更如順偏可靠。2 可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金鉆頭的特點與傳統(tǒng)高速鋼麻花鉆相比,可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金鉆頭具有以下特點:
圖2 排除切屑的螺旋槽和貫穿鉆頭的冷卻通道示意圖
鉆孔質(zhì)量高 應(yīng)用這種鉆頭鉆孔其表面粗糙度可達ra1µm,用特制鉆套引導鉆孔時,孔的位置精度可得到較大提高。由于可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金鉆頭允許采用的切削速度可高達200~300m/min,從而大大提高了鉆削效率。 鉆頭直徑可調(diào)。 這種可調(diào)鉆頭的直徑增量為0.05mm,一種鉆頭就可滿足一定尺寸范圍的鉆孔需要,減少了鉆頭備量。同時,該鉆頭易于實現(xiàn)預(yù)調(diào),為在加工中心和其他數(shù)控機床的使用提供了方便。 鉆頭壽命長 這種鉆頭由于使用徐層可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片,延長了鉆頭使用壽命。 更換刀片迅速方便。 這種可調(diào)鉆頭,由于鉆頭可調(diào)刀片磨鈍后只需轉(zhuǎn)換刀刃位置即可使用,簡化了調(diào)刀操作。 適宜在各種表面直接鉆削 這種鉆頭,由硬質(zhì)合金刀片組成,刃口鋒利,該鉆頭能在各種平面、斜面和曲面上直接鉆孔而無需預(yù)鉆中心孔。 zui小直徑受限制 該鉆頭受刀片緊固結(jié)構(gòu)尺寸的限制,直徑不能太小,目前鉆頭zui小直徑為12.7mm。 要求機床剛性高 若機床剛性差,系統(tǒng)剛性不足時,易產(chǎn)生振動,影響加工精度,嚴重的振動,可造成刃口碎裂。3 切削用量選擇高切速大進給是可種位硬質(zhì)合金鉆頭的顯著特點.在工藝系統(tǒng)具有高剛性和充分冷卻潤滑的情況下,切削用量可按附表推薦的數(shù)據(jù)選擇。 使用涂層可轉(zhuǎn)位刀片切削用量推薦數(shù)據(jù) 工件材料 切削速度(m/min) 進給量(mm/r)
d≤25 d=25~40 d>40
碳鋼和低合金鋼 180~320 0.05~0.1 0.1~0.25 0.15~0.3
不銹鋼 120~280 ≤0.1 0.1~0.25 0.12~0.3
鑄鐵 100~180 ≤0.12 0.1~0.3 0.2~0.4
鋁 250~450 ≤0.15 0.15~0.3 0.15~0.4
4 機床切削功率計算使用可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金鉆頭鉆孔時,機床切削功率按下式計算: n= v·s·r·ks (kw)
61·2h
式中:v——切削速度,m/min s——鉆頭進給量,mm/r r——切屑橫截面重心半徑,mm d——鉆孔直徑,mm ks——單位切削力,n/mm2,對于中碳鋼從為2175n/mm2,對于不銹鋼和鑄鐵分別為2530n/mm2和1140nn/mm2,鋁為640n/mm2 h——機床傳動效率,一般取h=0.8 軸向進給力可按下式近似計算 f≈0.7s×(d/2)×ks(n)5 可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金鉆頭應(yīng)用實例該鉆頭可獲得很高的生產(chǎn)率。例如,用coromant u型鉆頭在不銹鋼上鉆削直徑14.2mm、深56mm的孔,選取切削速度v=123m/min,進給量s=0.06mm/r時,鉆孔時間在2os以內(nèi),孔的表面粗糙度達ra1. 35µm;在鋼板上鉆削直徑13.5mm, 深28mm的孔,選取切削速度為170m/min,進給量0.04mm/r時,鉆削時間僅需6s;而用高速鋼麻花鉆以20m/min的切削速度和0.1mm/r的進給量鉆削同樣的孔則需要36s,是coromant u型鉆頭鉆削時間的6倍,可見可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金鉆頭的加工效率之高。此外,該鉆頭使用壽命長,其鉆頭壽命的累積鉆深可達16m。