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切削头可换式CHAM钻头

2019-07-03 00:00390
孔加工是一种很普通的加工,但由于看不到加工部位,相对于加工直径以及加工长度较长等缘故,因而它又是一种比较困难的加工作业。在小直径孔加工方面,过去大都使用稳定性良好的高速钢钻头、硬质合金整体式或焊接式钻头,但由于换刀时刃尖长度调整耗时较多,重磨时的寿命控制也很困难,加上其他一些原因,使用起来总感到不十分理想。为解决上述问题,ISCAR公司开发出一种切削头可更换的CHAM钻头,由于在性能上具有许多优点,投放市场后,颇受用户欢迎。

1.CHAM钻头的特点

  • 可换式自夹紧切削头:CHAM钻头的切削头是利用刀杆的弹性自行夹紧,因此,不需要锁紧螺钉,装上切削头后,只需扭转1/4圈(90°)即可自行锁紧,装卸时间很短;而且切削头可在机床上直接更换,因此,可提高机床加工效率和降低生产成本。
  • 特殊的切削头形状:切削头形状是ISCAR公司自行设计的,对那些不能用磨削成形的形状,可由切削头的曲线切削刃去完成。为了减小切削力和增强韧性,切削头采用新开发的涂层IC528(TiCN)和IC908(TiAlN)复合处理,从而可延长刀具寿命和实现稳定切削加工。
  • 不必对刃尖位置进行调整:由于切削头可更换,因此,可保持很高的刃尖位置精度。整体硬质合金钻头和焊接式钻头经过重磨后,工具长度均有所变化,必须对刃尖位置进行调整,才能保证加工精度;但CHAM钻头的刃尖不需要调整即可再次启动加工,因此,可增加实际加工时间,降低生产成本。
  • 不需重磨:刀具经过重磨,必然会降低使用寿命。CHAM钻头是采用更换切削头方式,其工具寿命非常稳定,每个孔分摊的工具成本也将随之降低。由于不存在因重磨而出现寿命的波动,因此,CHAM钻头可用于要求稳定性较高的加工领域。
  • 切削头具有多种类型:目前,有三种形状供用户选择,即140°标准切削头、90°倒棱切削头、扁平孔专用切削头。选用时应注意,8~14.5mm的钻头体上,可安装尺寸增大0.9mm的切削头,15~20mm的钻头体上,可安装尺寸增大0.9mm的切削头,这样,可减少钻头库存数量,降低工具管理费用。另外,钻头体的L×D为3倍和5倍,均已实现标准化。
  • 倒棱附件:加工深度可调的倒棱附件也已实现标准化,装上该附件后,可在深孔加工的同时进行倒棱。因此,无需另设倒棱工序。

2.加工成本

加工成本中,除工具成本外,还要受换刀时间的影响,换刀停机时间长,必然影响机床的加工效率,停机时间短,单位时间的加工数量必然增加,加工成本也必然随之下降。CHAM钻头的停机时间短,因此,加工成本也就更低。表1为推荐的切削条件,表2~4为加工实例。从这些统计数据中,可明显看出,CHAM钻头对提高生产效率,降低加工成本十分有利。表1 使用CHAM钻头时,推荐的切削条件被加工材料切削速度
m/min进给量
mm/r碳钢80~1300.15~0.25合金钢(≤900N/mm²)80~1200.13~0.22合金钢(>900N/mm²)60~1000.13~0.22不锈钢(马氏体)30~700.13~0.22钛合金30~400.20~0.25铝合金100~1500.25~0.35灰铸铁100~1500.25~0.40球墨铸铁80~1200.22~0.27表2 加工实例(1)被加工材料S45C使用机床车床 CHAM钻头原有钻头切削头1D1-130-SG(TiCN)整体硬质合金,13切削速度(m/min)6535进给量(mm/r)0.20.15工具寿命(孔)1000~1100800~100切削长度(m)50~5540~50结果工具寿命提高15%~20%,加工时间缩短60%。表3 加工实例(2)被加工材料SCM440H加工深度10mm;使用机床加工中心 CHAM钻头原有钻头切削头1D1-145-SG(TiCN)高速钢+PVD,14.6切削速度(m/min)6022进给量(mm/r)0.180.3工具寿命(孔)50080~100切削长度(m)5010结果工具寿命提高400%,加工时间缩短40%,由于缩短了换刀时间,机床加工效率大为提高。表4 加工实例(3)被加工材料PCD500加工深度48mm使用机床加工中心 CHAM钻头原有钻头切削头1D1-120-SG(TiAlN)整体硬质合金,12.3切削速度(m/min)8561进给量(mm/r)0.20.16工具寿命(孔)20,0002,000切削长度(m)96096结果工具寿命提高900%,加工时间缩短45%,换刀时间减为2分钟,从而提高了机床加工效率。由于是外部供给冷却液,因此,采用15mm间隔的分段进给方式。

3.使用注意事项

  1. 更换切削头时,用专用夹具将切削头扭转90°即可自动夹紧。
  2. 当切削头插入时,如果不使用夹具也能扭转,即表明刀体不能继续使用。
  3. 工具中心振摆应控制在0.02mm以内。
  4. 如刀具为内部供液方式,可使用切削油剂,在车削加工中,推荐与外部供液方式并用;如刀具为外部供液方式,最大加工深度应控制在刀具直径的2倍左右,并采用间断进给方式,刃尖应从工件外部切入和退出。
  5. 应根据磨损、动力消耗、孔径变化、加工粗糙度等来判断切削头是否应更换。
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