硬質合金鑽頭的合理選用—

硬質合金鑽頭的合理選用——考慮因素

詳細內容: 分類：鎢的知識; 發佈於：2013-08-09, 週五 09:10; 點擊數：975

選用硬質合金鑽頭時，需要考慮鑽削加工的尺寸精度要求，加工穩定性，排屑與冷卻液，每孔加工成本等等因素。

加工精度

選用硬質合金鑽頭時，首先需要考慮鑽削加工的尺寸精度要求。一般來說，被加工孔徑越小，其公差也越小。因此，鑽頭製造商通常根據被加工孔的名義直徑尺寸對鑽頭進行分類。在上述四種類型的硬質合金鑽頭中，整體硬質合金鑽頭的加工精度最高(φ10mm整體硬質合金鑽頭的公差範圍為0～0.03mm)，因此它是加工高精度孔的最佳選擇；焊接式硬質合金鑽頭或可更換硬質合金齒冠鑽頭的公差範圍為0～0.07mm，比較適合一般精度要求的孔加工；安裝硬質合金可轉位刀片的鑽頭比較適合重載粗加工，雖然它的加工成本通常低於其他幾種鑽頭，但其加工精度也比較低，公差範圍為0～0.3mm(取決於鑽頭的長徑比)，因此它一般用於精度要求不高的孔加工，或者通過換裝鏜刀片完成孔的精加工。

加工穩定性

除了考慮鑽孔精度要求外，選擇鑽頭時還需考慮加工機床的穩定性。機床穩定性對於鑽頭的安全使用壽命和鑽孔精度至關重要，因此需要仔細檢驗機床主軸、夾具及附件的工作狀態。此外，還應考慮鑽頭自身的穩定性。例如，整體硬質合金鑽頭剛性最好，因此可達到很高的加工精度。而硬質合金可轉位元刀片鑽頭的結構穩定性較差，容易發生偏斜。這種鑽頭上安裝了兩片可轉位刀片，其中內刀片用於加工孔的中心部分，外刀片則加工從內刀片至外徑處的外緣部分。由於在加工初始階段只有內刀片進入切削，鑽頭處於不穩定狀態，極易引起鑽體偏斜，且鑽頭越長，偏斜量越大。因此，在使用長度超過4D的硬質合金可轉位刀片鑽頭進行鑽削加工時，在開始鑽進階段時應適當減小進給量，進入穩定切削階段後再將進給率提高到正常水準。焊接式硬質合金鑽頭和可更換硬質合金齒冠鑽頭是由兩條對稱切削刃組成可自定心的幾何刃型，這種具有高穩定性的切削刃設計使其在切入工件時不需要減小進給率，只有當鑽頭傾斜安裝與工件表面成一定傾角切入時例外，此時建議在鑽入、鑽出時將進給率減小30%～50%。由於此類鑽頭的鋼制鑽體可產生微小變形，因此非常適合用於車床加工；而整體硬質合金鑽頭由於脆性較大，用於車床加工時較易折斷，尤其當鑽頭定心狀況不佳時更是如此。

排屑與冷卻液

排屑是鑽削加工中不容忽視的問題。事實上，鑽削加工中遇到最多的問題就是排屑不暢(加工低碳鋼工件時尤其如此)，且無論使用何種鑽頭均無法回避這一問題。加工車間經常採用外部注入冷卻液的方式輔助排屑，但這種方法只有在被加工孔深小於孔徑以及減小切削參數的情況下才有效。此外，必須選用與鑽頭直徑相匹配、合適的冷卻液種類、流量和壓力。對於沒有安裝主軸內冷卻系統的機床，則應使用冷卻液導管。被加工的孔越深，排屑就越困難，需要的冷卻液壓力也越大，因此應保證鑽頭製造商推薦的最小冷卻液流量，如冷卻液流量不足，則需要減小加工進給量。

每孔加工成本

生產率或每孔加工成本是影響鑽孔加工最重要的因素。為提高生產率，鑽頭製造商正致力於研究可集成多種操作工序的加工方法，並開發可實現高進給、高轉速加工的鑽削刀具。
最新開發的可更換硬質合金齒冠鑽頭具有優異的加工經濟性。鑽頭磨損後，用戶不必更換整個鑽體，只需更換硬質合金齒冠即可，其購買費用只相當於焊接式或整體硬質合金鑽頭重磨一次的費用。硬質合金齒冠更換容易且重複性精度極高，加工車間可用一支鑽體配備多個齒冠，以加工不同孔徑尺寸的孔。這種模組化的鑽削系統可減少直徑12～20mm鑽頭的編目費用，同時還可節省對焊接式或整體硬質合金鑽頭進行重磨時需要的備份刀具費用。

在考慮每孔加工成本時，還應將鑽頭的總壽命計算在內。一般來說，一支整體硬質合金鑽頭只能重磨7～10次，一支焊接式硬質合金鑽頭只能重磨3～4次，而可更換硬質合金齒冠鑽頭在加工鋼料時，其鋼制鑽體至少可更換齒冠20～30次。

由於焊接式或整體硬質合金鑽頭需要重磨，為避免刀具發生破損，車間在使用這種鑽頭時傾向於採用較低的切削參數，因此也會影響鑽削生產率。而可更換硬質合金齒冠鑽頭不需重磨，車間在加工時可採用最大的進給量和切削速度而不必擔心齒冠破損。

在許多情況下，由於焊接式或整體硬質合金鑽頭重磨後的切削刃形狀和刃口處理狀態與新鑽頭難以完全吻合，因此其切削性能也與新鑽頭存在一定差異。此外，如重磨過程中對切削刃處理不當，可能使刃口容易破損、鑽削扭矩和鑽削力加大、切削熱增加，從而導致鑽頭壽命縮短。而新型可更換硬質合金齒冠鑽頭的工作壽命則更為穩定一致。

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