小直徑鉆頭的正確使用

1、小直徑鉆頭的正確使用.txt蜜蜂整日忙碌，受到贊揚(yáng)；蚊子不停奔波，人見人打。多么忙不重要，為什么忙才重要。小直徑鉆頭的正確使用2011083114:44直徑小于3.175mm的鉆頭，通常稱為微鉆。要使微鉆在使用中發(fā)揮高效率，必須考慮一系列因素：如鉆頭本身的各項(xiàng)要素、加工參數(shù)、孔深、安裝的完善性及工件的結(jié)構(gòu)等。要把這些相互影響又對(duì)鉆削過程十分敏感的因素處理好，需要有科學(xué)的創(chuàng)新精神。直徑小于3.175mm的鉆頭，通常稱為微鉆。要使微鉆在使用

2、中發(fā)揮高效率，必須考慮一系列因素：如鉆頭本身的各項(xiàng)要素、加工參數(shù)、孔深、安裝的完善性及工件的結(jié)構(gòu)等。要把這些相互影響又對(duì)鉆削過程十分敏感的因素處理好，需要有科學(xué)的創(chuàng)新精神。Guhring(美國)公司的市場(chǎng)部經(jīng)理MarkMegal說：“在很多場(chǎng)合，使用微鉆你得邊琢磨邊干?！北M管目前工具制造商已經(jīng)在微鉆的材料和幾何參數(shù)方面完成了很多開發(fā)，不需要每件事都從頭試驗(yàn)，但是要把鉆削過程中諸多因素都加以很好控制，仍然不是一項(xiàng)簡(jiǎn)單的工作。微鉆的長徑比顯

3、著加大眾所周知，鉆頭的長度和直徑之比越大，其彎曲傾向增加。減小長徑比，可以減小撓曲力，從而避免鉆頭折斷和孔徑誤差加大。較深的孔要求鉆頭有較大的長徑比。通?？咨畛^3倍直徑就是“深孔”，而微鉆的孔深一般都要超過這個(gè)限度。如直徑為3.175mm的鉆頭加工孔深31.75mm的孔，長徑比達(dá)10:1而直徑為0.508mm的鉆頭加工孔深25.4mm的孔，其長徑比達(dá)到50：1。所以，隨著鉆頭直徑減小和脆性的增加，撓曲便成為產(chǎn)生很多問題的根源。而控制鉆

4、頭的脆性，就要在刀具基體的硬度和韌性之間加以權(quán)衡。一般說來，高速鋼鉆頭容許有一定的撓度并能承受相應(yīng)的彎曲力，但是，高速鋼具有的這種彈性變形能力和較低的硬度，也使其耐磨性降低，從而限制了刀具的壽命。而硬質(zhì)合金則具有高剛性和高硬度，所以能使刀具壽命較長、加工精度較高。M.A.Fd制造公司的鉆削生產(chǎn)部經(jīng)理JoeKueter指出，硬質(zhì)合金的高耐磨性使其制成微鉆后速度達(dá)到高速鋼的3倍，且壽命也能提高同時(shí)，硬質(zhì)合金的高剛性有助于正確定位和保持孔的尺

5、寸。然而，硬質(zhì)合金也不是萬能的，剛性高會(huì)使其容易崩裂。Guhring公司的現(xiàn)場(chǎng)銷售工程師PeterJones指出，用M35鈷高速鋼做微型鉆頭，可以在硬質(zhì)合金和普通高速鋼(M2、M7)之間取得較好的折衷。他說：“切削時(shí)在孔中產(chǎn)生熱，加上刀具的輾壓，使切削刃變鈍，并劃出溝道，最終導(dǎo)致工具損壞。而較高的含鈷量，使M35的抗熱性增加，并能較長時(shí)間保持刀刃鋒利。”此外，硬質(zhì)合金鉆頭需要仔細(xì)地安裝和使用，精確的同心度特別重要，因?yàn)椴煌脑斐傻膫?cè)向負(fù)

6、荷會(huì)導(dǎo)致鉆頭崩裂。三菱金屬材料(美國)公司的銑削和鉆削部高級(jí)生產(chǎn)經(jīng)理LarryBrenner建議：應(yīng)盡量在鉆頭旋轉(zhuǎn)的機(jī)床(如加工中心)上使用微鉆，他指出，加工中心的主軸能給予鉆頭正確的中心線定位，而車床上工件的偏心會(huì)導(dǎo)致鉆頭撓曲。因此，假如在車床上使用微鉆，則必須把每個(gè)影響同心度的因素事先調(diào)整好，特別對(duì)硬質(zhì)合金鉆頭更要注意，因其不能適應(yīng)彎曲變形。假如在車床上使用微鉆，最好把刀具轉(zhuǎn)塔的安裝孔重新鏜一刀，并且使用可調(diào)式鏜孔刀夾，以便把鉆頭和

7、工件的同心度調(diào)至最佳狀態(tài)。Brenner進(jìn)一步指出，要把刀夾的跳動(dòng)降至最小限度。為此，應(yīng)首選熱縮性刀夾，其次是液壓刀夾。要求刀夾套筒端面處的最大跳動(dòng)值在0.005～0.0076mm范圍內(nèi)。消除初始定心誤差任何鉆頭工作時(shí)，開始幾轉(zhuǎn)至關(guān)重要。因?yàn)殚_始切削時(shí)，鉆頭承受偏心力。此外，工件表面的不規(guī)則形狀會(huì)引起橫向滑步，導(dǎo)致刀具彎曲、折斷，或者至少是增大孔的偏差。對(duì)于直徑3mm以下的鉆頭，三菱公司建議先用剛性好的定心鉆打一個(gè)深度為1～2倍直徑的初

