GIGA钻头(GIGA-Drill)：四刃切削的高性能钻头科太克 |
一直以来，业内对玛帕(MAPAL)产品的认识主要体现在铰刀及复合刀具上。作为孔精密加工领域的领导者，玛帕在钻削刀具的开发上也一直走在技术前沿，并且不断在应用上突破传统。目前玛帕不仅可为用户提供各种规格的标准类钻头，且能发挥自身在非标领域的技术积累为用户量身定做各种高性能非标钻头。 一个成功的创新工艺实例，GIGA钻头，高精度的整体硬质合金四槽钻头，在钢、铸铁及铝合金类材料的加工上有着极佳的表现。在一支刀具上很好综合了切削、导向及支撑这些任务，这与传统的附加倒棱钻头不同，四条非对称刃带既是切削刃又是支撑刃，即使在双倍甚至更高进给下也给保证平稳切削，这是目前市场上加工效率最高的钻头，体现了玛帕一贯的开发思想。 GIGA钻头的四条刃带中，由两条切削刃及其棱带各为一组分别承担钻孔和精镗孔任务。通过对两组切削刃的配置和相应的磨削，使钻头具有很高的钻孔精度(可达IT8)，表面粗糙度最佳可至Ra 0.8µm，同心度小于4µm，并有很高的尺寸稳定性，即使加工非连续孔也能获得上述相同的效果。此外还有专为钻削加工开发的MXF涂层，确保在高温恶劣环境下也能正常切削。我们的实践表明此类钻头的寿命非常长且磨损极低。 对有预铸孔、交叉孔、斜孔、破孔类零件的加工，一直以来都是备受用户困扰的难题。传统钻头不仅无法保证稳定的质量要求，提高效率更是遥不可及。而GIGA钻头很好地解决了这些问题，它不仅能修正预孔的位置度偏差，且能保证孔有良好的直线度。可以这样说，GIGA钻头，一支钻头复合了传统加工数支刀具才能完成的加工内容。 下面简要介绍这款钻头的应用实例，从中可以了解到它的优良性能。 - 加工实例1：用直径Ø24mm、总长203mm的GIGA钻头加工由铝合金AlSi9制造的V8/V12汽缸盖上预铸的火花塞孔，孔的长度为120mm，其开始部分的10mm是在5°～7°的斜面上。采用的切削参数见(表1)。GIGA钻头的加工寿命高达9000个孔，首次实现了火花塞孔的无故障加工，使以前在加工中产生强烈颤振甚至钻头折断的情况不再出现。
| 表1 切削参数 |
| | 孔深
mm | 进给速度
(mm/min) | 切削速度
(m/min) | 进给量
(mm/r) | 钻削时间
(s) |
|---|
| 开始阶段 | 10 | 350 | 125 | 0.18 | 1.7 |
| 后续阶段 | 110 | 4000 | 250 | 1.2 | 1.6 |
- 加工实例2：这个从原来的加工方式改用GIGA钻头来加工操纵齿轮架(材料为GG25，详情见表2)展示一个特别成功的故事 。结果改善意味着每年可节省3万多欧元！
- 加工实例3：应用GIGA钻头加工6汽门和4汽门汽缸盖的连接螺栓孔。工件材料为灰铸铁HT250，孔径Ø13mm，孔深40mm，采用SK40刀柄。原来采用普通双刃带钻头加工，转速2450r/min (Vc=100m/min)，进给650mm/min，加工一个4汽门缸盖上的孔需要约70秒，加工一个6汽门缸盖上的孔需要95秒，钻头寿命为1250个孔(相当于切削长度50m)。用GIGA钻头后，4汽门缸盖孔的加工时间缩短为36秒，6汽门缸盖孔的加工时间缩短为52秒，按平均产量计算可节省500个小时的加工时间。GIGA钻头采用的转速为2000r/min，进给为1200mm/min，钻头寿命达到140m (3500个孔)，几乎是普通双刃带钻头的3倍。 表2 操纵齿轮架
| 工序 | 使用钻头 | 转速
(r/min) | 进给量
(mm/r) | 刀具寿命
(件) |
|---|
加工边缘孔
Ø8.7mm | 整体硬质合金钻头 | 3,600 | 0.20 | 15,000 |
| GIGA钻头 | 3,600 | 0.50 | 15,000 |
| 减少切削时间150%科太克 |
加工台阶孔
Ø20.6/25.2mm | 整体硬质合金钻头 | 1,800 | 0.20 | 1,500 |
| GIGA钻头 | 1,500 | 0.40/0.60 | 6,000 |
减少切削时间100%, 4倍的刀具寿命
不需另行单独加工Ø20.6科太克 |
加工控制边孔
Ø5.5/6mm
(使用钻套) | 整体硬质合金钻头 | 4,400 | 0.04 | 900 |
| GIGA钻头 | 4,400 | 0.06 | 13,500 |
减少切削时间50%
15倍的刀具寿命科太克 |
加工台阶孔
Ø6mm | 整体硬质合金钻头 | 6,500 | 0.04 | 5,000 |
| GIGA钻头 | 6,500 | 0.08 | 8,500 |
减少切削时间100%
刀具寿命增加70%
普通钻头在开始钻入时会偏斜科太克 |
加工台阶孔
Ø9.8/10.5mm | 整体硬质合金钻头 | 3,250 | 0.2 | 5,000 |
| GIGA钻头 | 3,250 | 0.4 | 10,000 |
减少切削时间100%
刀具寿命倍增
因为钻孔不偏斜，铰刀加工没有问题科太克 |
与GIGA钻头的精密制造相对应的是其价格情况如何，这也是用户想知晓的。显然钻头的选择不能仅仅考虑价格因素，因为无论是刀具制造成本还是修磨费用，GIGA钻头都高于普通钻头，这也是用户需要平衡的地方。但是，采用GIGA钻头的单件成本显然要划算许多。多年来，通过加工效率的提升来降低生产成本已被用户所认同，所以对比零件总产量所需的全部加工成本，那么应用GIGA钻头所节省的费用是相当可观的。 作为机械加工中切削量最大的工艺，目前钻削刀具的技术进步远落后于车、铣、镗类切削加工，由此严重制约了现代生产中高效率加工的全面提升。现阶段钻头的技术进步主要体现在材料改进和涂层应用上，如晶粒度小于0.5µm的超微粒硬质合金、PCD材料等，常用涂层有TiN、TiAlN、CrN、DLC等，但钻头在结构形式上始终没有大的突破。GIGA钻头的成功开发及应用说明，钻削的高效加工是可以实现的。此外玛帕还开发有孔公差可达IT7的6槽和8槽钻铰一体钻头、15~30倍径的深孔麻花钻头等，这是玛帕为技术进步所承担的责任，在将来玛帕还将不断开拓并把更好的刀具引入中国。 作为一家中等规模的家族企业，德国玛帕公司(MAPAL Praezisionswerkzeuge Dr.Kress KG)数十年来作为一个高精度刀具的供应商在金属加工工业中一直是一员领先者。从导条式刀具、金刚石刀具、HSK夹紧系统，展开式刀具到钻头、高性能绞刀、普通ISO标准刀具、对刀仪以及PCBN刀具、全面刀具服务(CTS)等，德国玛帕公司保持不断地创新，都是行业的领导者。他的创新能力以及根据客户的特殊要求所进行开发的能力在业界闻名于世。
