在零部件加工方面,孔加工所占的比例依然很高,有关高效率、高精度孔加工的技术发展动向也备受大家关注。近期,由于孔加工技术和产品的快速发展,使涂层硬质合金钻头、铰刀等孔加工刀具的使用量大幅度增加。
涂层硬质合金钻头的切削刃形状已得到优化,旨在提高其加工性能。例如,在钻头的顶角、横刃的修磨、采用直柄(与立铣刀杆同一直径)等方面都进行了完善的考虑。
采用铰刀进行孔的精加工、采用螺纹立铣刀进行螺纹孔的加工等方面,同样朝着提高加工速度和精度的方向发展,使刀具产品和加工方式呈现出多样化。
本文将介绍孔加工技术的最新发展动向。
高速、高精度钻削加工
过去,钻孔加工主要采用高速钢钻头,钻削加工技术也一直没有太大变化。
但是,随着涂层硬质合金钻头的使用不断增加,出现了钻削加工高速化、高精度化的趋势,而且考虑到环保要求,引入了干式切削、半干式切削等技术。孔加工的新发展主要表现为:①涂层硬质合金钻头能以超过60m/min的切削速度进行加工,实现了平均只需几秒钟即可加工一个孔的高速钻孔;②开发了用于钻削高硬度钢的钻头,使钻削加工60HRC左右的高硬度钢成为现实;③干式、半干式钻削加工孔深达钻头直径约20倍的深孔已有加工应用;④钻头外侧切削刃的R形设计可有效防止在孔的出、入口部位产生毛刺,并可改善孔内壁表面粗糙度。
钻头切削刃形状增加了平面形状的第3个后刀面,使横刃部分很薄,减少了钻削时的轴向力。
尽管减小切削刃部分所受切削力的目标一致,但不同生产厂商的钻头切削刃形状各具特色,呈现出多样化的趋势。
另一方面,对于像模具零部件这种钻孔加工较少的情况,追求的是合理地进行孔加工,除采用钻头等孔加工专用刀具外,还采用了立铣刀,按照螺旋线或环形走刀方式进行铣孔加工,从而减少了加工不同规格孔时所需的刀具数量。
关注度不断提高的微小孔切削加工技术
在电子(包括数字家电、数码相机等相关领域)、医学等领域,对于许多有望在世界范围得到发展的产品,要求在其微型结构上进行微小孔加工时既要达到高精度,又要实现高效率。最近出现了能够对微小孔进行高速、高精加工的小型高速加工中心,使钻头微型化趋势不断强化。
另一方面,微小孔加工技术已涉及到切削、放电、激光、电子束以及冲压等领域,因此需要选择最适当的加工方法。在这些加工方法中,能够很好地适应产品数量、孔加工模式、加工精度等变化的加工方法仍然是切削加工,现在其使用范围也最为广泛。
进行微小孔钻削时,能够达到的最小孔径是由所能制造的钻头直径决定的。据数家公司介绍,现在微型钻头的直径可达到10~20?m。
钻削微小径孔时,切削参数的设定因钻头材质而有所不同。硬质合金及涂层硬质合金钻头因基体材质的弹性模量(杨氏模量)较高,高速旋转时因离心力引起的钻头刀刃前端振动很小,因此可采用该刀具材质标准切削速度的高转数进行钻削。
而烧结金刚石钻头则可按最高切削条件进行钻削,由于它具有优良的抗粘结性,因此可实现高精度、长寿命加工。
在一件产品上钻削数百个乃至数千个微小孔的情况也很多,此时需要考虑发生孔径扩大、弯曲和孔距精度要求等因素。采用图4所示的导向孔或中心孔,可防止钻头前端发生振动。进行适量反向进给,能够确保排出切屑,有效防止钻削故障。淘宝网女装冬装新款bb霜好用去眼袋眼霜推荐补水时尚论坛品牌什么舒缓疲劳好保湿什么卸妆好用
另一方面,适用于微小孔加工用的加工中心具有高速回转时振动小、能实现高精度平稳定位的特点,并具有良好的动态特性。
近年来,必须使用微钻加工的工件材料从高硬度钢、不锈钢、铜合金、钛合金到陶瓷,涉及范围十分广泛,设定的最佳切削条件也随之变化。
钻头切削时需要使用冷却液。例如,钻削不锈钢时需要向切削刃供给润滑性能高的切削液;而像陶瓷一类的材料会产生粉末状切屑,只有使用水溶性切削液才能有效排出碎屑。所以,应针对不同的被加工材质选用相应的切削液。
为使微小直径钻头以最佳切削速度进行钻削,加工中心主轴应具备高速旋转功能,高速加工中心的最高主轴转数约为每分钟3~5万转。
控制微钻的刀刃形状和柄部振摆对于提高孔加工精度、延长刀具使用寿命行之有效,因此高精度的钻头刃磨必不可少,即必须具备能实现1?m进给量的进给机构、高振摆精度的砂轮主轴的高精度工具磨床,以及高水平的刀具磨削技术和高精度检测系统。
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