設計與精密加工之鉆削知識二

2016-10-09


8、希望更快速地進行孔加工
試著計算了一下進行孔加工所花費的時間,發現所費時間之長超乎了想象,占到了全部加工時間的6成。 很想通過提高加工速度來實現加工的效率化,但提高加工條件的關鍵點在哪里呢?


高速鉆孔加工所必需的條件

要實現孔加工的高速化,孔間的移動時間(進給速度和敏捷性)是關鍵,而刀具方面則需要滿足以下條件。

(1)

高剛性的刀具材質
如果刀具材質自身的剛性不足,就無法提高轉速進行加工。第一步是要選擇超微粒子硬質合金之類的高剛性材質。

(2)

最適合的槽長
與立銑刀等相比,鉆頭由于芯厚較薄,如果槽長過長,刀具剛性將明顯降低。要實施高速加工時,需要根據加工孔的深度選擇槽長適合的鉆頭并盡可能地提高剛性。


使用槽長適合的鉆頭,能夠大幅提高孔加工的效率。通過延長再研磨部分的長度,雖然可以增加再研磨次數以延長鉆頭的使用壽命,但隨著加工速度的提升,加工效率將受到影響。在設定再研磨部分時,需要仔細研究以免影響加工效率。

(3)

高精度·高剛性的刀柄
使用能夠高精度地夾持鉆頭、即使高速旋轉也不發生顫振的高剛性刀柄也很重要。熱膨脹刀柄最佳。


9、希望通過無級加工縮短加工時間
為防止切屑變長,現在無論加工什么孔都是以1mm為單位進行分級加工的。
想要從分級加工轉換到無級加工,但是無級加工的最大可加工深度是多少呢?
還有,進行無級加工時的要點有哪些呢?


分級加工的效果(優缺點)

分級加工具有出色的排屑效果,而另一方面,也存在分級加工時發生的切削刃與切削面相互碰擦的現象會導致刀具壽命降低、加工時間變長,從而降低加工效率等缺點。尤其是在加工不銹鋼等導熱率低的工件時,可能會導致鉆頭壽命急劇降低。



無級加工的要點

無級加工是在刀具壽命和加工效率兩方面均卓有成效的解決手段。下面對無級加工所需的技術條件進行說明。

(1)

加工條件
斷屑的有效手段有加大進給量(mm/轉)、提高鉆頭轉速(切削速度)、確保充足的切削液供應等。
使用無級加工時,標準鉆頭的可加工深度為鉆頭直徑的5~10倍左右,深孔加工用鉆頭的可加工深度為鉆頭直徑10~20倍左右。

(2)

內冷型鉆頭的應用內冷型鉆頭因為可以切實地向刀具供應冷卻液(含霧狀冷卻液),如果使用加長型鉆頭,最大可實現鉆頭直徑15倍左右的無級加工。
此外,如果使用施加了能夠提升涂層表面粗糙度的拋光處理和能夠提升槽表面粗糙度的鏡面槽處理的鉆頭,效果更佳。


10、希望將高硬度鋼的孔加工從電火花加工轉換為切削加工
50HRC以上的高硬度鋼的孔加工通過細孔電火花加工和線切割加工進行,但加工時間太長。如果能夠使用鉆頭進行高硬度鋼的孔加工,可大幅縮短加工時間。請教高硬度鋼用的刀具的選擇、條件等。


分級加工的效果(優缺點)

分級加工具有出色的排屑效果,而另一方面,也存在分級加工時發生的切削刃與切削面相互碰擦的現象會導致刀具壽命降低、加工時間變長,從而降低加工效率等缺點。尤其是在加工不銹鋼等導熱率低的工件時,可能會導致鉆頭壽命急劇降低。



利用高硬度鋼加工用鉆頭,取代電火花(線切割)加工

刀具材質的硬度在60HRC左右的傳統高速鋼鉆頭無法加工經過淬火的高硬度鋼。但是,如今已成為主流產品的帶涂層硬質合金鉆頭能夠對50HRC以上的高硬度鋼進行鉆孔加工。
這其中,憑借表面硬度高的硅涂層、以及小螺旋角與大芯厚提高了剛性的高硬度鋼加工用硬質合金鉆頭作為取代電火花加工的新刀具而受到矚目。



11、希望將鉆孔與倒角同時進行以提高加工效率
圖紙指示在孔加工后必須進行倒角。要是有能夠同時進行孔加工和倒角的刀具,不就可以縮短加工時間了嗎?


利用臺階型鉆頭減少加工工序

通??墑褂錳ń仔妥暉防唇械卓子氳菇塹耐奔庸?。臺階型鉆頭是同時具有加工底孔用的小直徑部分和倒角用的大直徑部分的復合刀具。

12、希望用一把鉆頭一次加工出底孔和沉頭孔以提高加工效率和倒角加工一樣,在加工內六角螺栓的安裝孔時,要是有能夠同時進行孔加工和锪孔加工的刀具,不就可以縮短加工時間了嗎?

利用臺階型鉆頭減少工序

通??墑褂錳ń仔妥暉防唇新菟子靦量椎耐奔庸?。臺階型鉆頭是同時具有加工底孔用的小直徑部分和锪孔用的大直徑部分的復合刀具。

13、希望將孔的定位與倒角同時進行以提高效率
現行的孔加工工序是按照(1)使用中心鉆進行定位 → (2)使用鉆頭進行孔加工 → (3)使用倒角鉆進行倒角 的流程進行的,想要減少工序來提高效率。有沒有好的辦法?

通過定位與倒角的同時進行以提升加工效率以往的中心孔角為60°的中心鉆可以進行定位,卻不能同時進行90°/120°的倒角加工。
但是,通過使用先端角90°/120°的NC用定位鉆、90°倒角中心鉆,能夠實現兼具倒角加工的定位底孔加工。
(1)先端角90°/120°NC用定位鉆


(2)90°倒角中心鉆


14、深孔加工費時,效率低
以往,超過刀具直徑10倍的深孔加工是使用槍鉆進行的,但加工很費時間。
要使用整體鉆頭進行高速加工的話,選擇怎樣的刀具,按怎樣的步驟進行加工比較好?



正確的深孔加工方法使用整體鉆頭進行深孔加工時,需要使用專為深孔加工設計的深孔用加長型鉆頭。
但是,深孔用加長型鉆頭的槽長、全長都比較長,刀具剛性較低,因此需要注意振動的發生。
與通常的孔加工不同,使用深孔用加長型鉆頭進行深孔加工時,加工的要點是高精度的前加工和切削條件的調節等。以下所示為典型的深孔加工步驟。


(1)導向孔加工


加工導向孔時,請選擇直徑與加工孔徑相同或大0.05mm左右的鉆頭。
對于高精度的鉆孔來說,導向孔的精度提高也很重要,因此導向孔用鉸刀精加工也非常有效。



(2)低轉速插入


到達導向孔的底部附近前,不以切削轉速旋轉,而是以停止或低轉速狀態進行插入。



(3)切削轉速


將轉速提高到切削轉速,開始執行加工。



(4)加工后


加工結束后,使鉆頭從孔底部離開,在轉速下降至低轉速狀態后拔出。