硬质合金微钻的使用原则 Ⅴ

本文第4部分谈到使用硬质合金微钻加工时,有必要先用定心钻打定心孔,或采用降低初始进给量,逐步提高到正常进给量的方法,以消除初始定心误差。本文说明要注意确定硬质合金微钻的切削速度和进给量的初始推荐值。

硬质合金微钻使用中的另一挑战是要尽量提高转速,以发挥生产潜力,但就最大转速规范而言,钻头往往走在机床的前面。有的机床在其最高转速下运行,仍未达到微钻的最佳切削速度。例如直径为1mm的钻头,切削速度达到91.44m/min,要求机床主轴转速达到28000r/min。        

被加工材料的硬度,对于确定微钻切削速度和进给量的初始推荐值有很大影响。例如,有的公司推荐:用直径为1.32mm的整体硬质合金钻头加工1018低碳钢(20HRC)时,其切削速度选用91.44m/min,进给量选用0.038mm/r。但是该钻头加工塑料和合成材料时,切削速度可达198.12m/min,进给量达0.127mm/r。加工难加工材料(如镍基合金、钛合金)时,切削速度仅为15.24~18.29m/min,进给量仅为0.0305mm/r。    

硬质合金微钻

(未完待续。本文分为若干部分,这是第5部分,第4部分请参考:http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/80445-ti-10379

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硬质合金微钻的使用原则 Ⅳ

本文第3部分谈到应尽量在钻头旋转的机床上使用硬质合金微钻,并把钻头和工件的同心度调到最佳状态,避免钻头挠曲。本文讨论硬质合金微钻在使用时要注意消除初始定心误差。

注意消除初始定心误差。任何钻头工作时,开始的几转至关重要。因为开始切削时,钻头承受偏心力。此外,工件表面的不规则形状会引起横向滑步,导致刀具弯曲、折断,或者至少是增大孔的偏差。        

对于直径3mm以下的钻头,建议先用刚性好的定心钻打一个深度为1~2倍直径的初始孔。定心钻的钻尖顶角应等于或大于最终钻孔的硬质合金微钻顶角。若定心钻的顶角较小,则随后微钻切入时,两切削刃比顶尖先接触工件,容易引起崩刃。        

如果不用定心钻,则可采用这样的方法:使硬质合金微钻开始切入时的进给量远低于随后的正常进给量。例如钻头直径1.613mm,孔深12.7mm,正常进给量规定为0.0508mm/r,开始用0.0127mm/r的进给量推进0.254mm,也可推进到刃带开始接触工件,然后再转为正常进给。这种办法同样可防止钻头滑步。        

硬质合金微钻

(未完待续。本文分为若干部分,这是第4部分,第3部分请参考:http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/80405-ti-10369;第5部分请参考:http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/80446-ti-10380

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柱齿型硬质合金风钻头 Ⅱ

本文第1部分提到,柱齿型硬质合金风钻头,简称柱齿钎头,适用于大功率冲击钻机,不需要换钎,不易卡钎,欧美和我国都在大力推广。本部分介绍我国在这方面的研究发进展。

随着我国科研的开展,一些新型柱齿型硬质合金风钻头相继出现,它们普遍具有进尺快、寿命长、使用成本低的特点。比如中小柱齿型硬质合金风钻头,已在矿山得到推广应用,平均寿命均比矿山现用老一字形和十字型钎头提高1~5倍,可广泛用于矿山、隧道、山石开采等凿岩工程。再比如YS-1型柱齿钎头,在结构上采用了三翼四齿的钻头体、弧槽形排粉沟槽,适用于硬、中硬、软岩的三种齿形。该钎头选择精铸中碳合金结构钢为钻头体材料,采用先进钎焊固齿工艺,以及与之相匹配的热处理工艺,使得这种钎头凿岩快速、高效、寿命长、粉尘小。

我国研究者从多年的钎头生产和使用中 ,发现圆头硬质合金柱易钝化 ,而弹头硬质合金柱易碎。根据球形压模破岩的有效机理和弯曲应力恒等的要求 ,设计出耐钝硬质合金柱齿型钻头 ,并分析了球形压模下岩石应力分布规律以及球形压模和楔形压模对应力分布规律的影响 ,证明了耐钝硬质合金柱破岩有效 ,钻速快 ,抗冲击 ,不易钝化。

柱齿型硬质合金风钻头

(结束。本文分为2部分,这是第2部分,第1部分请参考http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/80442-ti-10376

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柱齿型硬质合金风钻头Ⅰ

硬质合金风钻头根据钻头形状分类主要由一字型,十字型, 三刃型,柱齿型。实际作业中要根据凿岩机型号、性能、岩石硬度、韧性、风压(水压)情况选择钎头硬质合金牌号和钎头型号。

柱齿型硬质合金风钻头,也叫柱齿型硬质合金钎头,或简称柱齿钎头,是重型凿岩机和台车机械化作业线较好的配套工具。柱齿钎头是凿岩工具上的一项新的科研成果,它是根据牙轮钻头破岩原理研制成功的。柱齿钎头具有不需要换钎和不易卡钎的优点,可配用大冲击功率钻机,是提高昂贵凿岩台车效率的主要手段。

