孔加工刀具的設(shè)計(jì)是一個(gè)需對(duì)許多技術(shù)難題進(jìn)行相互協(xié)調(diào)的復(fù)雜過(guò)程。Seco Carboloy 公司(位于美國(guó)密歇根州Warren)鉆削產(chǎn)品經(jīng)理Goran Melin說(shuō),“往往是某一方面的技術(shù)難題得到解決,必然會(huì)在另一方面產(chǎn)生新問(wèn)題。”這些需要協(xié)調(diào)的諸多方面,通常包括刀具壽命、加工精度和穩(wěn)定性等。刀具設(shè)計(jì)人員需要不斷地在這些變量中找出最佳的解決方案。 _4eSDO[h
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從Seco Carboloy公司最新生產(chǎn)的PerfoMax機(jī)夾式鉆頭系列產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程,可看出以上的認(rèn)識(shí)是正確的。通過(guò)對(duì)許多技術(shù)難題進(jìn)行相互協(xié)調(diào),設(shè)計(jì)出的新型機(jī)加式鉆頭,大大擴(kuò)展了應(yīng)用范圍。 :fo.9J
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問(wèn)題是這樣的:在許多用于孔加工刀具的選擇中,機(jī)夾式鉆頭通常是低成本的解決方案。據(jù)Melin先生介紹,機(jī)夾式鉆頭的刀片有四個(gè)切削刃,通常鉆頭刀體有更換40-50次刀片的使用壽命(這取決于工件材料)。因此,與整體式和焊接式鉆頭以及可換刀頭的鉆頭相比,機(jī)夾鉆頭每個(gè)切削刃的成本顯然更低。 Y>Oh]?
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然而,一般情況下,使用機(jī)夾式鉆頭鉆孔時(shí)需要有一個(gè)較寬的加工公差,Melin先生說(shuō)。因?yàn)檫@種鉆頭實(shí)際上具有不對(duì)稱的切削刃。機(jī)夾式鉆頭使用兩個(gè)刀片,一個(gè)刀片過(guò)中心,另一個(gè)刀片從內(nèi)延伸出至整個(gè)直徑。產(chǎn)生切削力不均勻是因?yàn)橹挥羞M(jìn)給抗力并且中心刀片上的切削速度為零,而外緣刀片由于速度更高從而切除材料更有效。其結(jié)果是鉆頭在入口處發(fā)生刀體偏斜。 N03)G2
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“在鉆頭進(jìn)入整個(gè)切削之前,你必須知道這種不穩(wěn)定的狀態(tài),”Melin先生說(shuō)。“鉆頭越長(zhǎng),偏斜量越大。”所以對(duì)于較長(zhǎng)的鉆頭,在孔加工入口處(約1mm),應(yīng)把進(jìn)給速度減小到推薦值的30-50%。進(jìn)入全部切削時(shí),用推薦值加工。但這一建議不受歡迎,因?yàn)椴僮鞴じ敢馐褂?span onclick="sendmsg('pw_ajax.php','action=relatetag&tagname=編程',this.id)" style="cursor:pointer;border-bottom: 1px solid #FA891B;" id="rlt_4">編程軟件提供的標(biāo)準(zhǔn)切削用量,而不能為某一個(gè)特殊的進(jìn)給量,而不必手工重新編程來(lái)獲得入口處的進(jìn)給量。還有,當(dāng)需要長(zhǎng)鉆頭只用于少量加工的情形,操作工也許愿意使用通用性好的長(zhǎng)鉆頭而不采用短鉆頭。但這樣做將降低精度和生產(chǎn)率。 h(q,-')l_
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通過(guò)分析比較,麻花鉆和整體硬質(zhì)合金鉆頭,均有兩個(gè)切削刃,能在加工中平衡地分離切屑,促使切屑容易排除和提高鉆頭切削速度。而機(jī)夾式鉆頭只有一個(gè)切削刃,外緣刀片切除大部分金屬。這將限制了切屑的有效排出和進(jìn)給速度的提高。但是它不會(huì)產(chǎn)生很大的摩擦力,因?yàn)樗鼪](méi)有麻花鉆頭特有的較寬刃帶。所以能在更高的轉(zhuǎn)速(rpm)下加工。但遺憾的是,在使用機(jī)夾式鉆頭長(zhǎng)度超過(guò)4倍直徑,尤其在選擇大進(jìn)給量切削時(shí),鉆頭的變形就成為需要主要解決的技術(shù)難題。因?yàn)檫@些原因,機(jī)夾式鉆頭多被用于擴(kuò)孔和尺寸公差要求在0.008英寸的半精加工場(chǎng)合。所以說(shuō),使用機(jī)夾式鉆頭能達(dá)到期望的經(jīng)濟(jì)性,但并不能總是獲得需要的精度。 {+`'ZU6C
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為了克服以上限制因素,Seco Carboloy公司工程師在設(shè)計(jì)新型機(jī)夾式鉆頭中,著重進(jìn)行了以下五方面的改進(jìn)工作: 'Z(KE2&?
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1.他們?cè)阢@頭的外緣保留更多的金屬材料以抵抗切削力產(chǎn)生的彎曲變形。 05
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2. 他們優(yōu)化夾持方刀片的刀片座,因?yàn)?0°的刀尖角,其強(qiáng)度本來(lái)就好。 &J>XKO nl
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3. 鉆頭設(shè)計(jì)有兩個(gè)冷卻液通入孔和兩個(gè)有足夠空間的稍帶傾斜的排屑槽。以使鉆頭切削區(qū)得到足夠的降溫冷卻和有效排屑,還有減少積屑瘤,延長(zhǎng)鉆頭使用壽命和一致的表面粗糙度。 s"hSn_m
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4. 鉆頭表面設(shè)計(jì)有高耐磨涂覆層,以防止將碎屑粘接在刀體表面和延長(zhǎng)鉆頭使用壽命。 1r!o,0!d-'
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5. 通用的刀片材質(zhì)等級(jí)將高硬度、細(xì)晶;w和鍍層有機(jī)結(jié)合起來(lái),允許使用更高的切削速度。 ]i$<<u
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Melin先生說(shuō),這種新設(shè)計(jì)的機(jī)夾式鉆頭使得用戶在許多加工(包括能對(duì)深孔零件、在剛性較差的夾具上加工和對(duì)薄壁零件加工等)中獲得生產(chǎn)率的顯著提高。通過(guò)提高穩(wěn)定性和改進(jìn)排屑,提高孔的加工精度。加之原來(lái)固有的低加工成本優(yōu)點(diǎn),因而很受用戶青睞。 I-?PTr
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目前新型機(jī)夾式鉆頭生產(chǎn)的規(guī)格有15-59mm的直徑范圍,鉆削深度為2-5倍直徑。提供多種柄部型式,包括適用于車床應(yīng)用的有兩個(gè)削平面的通用柄部類型等。