设计与精密加工之钻削知识二

2016-10-09


8、希望更快速地进行孔加工
试着计算了一下进行孔加工所花费的时间,发现所费时间之长超乎了想象,占到了全部加工时间的6成。 很想通过提高加工速度来实现加工的效率化,但提高加工条件的关键点在哪里呢?


高速钻孔加工所必需的条件

要实现孔加工的高速化,孔间的移动时间(进给速度和敏捷性)是关键,而刀具方面则需要满足以下条件。

(1)

高刚性的刀具材质
如果刀具材质自身的刚性不足,就无法提高转速进行加工。第一步是要选择超微粒子硬质合金之类的高刚性材质。

(2)

最适合的槽长
与立铣刀等相比,钻头由于芯厚较薄,如果槽长过长,刀具刚性将明显降低。要实施高速加工时,需要根据加工孔的深度选择槽长适合的钻头并尽可能地提高刚性。


使用槽长适合的钻头,能够大幅提高孔加工的效率。通过延长再研磨部分的长度,虽然可以增加再研磨次数以延长钻头的使用寿命,但随着加工速度的提升,加工效率将受到影响。在设定再研磨部分时,需要仔细研究以免影响加工效率。

(3)

高精度·高刚性的刀柄
使用能够高精度地夹持钻头、即使高速旋转也不发生颤振的高刚性刀柄也很重要。热膨胀刀柄最佳。


9、希望通过无级加工缩短加工时间
为防止切屑变长,现在无论加工什么孔都是以1mm为单位进行分级加工的。
想要从分级加工转换到无级加工,但是无级加工的最大可加工深度是多少呢?
还有,进行无级加工时的要点有哪些呢?


分级加工的效果(优缺点)

分级加工具有出色的排屑效果,而另一方面,也存在分级加工时发生的切削刃与切削面相互碰擦的现象会导致刀具寿命降低、加工时间变长,从而降低加工效率等缺点。尤其是在加工不锈钢等导热率低的工件时,可能会导致钻头寿命急剧降低。



无级加工的要点

无级加工是在刀具寿命和加工效率两方面均卓有成效的解决手段。下面对无级加工所需的技术条件进行说明。

(1)

加工条件
断屑的有效手段有加大进给量(mm/转)、提高钻头转速(切削速度)、确保充足的切削液供应等。
使用无级加工时,标准钻头的可加工深度为钻头直径的5~10倍左右,深孔加工用钻头的可加工深度为钻头直径10~20倍左右。

(2)

内冷型钻头的应用内冷型钻头因为可以切实地向刀具供应冷却液(含雾状冷却液),如果使用加长型钻头,最大可实现钻头直径15倍左右的无级加工。
此外,如果使用施加了能够提升涂层表面粗糙度的抛光处理和能够提升槽表面粗糙度的镜面槽处理的钻头,效果更佳。


10、希望将高硬度钢的孔加工从电火花加工转换为切削加工
50HRC以上的高硬度钢的孔加工通过细孔电火花加工和线切割加工进行,但加工时间太长。如果能够使用钻头进行高硬度钢的孔加工,可大幅缩短加工时间。请教高硬度钢用的刀具的选择、条件等。


分级加工的效果(优缺点)

分级加工具有出色的排屑效果,而另一方面,也存在分级加工时发生的切削刃与切削面相互碰擦的现象会导致刀具寿命降低、加工时间变长,从而降低加工效率等缺点。尤其是在加工不锈钢等导热率低的工件时,可能会导致钻头寿命急剧降低。



利用高硬度钢加工用钻头,取代电火花(线切割)加工

刀具材质的硬度在60HRC左右的传统高速钢钻头无法加工经过淬火的高硬度钢。但是,如今已成为主流产品的带涂层硬质合金钻头能够对50HRC以上的高硬度钢进行钻孔加工。
这其中,凭借表面硬度高的硅涂层、以及小螺旋角与大芯厚提高了刚性的高硬度钢加工用硬质合金钻头作为取代电火花加工的新刀具而受到瞩目。



11、希望将钻孔与倒角同时进行以提高加工效率
图纸指示在孔加工后必须进行倒角。要是有能够同时进行孔加工和倒角的刀具,不就可以缩短加工时间了吗?


利用台阶型钻头减少加工工序

通常可使用台阶型钻头来进行底孔与倒角的同时加工。台阶型钻头是同时具有加工底孔用的小直径部分和倒角用的大直径部分的复合刀具。

12、希望用一把钻头一次加工出底孔和沉头孔以提高加工效率和倒角加工一样,在加工内六角螺栓的安装孔时,要是有能够同时进行孔加工和锪孔加工的刀具,不就可以缩短加工时间了吗?

利用台阶型钻头减少工序

通常可使用台阶型钻头来进行螺栓孔与锪孔的同时加工。台阶型钻头是同时具有加工底孔用的小直径部分和锪孔用的大直径部分的复合刀具。

13、希望将孔的定位与倒角同时进行以提高效率
现行的孔加工工序是按照(1)使用中心钻进行定位 → (2)使用钻头进行孔加工 → (3)使用倒角钻进行倒角 的流程进行的,想要减少工序来提高效率。有没有好的办法?

通过定位与倒角的同时进行以提升加工效率以往的中心孔角为60°的中心钻可以进行定位,却不能同时进行90°/120°的倒角加工。
但是,通过使用先端角90°/120°的NC用定位钻、90°倒角中心钻,能够实现兼具倒角加工的定位底孔加工。
(1)先端角90°/120°NC用定位钻


(2)90°倒角中心钻


14、深孔加工费时,效率低
以往,超过刀具直径10倍的深孔加工是使用枪钻进行的,但加工很费时间。
要使用整体钻头进行高速加工的话,选择怎样的刀具,按怎样的步骤进行加工比较好?



正确的深孔加工方法使用整体钻头进行深孔加工时,需要使用专为深孔加工设计的深孔用加长型钻头。
但是,深孔用加长型钻头的槽长、全长都比较长,刀具刚性较低,因此需要注意振动的发生。
与通常的孔加工不同,使用深孔用加长型钻头进行深孔加工时,加工的要点是高精度的前加工和切削条件的调节等。以下所示为典型的深孔加工步骤。


(1)导向孔加工


加工导向孔时,请选择直径与加工孔径相同或大0.05mm左右的钻头。
对于高精度的钻孔来说,导向孔的精度提高也很重要,因此导向孔用铰刀精加工也非常有效。



(2)低转速插入


到达导向孔的底部附近前,不以切削转速旋转,而是以停止或低转速状态进行插入。



(3)切削转速


将转速提高到切削转速,开始执行加工。



(4)加工后


加工结束后,使钻头从孔底部离开,在转速下降至低转速状态后拔出。