由于柱齿钎头与片状钎头相比具有其独特的一些优点,因而近年来瑞典、日本、 美国等工业发达国家的柱齿钎头的生产已经系列化了,预计将有取代片状钎头的趋势。国内外除亚伦钻头和潜孔钻头已经实现柱齿外,自70年代起,各种小直径硬质合金柱齿钎头的应用也越来越多,目前,国际钎具市场上,柱齿型硬质合金钎头的销售总量已经超过刀片型钎头,达到钎头销售总量的70%以上。而我国这种钎头却作为一种新型凿岩工具刚开始应用,考虑到在我国由于机械化程度不高,矿山风压较低(4~5公斤/厘米~2),全面推广和取代片状钎头尚不可能,但较大面积的推广却正在进行中。随着矿山机械化程度的提高及管理水平的改进,使用柱齿钎头的经济效果,将越来越明显,柱齿钎头将会有越来越广阔的前景。目前,全国一些钎头 生产厂也陆续开始生产柱齿钎头,有些矿山也开始自己制造柱齿钎头,如龙烟铁矿、大厂、漓渚铁矿等。制造柱齿钎头的关键工艺——固齿,在国内均有不同程度的报道。

柱齿型硬质合金风钻头

(未完待续。本文分为2部分,这是第1部分,第2部分请参考http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/80444-ti-10377

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一字型硬质合金风钻头

硬质合金风钻头根据钻头形状分类主要由一字型, ,十字型, 三刃型,柱齿型。实际作业中要根据凿岩机型号、性能、岩石硬度、韧性、风压(水压)情况选择钎头硬质合金牌号和钎头型号。

一字型硬质合金风钻头是指钎头头部只嵌焊一片硬质合金的钎头。它是锥形杆(成品钎)的配套产品,通常与B22凿岩钻杆配套使用,与锥形钎通过锥孔连接。 

一字型系列钎头制造工艺简单,重磨方便,工作可靠,对岩体性能的适应性强。常配合轻型内燃、电动、气动和液压凿岩机,在各类岩石中钻凿直径D50mm以下的岩孔。由于其价格便宜等特点,目前仍是我国采掘工业中中、小直径岩孔钻凿工程所使用的主要钎头品种。 常用型号:φ28, φ32, φ34, φ36, φ38, φ40, φ42,其中40型号用的最多。 

用途:一字型硬质合金风钻头用于凿岩破碎。主要用在矿山开采、隧道挖掘、 工程建设项目等领域。可对岩层或煤层钻孔。对混凝土等进行的钻孔作业中,能缓和钻孔状态突然改变的情况,使钻孔作业稳定,即使在产生大粒的切屑时,钻孔效率也不致降低的钻头。 

一字型硬质合金风钻头

(结束)

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添加Co元素对钨铜合金电极性能的影响 (四)

由于钨铜合金电极有极大部分用于电火花加工(EDM),所以对于其电导率的测定就显得十分重要。而电导率对杂质和孔隙度及其敏感,就如加入的钴Co元素就对钨铜合金电极的电导率有着很大的影响。以下是钴Co添加量对钨铜合金电极电导率的影响图:

钨铜合金电极
















从图中我们可以了解到,Co元素的加入使得钨铜合金电极的电导率急剧下降,在未加钴Co元素之前,电导率约为34.5%IACS,而加入0.2%的钴Co元素后,电导率大幅度降低,由起始的34.5%IACS降为16.4%IACS。并且随着Co含量的持续增加,电导率继续下降。这是由于钨在Co中溶解,虽然这在一定程度上促进了烧结致密化的进行,但是大量的固相钨颗粒相互接触粘接形成连续的钨骨架,却也限制了液相铜Cu的熔渗,从而使得钨铜合金电极的组织不均匀。

更多添加Co元素对钨铜合金电极性能的影响相关内容请参考以下链接:

http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/80340-ti-10313 
http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/80344-ti-10314 
http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/80412-ti-10370

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添加Co元素对钨铜合金电极性能的影响 (三)

采用钴Co粉作为活化剂,可以大大促进钨骨架的固相烧结。有研究表明,钨颗粒表面由于W6CO7相或者是原子Co的存在,使其具有更好的润湿性,造成烧结时颗粒的重排提高。虽然润湿性能的改善不能完全排除Co添加剂的影响,但是通过高的相界扩散,物质传递的增强,是Co作为添加剂的主要的效果。在钨骨架的加热过程中,钨在Co中溶解时,首先在钨颗粒表面生成“载体相”,然后钨原子通过该相向Co相中不断扩散,在液相烧结时优先形成连通的骨架。以下是Co-W与Co-Cu相图:

钨铜合金电极












熔渗时,液相Cu发生粘性流动充填孔隙,使得致密化程度进一步提高。当Co含量超过0.2%时,材料中的孔隙基本消除,大量的固相钨颗粒相互接触粘接形成连续骨架,限制了液相Cu的流动,造成致密度进一步提高较为困难,而且由于钨颗粒的长大使得密度有所降低。

