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走进钻孔难题

2018-08-12 00:00440
        很多可转位镶刃钻头所面临的问题是它们有这样两把刀片,刀片的刀刃重叠以形成正确的切削直径。因此即使钻头有两个槽,两把刀片也只能作为一个单一且不对称的刀刃来工作。这样的设计本身就是不平衡的。因此,可转位钻头必须在进入切削时兼顾进给量和速度,迫使用户在经济效益和生产率之间作出折衷。
        
        伴随这种不平衡进入的另一个问题是孔径公差。典型的情况是,可转位钻头的中心刀片首先进入。这就产生一个较大的径向切削力,它很可能会导致钻体偏斜。一旦钻头偏离中心推进,它就不能生产出紧密公差孔。
        
        由于这些原因,可转位钻头通常仅限于孔的初钻。当要求的总公差小于0.012到0.016 英寸时,需要在可转位钻头初加工后进行二次加工。
         这里显示的是两个
刀片的相对位置和
他们相对于钻头中
心的位置。数字指
示了刀片的刀刃部
分进入工件材料的
顺序。
        近来,几个切削工具制造商再次检查了可转位镶刃钻头,寻找方法来克服它们的设计中所固有的不平衡切削力的缺点。在这方面最新的研发成果是Sandvik Coromant (位于新泽西州的费尔劳恩)推出的CoroDrill 880。据Sandvik产品专家Bruce Carter说,该可转位钻头的设计避开了由于不平衡切削力而带来的问题,因此它在保持了带有四个可用刀刃的刀头的经济性的同时,提高了生产率和孔的质量。
        
        关键在于公司提出的“步进技术”这一概念。这个词描述了刀片的刀刃“逐步”进入工件的情况,据说它大大减少了过去可转位钻头所带有的径向切削力。该概念涉及两个具有不同几何结构和不同切削特性的刀片。中心刀片具有明显的不规则边几何结构,而外围的刀片结合了一种雨刷的几何结构。
        
        进入工件的第一步,中心刀片的外圆角接触工件。这允许钻头使用相对较低的径向切削力开始切削,使偏斜达到最小程度。第二步,外围刀片的转角接触工件。这平衡了中心刀片产生的力。第三步,也就是最后一步,中心刀片的剩余部分开始切削。三个步骤全部显示在插图(上)中。
        
        Carter先生说通过按照三个相对小的步骤进入切削过程,使切削力减小到典型镶刃钻头所产生的力的一半以下,两个刀片互相平衡,因此实际上消除了进给偏差。平衡进给、低径向切削力和极小偏斜这三点结合起来带来了以下好处:
        
        ◆ 更精确的孔公差。
        ◆ 根据材料不同,最高可提高进给速度达100%。
        ◆ 能更有把握地钻4倍或更大倍数直径的孔。
        ◆ 消除了根据公差要求进行二次孔径精加工的需要。
        
        提到的另一个好处是该设计允许外围刀片拥有四个完全可用的刀刃。一些带有直角刀片的可转位钻头在进给速度超过0.005 ipr时牺牲了第四个刀刃。
        
        然而,利用步进技术,在进给速度高达0.013 ipr时,中心刀片与众不同的形状保护了第四个刀刃。
        
        最后,Carter指出,即使在新设计可能带有的更高进给速度下,外围刀片的刮擦技术也能产生极好的表面光洁度。试验中,在0.004 ipr的进给速度下能达到20微英寸的表面光洁度,在进给速度高达0.013 ipr时,表面光洁度为80到120微英寸。
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