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。碳钢和低合金钢180～3200.05～0.10.1～0.250.15～0.3不锈钢120～280≤0.10.1～0.250.12～0.3铸铁100～180≤0.120.1～0.30.2～0.4铝250～450≤0.150.15～0.30.15～0.4

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

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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。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。

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