更多添加Co元素对钨铜合金电极性能的影响相关内容请参考以下链接:

http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/80340-ti-10313 
http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/80344-ti-10314

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硬质合金微钻的使用原则 Ⅲ

本文第2部分谈到硬质合金的高刚性使硬质合金微钻具有优良的切削性能和使用寿命,但也因此容易折断,故需注意刀具硬度和韧性之间平衡的原理。本文讨论硬质合金微钻在安装方面的注意事项。

硬质合金微钻需要仔细地安装和使用,精确的同心度特别重要,因为不同心造成的侧向负荷会导致钻头崩裂。因此,应尽量在钻头旋转的机床(如加工中心)上使用微钻,他指出,加工中心的主轴能给予钻头正确的中心线定位,而车床上工件的偏心会导致钻头挠曲。因此,假如在车床上使用硬质合金微钻,则必须把每个影响同心度的因素事先调整好,特别对硬质合金钻头更要注意,因其不能适应弯曲变形。      

假如在车床上使用微钻,最好把刀具转塔的安装孔重新镗一刀,并且使用可调式镗孔刀夹,以便把钻头和工件的同心度调至最佳状态。要把刀夹的跳动降至最小限度。为此,应首选热缩性刀夹,其次是液压刀夹。要求刀夹套筒端面处的最大跳动值在0.005~0.0076mm范围内。

硬质合金微钻

(未完待续。本文分为若干部分,这是第3部分,第2部分请参考http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/80404-ti-10368

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硬质合金微钻的使用原则Ⅱ

本文第1部分谈到硬质合金微钻也叫小直径硬质合金钻头,直径小于3.175mm,使用时要综合考虑钻头本身因素和孔深、工件结构等钻削过程中的诸多因素。本文讨论硬质合金微钻的优越性能和缺陷,及如何在刀具的硬度和韧性之间取得平衡。

众所周知,钻头的长度和直径之比越大,其弯曲倾向增加。减小长径比,可以减小挠曲力,从而避免钻头折断和孔径误差加大。较深的孔要求钻头有较大的长径比。通常孔深超过3倍直径就是“深孔”,而微钻的孔深一般都要超过这个限度。如直径为3.175mm的钻头加工孔深31.75mm的孔,长径比达10:1;而直径为0.508mm的钻头加工孔深25.4mm的孔,其长径比达到50:1。所以,随着钻头直径减小和脆性的增加,挠曲便成为产生很多问题的根源。而控制钻头的脆性,就要在刀具基体的硬度和韧性之间加以权衡。

一般说来,高速钢钻头容许有一定的挠度并能承受相应的弯曲力,但是,高速钢具有的这种弹性变形能力和较低的硬度,也使其耐磨性降低,从而限制了刀具的寿命。而硬质合金微钻则具有高刚性和高硬度,所以能使刀具寿命较长、加工精度较高。硬质合金的高耐磨性使其制成微钻后速度达到高速钢的3倍,且寿命也能提高;同时,硬质合金微钻的高刚性有助于正确定位和保持孔的尺寸。 

然而,硬质合金也不是万能的,刚性高会使其容易崩裂。用M35钴高速钢做微型钻头,可以在硬质合金和普通高速钢(M2、M7)之间取得较好的折衷。他说:“切削时在孔中产生热,加上刀具的辗压,使切削刃变钝,并划出沟道,最终导致工具损坏。而较高的含钴量,使M35的抗热性增加,并能较长时间保持刀刃锋利。”       

硬质合金微钻

(未完待续。本文分为若干部分,这是第2部分,第1部分请参考http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/80334-ti-10348;第3部分请参考 http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/80405-ti-10369

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整体硬质合金三刃麻花钻的结构特点

由于三刃麻花钻加工时轴向力与转矩较大(比普通麻花钻增大约20%),因此国外通常采用硬质合金材料制造整体三刃麻花钻,以适应数控机床、加工中心、专机流水线等自动化柔性生产线的加工需要。整体硬质合金三刃麻花钻在L/d≤3的范围内(L为钻孔深度)可实现高速切削(v=60~80m/min),可用于钻削高强度钢、钛合金等材料。目前整体硬质合金三刃麻花钻已广泛应用于汽车制造业,切削效果良好,弥补了整体高速钢钻头耐用度不高的缺陷。

硬质合金三刃麻花钻具有如下结构特点:钻芯厚度大,一般为钻头直径的15%~30%(以20%~25%为最佳);钻头刚性强,定心性能和导向性较好;钻孔时切削平衡,无晃振现象,加工精度较高,孔形的圆柱度、直线度、表面粗糙度等均比普通麻花钻有较大改善。

三刃麻花钻的钻尖结构如下图所示。在钻尖轴心截面内均匀分布有三条主切削刃、三条横刃和三条容屑槽(对钻头轴心成120°等分分布)。三个均匀分布的相邻后面相交形成一条曲线形横刃,即形成一束(三条)交汇于钻心的尖锥辐射型横刃。该结构使钻头具有较大负前角,改善了切入定心条件。

硬质合金三人麻花钻切削刃结构

(结束)

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