轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金鑲?cè)秀@頭的結(jié)構(gòu)應(yīng)用
時(shí)間:2011-07-20 08:54:13 來源:未知
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高效鉆削工具，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(kuò)大。目前，該鉆頭的極小直徑可達(dá)12.7mm，最大直徑約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(huì)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(shí)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(duì)稱布置是可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金鉆頭的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，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(jì)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(diǎn)
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(diǎn)：
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(dá)Ra1µm，用特制鉆套引導(dǎo)鉆孔時(shí)，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(dá)200～300m/min，從而大大提高了鉆削效率。
- 鉆頭直徑精確可調(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(shí)，該鉆頭易于實(shí)現(xiàn)精確預(yù)調(diào)，為在加工中心和其他數(shù)控機(jī)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。
- 最小直徑受限制
- 該鉆頭受刀片緊固結(jié)構(gòu)尺寸的限制，直徑不能太小，目前鉆頭最小直徑為12.7mm。
- 要求機(jī)床剛性高
- 若機(jī)床剛性差，系統(tǒng)剛性不足時(shí)，易產(chǎn)生振動(dòng)，影響加工精度，嚴(yán)重的振動(dòng)，可造成刃口碎裂。
3 切削用量選擇
高切速大進(jìn)給是可種位硬質(zhì)合金鉆頭的顯著特點(diǎn)．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(jìn)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
#p#分頁標(biāo)題#e#4 機(jī)床切削功率計(jì)算
使用可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金鉆頭鉆孔時(shí)，機(jī)床切削功率按下式計(jì)算：
式中：v——切削速度，m／min
S——鉆頭進(jìn)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(duì)于中碳鋼從為2175N/mm2，對(duì)于不銹鋼和鑄鐵分別為2530N/mm2和1140NN/mm2，鋁為640N/mm2
h——機(jī)床傳動(dòng)效率，一般取h=0.8
軸向進(jìn)給力可按下式近似計(jì)算
F≈0.7S×（D/2）×Ks（N）
5 可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金鉆頭應(yīng)用實(shí)例
該鉆頭可獲得很高的生產(chǎn)率。無油軸承例如，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(jìn)給量S=0.06mm/r時(shí)，鉆孔時(shí)間在2Os以內(nèi)，孔的表面粗糙度達(dá)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(jìn)給量0.04mm/r時(shí)，鉆削時(shí)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(jìn)給量鉆削同樣的孔則需要36s，是Coromant U型鉆頭鉆削時(shí)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(dá)16m。