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编者按
对零件上大直径孔的加工,一般是采用高速钢麻花钻先钻孔,然后再扩钻(或镗孔),逐步达到所需尺寸。这种工艺效率低,刀具寿命短,费用高。复合钻头(也称为模块化钻头)就是在这种情况下产生的,它是在硬质合金可转位刀片钻头的结构基础上,增加高速钢中心钻头而成,专门用于大孔径的加工,不需要逐级扩孔,一次就可达到所需尺寸。复合钻头如图5-15所示。
图5-15复合钻头
(一)复合钻头的结构组成及特点
1.复合钻的结构组成及特点(见表5-7)。
表5-7复合钻头的结构组成及特点
2.适用范围及合理选用复合钻头一般适用于大型数控镗铣床、镗床和摇臂钻上对碳钢、合金钢、有色金属及铸铁进行大孔径加工,要求机床的功率充足、较高的刚性和精度。一般钻孔直径范围为φ58~φmm,在机床功率允许的情况下,可加工至φmm以上的孔。一般钻孔深度与钻孔直径之比小于5,个别情况下可以达到8,最适宜钻孔深度与直径的比值如图5-16所示。加工时对工件表面形状的要求如图5-17所示。
图5-16最佳钻孔深度与直径的比值
图5-17复合钻头对工件表面形状的要求
应用复合钻头时,必须注意只能在平面上钻孔,不允许在圆弧面、曲面及其他不规则形状表面上钻孔。如平面上有中心孔时,其直径应小于复合钻头上中心钻直径。复合钻不能进行扩孔。复合钻头在使用前必须合理调整中心钻顶尖和切削头各刃尖的距离,否则中心钻起不到定心和导向的作用。
在摇臂钻床上应用复合钻头时,必须注意:
(1)正确、合理地选用切削用量。因摇臂钻的刚性差,摇臂易抬起,故切削用量应适当降低,其中切削速度的影响最大。
(2)合理选择可转位刀片切屑槽形,以保证理想的断屑和切削轻快,一般多选用凸三边形点式槽形,并需与切削用量作相应的匹配,以保证顺利排屑。
3.切削用量复合钻头的切削用量推荐值(见表5-8)。
表5-8复合钻头切削用量推荐值
(二)典型产品介绍
1.KSEMPLUS?模块化钻削刀具(肯纳金属)
(1)产品简介。KSEMPLUS?钻(见图5-18)采用了简洁高效的设计理念,这款产品将KSEM?模块化钻的优点与可转位钻的优点结合在一起。KSEMPLUS?产品的孔径为φ28~φmm,长径比为3~10D,适用于钢、铸铁、不锈钢以及先进材料的加工。
图5-18KSEMPLUS?模块化钻削刀具
KSEMPLUS?模块化钻削刀具带有FDS联装置的可换式钻头,在不需要将整个刀具从机床上取下的情况下,即可快速简便地更换切削刀片或钻尖。因为只需更换磨损钻尖,钻体可以使用更长时间,因此可以节省成本,减少刀具库存。
此外,一个钻体可以应用不同规格和类型的钻头,与其他各种整体硬质合金钻或模块化钻相同的是,KSEMPLUS?产品在工作时有两个完整的切削刃发挥作用,与相同尺寸的可转位钻相比,具有无可比拟的卓越性能,生产率可达%。
KSEMPLUS?产品可以根据客户要求定制材质。图中A、B、C、D(见图5-19)释义如下:
A:DFTD/DFR刀片。“V”刃口,有断屑槽有刃带设计,有一定的导向功能,切入轻快,切削速度比模块化钻高,切屑控制好稳定性增加。
B:KSEMPHPGM刀片。高进给速度,定心能力强,和模块化钻一样的进给速度,寿命长。
KSEMP+DFTD/DFR刀片。KSEMP为定心钻,有4个刃带,平衡切削力,保证了孔出口的质量。
C:4个冷却孔。优化刀具寿命,优化排屑效果。
D:2个有效切削刃。降低切削负载,高进给速度,4个切削刃,平衡径向力,允许大进给,小切削易于改善孔的表面质量,改善加工尺寸和圆柱度。
图5-19KSEMPLUS产品分解图
(2)应用案例
1)零件名称:圆柱。
2)行业:石油。
3)加工类型:孔加工。
4)客户需求:提高效率,增加刀具寿命。
5)刀具:KSEMFDS45B1+,WD50FDSM。
6)切削参数:vc=90m/min,n=r/min,vf=0.2mm/min,孔深L=mm。
7)刀具寿命:提高2倍。
8)最终结果:加工节拍从73min到9min,刀具寿命提高%。通孔表面质量光滑,断屑良好。
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