可转位硬质合金镶刃钻头
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
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
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:
N=
v·S·r·Ks
(kW)
61·2h
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。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。
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