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[孔加工技术] 切削刀具知识:钻头技术

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    2019-12-20 09:41
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    [LV.2]偶尔看看I

    发表于 2019-11-16 09:47:26 | 显示全部楼层 |阅读模式
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    1.工艺/加工

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    1.1
    工艺
    ❶ 根据设计钻头的直径及总长度,可选择合金棒料切割机或者使用线切割设备进行定长加工.
    ❷ 对定长切割好的棒料,进行两端面平头,可在手动工具磨床上实现.
    ❸ 对合金棒料已磨好的端面进行倒角或打孔加工,为磨削钻头外径及柄部做准备,具体视采用外圆磨夹具是阳顶尖还是阴顶尖.

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    ❹ 在高精度外圆磨床上进行钻头外圆直径,避空部分及柄部外径的加工,保证外径圆柱度,圆跳动,表面光洁度等设计要求.
    ❺ 为了提高在数控磨床上的加工效率,可在合金棒料上数控磨床前,对钻头钻尖部分进行倒角,比如140°钻尖角,倒角时可粗磨成142°.
    ❻ 将倒角后的合金棒料清洁干净后,转入数控磨床工序,在五轴数控磨床上进行钻头各个部位的加工.

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    ❼ 若需要提高钻头排屑槽及外圆光洁度,还可在第5工步之前或之后,使用羊毛轮和研磨剂对其研磨抛光,当然这样的话,钻头需分更多工步进行加工.
    ❽  对于已加工合格的钻头,再对其进行激光标刻,内容或为公司品牌LOGO及钻头规格尺寸等信息.
    ❾  将标刻好的钻头包装好,再发货到专业的刀具涂层公司进行涂层.

    1.如开钻头排屑槽,或螺旋形或直槽形,此工步也包含周刃负倒棱;接着加工钻尖刃口,包括钻尖齿隙部分和钻尖后角部分;接着进行钻头周刃刃背部分加工,磨出一定的落差量,确保钻头周刃外径部分与工件孔壁接触面按一定比例控制.
    2.针对钻尖刃口负倒棱的加工,分为数控磨床加工或者人工手动加工,因各厂工艺不同而不同。


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    1.2
    加工问题
    ❶ 在外圆磨上加工钻头外圆部分时,需注意夹具是否失效并在加工时对合金棒料进行充分的冷却,保持测量钻尖外径尺寸的良好习惯.
    ❷ 在数控磨床上进行钻头加工,编程时尽量分出粗精加工两步,避免磨削量太大造成潜在的热裂纹存在,影响刀具的使用寿命.
    ❸ 使用设计合理的物料盘进行刀具的搬运工作,避免刀具间相互磕碰造成刃口的破坏.
    ❹ 对磨削变黑的金刚石砂轮,及时地使用油石进行开刃处理.

    注:根据被加工材料/设备/工况 ,加工工艺均不相同,以上工艺编排仅代表作者个人意见,仅作为技术交流.
    2.钻头材料


    2.1
    高速钢
          高速钢(HSS)是一种具有高硬度、高耐磨性和高耐热性的工具钢,又称高速工具钢或锋钢,俗称白钢.

    高速钢刀具是一种比普通刀具要坚韧,更容易切割的刀具,高速钢比碳素工具钢具有更好的韧性、强度、耐热性,切削速度比碳素工具钢(铁碳合金)高很多,因此得名高速钢;而硬质合金刚比高速钢的性能更好,切削速度可以再提高2-3倍.

    特点
    高速钢红硬性可以达到650度.      
    高速钢强度、韧性均好,刃磨后切削刃锋利,质量稳定,一般用来制造小型、形状复杂的刀具.

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    2.2
    硬质合金

    硬质合金 钻头材质主要成分为碳化钨和钴,其占所有成分的99%,1%为其他金属,所以称作钨钢(硬质合金).钨钢是至少含有一种金属碳化物组成的烧结复合材料。碳化钨,碳化钴,碳化铌、碳化钛,碳化钽是钨钢的常见组份。碳化物组份(或相)的晶粒尺寸通常在0.2-10微米之间,碳化物晶粒使用金属粘结剂结合在一起。粘结金属一般是铁族金属,常用的是钴、镍。因此就有了钨钴合金、钨镍合金及钨钛钴合金。钨钢钻头材质烧结成型就是将粉末压制成坯料,再进烧结炉加热到一定温度(烧结温度),并保持一定的时间(保温时间),然后冷却下来,从而得到所需性能的钨钢材料.

    特点
    硬质合金红硬性可以达到800-1000度。
    硬质合金切削速度比高速钢高 4-7倍。切削效率高.
    缺点是抗弯强度低,冲击韧性差,脆性大,承受冲击和抗振能力低.
    3.应用问题/措施


    3.1
    钻尖磨损
    原因:
    1.工件在钻头钻入力作用下工件会向下移动,钻头钻通后弹回.
    2.机床刚性不足.
    3.钻头材料不够结实.
    4.钻头跳动太大.
    5.夹持刚性不够,钻头滑动.

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    措施:
    1.降低切削速度.
    2.增加进给量
    3.调整冷却方向(内冷)
    4.增加一倒角
    5.检查并调整好钻头的同轴度.
    6.检查后角是否合理.

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    3.2
    韧带崩刃
    原因:
    1.工件在钻头钻入力作用下工件会向下移动,钻头钻通后弹回.
    2.机床刚性不足.
    3.钻头材料不够结实.
    4.钻头跳动太大.
    5.夹持刚性不够,钻头滑动.

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    措施:
    1.选用背锥更大的钻头.
    2.检查主轴钻头跳动范围 (<0.02mm)
    3.用预定心钻打顶孔.
    4.使用刚性更强的钻头,带缩颈套或热缩套件的液压夹头.

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    3.3
    积削瘤
    原因:
    1.切削材料与工件材料之间的化学反应引起的(含碳量较高的低碳钢)


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    措施:
    1.改善润滑剂,增加油或添加剂含量.
    2.提高切削速度,降低进给率减少接触时间.
    3.如果钻削铝材,可使用表面抛光无涂层的钻头.

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    3.4
    断刀
    原因:
    1.钻头螺旋槽被切削堵住,没有及时将切削排出.
    2.孔快钻孔时,没有减小进给量或变机动为手动进给.
    3.钻黄铜一类软金属时,钻头后角太大,前角又没修磨,至使钻头自动旋进.
    4.钻刃修磨过于锋利,产生崩刃现象,而没能迅速退刀.

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    措施:
    1.缩短更换刀具的周期.
    2.完善安装固定,比如增加支撑面积,增大夹持力.
    3.检查主轴轴承和滑动槽.
    4.使用高精度刀柄,如液压刀柄.
    5.使用韧性更强的材料.



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