8、始孔。定心鉆的鉆尖頂角應(yīng)等于或大于最終鉆孔的微鉆頂角。若定心鉆的頂角較小，則隨后微鉆切入時(shí)，兩切削刃比頂尖先接觸工件，容易引起崩刃。如果不用定心鉆，則可采用這樣的極大地提高生產(chǎn)率。他回顧一家用戶的實(shí)際例子：鉆頭直徑1.397mm，孔深13.335mm，工件材料為302不銹鋼。以往采用常規(guī)冷卻(壓力為4個(gè)大氣壓)，采用鈷高速鋼鉆頭，轉(zhuǎn)速為1600rmin，單件工時(shí)42秒，鉆頭壽命175件。后來采用雙鉆頭加工新工藝：首先，采用三菱公司的MZ

9、E型整體硬質(zhì)合金定心鉆，無冷卻，轉(zhuǎn)速為6000rmin，進(jìn)給量0.0254mmr，定心孔深2.54mm。第二步，采用三菱公司MZS型內(nèi)冷卻微鉆，轉(zhuǎn)速9000rpm，進(jìn)給量0.0203mmr，分步切削步長1.397mm，冷卻液壓力達(dá)102個(gè)大氣壓。兩支鉆頭的單件加工工時(shí)合計(jì)為16.5秒(節(jié)省工時(shí)60%)，刀具壽命增加到875件。獲得如此巨大的好處，代價(jià)僅為每個(gè)零件刀具費(fèi)用提高3.3%。三菱公司的Brenner介紹，該公司生產(chǎn)直徑1mm至3

10、mm的微鉆，冷卻壓力至少達(dá)到68個(gè)大氣壓，隨鉆頭上的兩個(gè)微小冷卻孔尺寸而變。冷卻孔最小直徑為0.1524mm，用于直徑最小的鉆頭。為了確保充分的冷卻液流量，必須保證有足夠的壓力。對(duì)于大尺寸鉆頭，內(nèi)冷卻孔直徑達(dá)到1.524mm，在68個(gè)大氣壓下，其冷卻液流量達(dá)16.4升分，而在同樣壓力下，用微鉆鉆削時(shí)的冷卻液流量?jī)H為1.89升分。三菱公司還建議：冷卻系統(tǒng)應(yīng)能濾掉尺寸小至5微米的質(zhì)點(diǎn)使用的精密過濾套，不論采用內(nèi)密封還是外密封，應(yīng)能在68個(gè)大

11、氣壓保持密封。并建議采用水溶性冷卻液，帶EP類添加劑，如硫、氯等。由于油的粘度為水的8～10倍，所以不宜采用。M.A.Fd公司最新生產(chǎn)的內(nèi)冷卻微鉆系列(最小直徑1mm)，增加了鉆芯增量，這有助于保證鉆頭強(qiáng)度。內(nèi)冷卻螺旋孔貫穿鉆體，位置可貼近槽的前部或背部。該公司專注于開發(fā)小螺旋角內(nèi)冷卻鉆頭，因?yàn)樗兄谇行寂懦隹淄?。Kueter指出，內(nèi)冷卻鉆頭應(yīng)能大大減少分步切削次數(shù)，在加工冷作硬化型材料如304或316號(hào)不銹鋼時(shí)尤其重要。小孔帶來大挑

12、戰(zhàn)Starro精密產(chǎn)品公司是一家從事瑞士式螺紋加工和其它加工服務(wù)的公司。在內(nèi)冷卻微鉆的應(yīng)用方面和M.A.Fd公司有密切合作。該公司的銷售和制造副總裁LeeDwyer指出：“必須懂得，你所選用的冷卻液和刀具幾何角度能帶來什么效果。”Starro公司與眾不同之處就是在某些生產(chǎn)工序上公差保持在0.005mm。Dwyer指出，現(xiàn)有的鉆削數(shù)據(jù)，通常都用于鉆頭旋轉(zhuǎn)的場(chǎng)合，所以Starro公司不得不自行開發(fā)許多適用于螺旋機(jī)床和加工中心的微鉆應(yīng)用程序。

13、Dwyer指出：定心是決竅，必須使機(jī)床處于良好狀態(tài)，主軸徑向跳動(dòng)要小于0.0025mm內(nèi)冷卻微鉆的主要優(yōu)點(diǎn)是可提高刀具壽命和切削速度。與不用冷卻液的硬質(zhì)合金鉆頭相比，內(nèi)冷卻鉆頭的刀具壽命提高到3倍，切削速度提高30%，具體隨工件材料而異。對(duì)于長期應(yīng)用微鉆的場(chǎng)合，對(duì)整個(gè)切削系統(tǒng)的每一個(gè)要素加以優(yōu)化則顯得格外重要。KyoceraTycom公司的工業(yè)用微型刀具分公司全國銷售經(jīng)理TomKrueger指出：對(duì)于小批量生產(chǎn)，可使用價(jià)格低廉的標(biāo)準(zhǔn)工具

14、。但對(duì)于特定產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)車間應(yīng)對(duì)整個(gè)工序流程進(jìn)行分析和優(yōu)化。對(duì)于某種特定的工件材料，采用專用的鉆頭、鉆尖幾何參數(shù)、槽長、螺旋角以及柄部的直徑和長度，可以獲得最佳的使用效果。若再對(duì)使用鉆頭的機(jī)床進(jìn)行認(rèn)真分析，將會(huì)使生產(chǎn)率進(jìn)一步提高。Krueger列舉一個(gè)實(shí)例：在一臺(tái)特殊機(jī)床上，用一直徑為0.0381mm的鉆頭加工一種不銹鋼醫(yī)用零件，工件和刀具的轉(zhuǎn)速均為5000rpm，反向旋轉(zhuǎn)。由于接受KyoceraTycom公司建議，對(duì)加工過程