转位硬质合金镶刃钻头的结构应用
时间:2011-07-20 08:54:13 来源:未知
可转位硬质合金镶刃钻头是70年代中期推出的一种新型高效钻削工具，它较大地提高了钻削效率和加工质量，而且能降低成本并使钻孔范围扩大。目前，该钻头的极小直径可达12.7mm，最大直径约35Omm左右。
图1 可转位硬质合金镶刃钻头
1 可转位硬质合金钻头的结构
可转位硬质合会钻头的结构如图1所示，主要由钻杆和用螺钉固定在钻杆端部的硬质合金涂层刀片组成，该刀片是为钻削加工而专门研制的。由于钻头切削时切削速度沿径向变化，因此，要求刀片在不同的叨削刃处有不同的性能。另外，该刀片还具有加工多种材料的能力。
内外刀片的不对称布置是可转位硬质合金钻头的主要结构特点，顺利排屑和充分冷却是保正该钻头正常工作的重要条件。为此，Coromant U型钻头设计成能顺利排屑的新型螺旋栖和贯穿钻头的冷却通道（如图2），直接引主切削区的冷却掖便排屑更如顺偏可靠。
2 可转位硬质合金钻头的特点
与传统高速钢麻花钻相比，可转位硬质合金钻头具有以下特点：
图2 排除切屑的螺旋槽和贯穿钻头的冷却通道示意图
- 钻孔质量高
- 应用这种钻头钻孔其表面粗糙度可达Ra1µm，用特制钻套引导钻孔时，孔的位置精度可得到较大提高。由于可转位硬质合金钻头允许采用的切削速度可高达200～300m/min，从而大大提高了钻削效率。
- 钻头直径精确可调。
- 这种可调钻头的直径增量为0.05mm，一种钻头就可满足一定尺寸范围的钻孔需要，减少了钻头备量。同时，该钻头易于实现精确预调，为在加工中心和其他数控机床的使用提供了方便。
- 钻头寿命长
- 这种钻头由于使用徐层可转位硬质合金刀片，延长了钻头使用寿命。
- 更换刀片迅速方便。
- 这种可调钻头，由于钻头可调刀片磨钝后只需转换刀刃位置即可使用，简化了调刀操作。
- 适宜在各种表面直接钻削
- 这种钻头，由硬质合金刀片组成，刃口锋利，该钻头能在各种平面、斜面和曲面上直接钻孔而无需预钻中心孔。
- 最小直径受限制
- 该钻头受刀片紧固结构尺寸的限制，直径不能太小，目前钻头最小直径为12.7mm。
- 要求机床刚性高
- 若机床刚性差，系统刚性不足时，易产生振动，影响加工精度，严重的振动，可造成刃口碎裂。
3 切削用量选择
高切速大进给是可种位硬质合金钻头的显著特点．在工艺系统具有高刚性和充分冷却润滑的情况下，切削用量可按附表推荐的数据选择。
使用涂层可转位刀片切削用量推荐数据
| 工件材料 |
切削速度（m／min） |
进给量（mm/r） |
D≤25 |
D=25～40 |
D＞40 |
碳钢和低合金钢
180～320
0.05～0.1
0.1～0.25
0.15～0.3
不锈钢
120～280
≤0.1
0.1～0.25
0.12～0.3
铸铁
100～180
≤0.12
0.1～0.3
0.2～0.4
铝
250～450
≤0.15
0.15～0.3
0.15～0.4
#p#分页标题#e#4 机床切削功率计算
使用可转位硬质合金钻头钻孔时，机床切削功率按下式计算：
式中：v——切削速度，m／min
S——钻头进给量，mm/r
r——切屑横截面重心半径，mm
D——钻孔直径，mm
Ks——单位切削力，N/mm2，对于中碳钢从为2175N/mm2，对于不锈钢和铸铁分别为2530N/mm2和1140NN/mm2，铝为640N/mm2
h——机床传动效率，一般取h=0.8
轴向进给力可按下式近似计算
F≈0.7S×（D/2）×Ks（N）
5 可转位硬质合金钻头应用实例
该钻头可获得很高的生产率。无油轴承例如，用Coromant U型钻头在不锈钢上钻削直径14.2mm、深56mm的孔，选取切削速度v=123m/min，进给量S=0.06mm/r时，钻孔时间在2Os以内，孔的表面粗糙度达Ra1. 35µm；在钢板上钻削直径13.5mm, 深28mm的孔，选取切削速度为170m/min，进给量0.04mm/r时，钻削时间仅需6s；而用高速钢麻花钻以20m/min的切削速度和0.1mm/r的进给量钻削同样的孔则需要36s，是Coromant U型钻头钻削时间的6倍，可见可转位硬质合金钻头的加工效率之高。此外，该钻头使用寿命长，其钻头寿命的累积钻深可达16m。