高速钢钻头现代工艺不断的精细化要求
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针对现代工艺不断的精细化要求,车床类钻孔加工的工艺就不断成为更加要求的之重,孔径要求越来越小尺寸也不断更精细。
高速钢钻头的直径越小,要求的主轴转速(r/min)越高,而大多数常规机床的主轴却很难达到如此高的转速,即使能够达到,机床主轴在极限状态下持续运转也会使其承受过大的应力。常规的CNC加工机床采用直径小于0.5"(12.7mm)的高速钢钻头在10000r/min或以下转速进行加工时,通常会导致进给不合理和代价高昂的高速钢钻头损坏。主要是小直径高速钢钻头,在切削时在相同的回弹力度上,微型的高速钢钻头脆性大易折断,还有就是排屑不良,为使刀具损坏的可能性降至最小,就必须使切屑从切削区迅速排出。微型高速钢钻头在加工时需要高的主轴转速,而为了实现快速排屑所需的主轴转速甚至更高。
提高高速钢钻头的加工效率三个相关要素包括微型刀具的优化设计、采用低粘度冷却液和高速切削技术。简单地将较大直径高速钢钻头的几何参数按比例缩小而获得的微型高速钢钻头通常难以实现高效进给和达到令人满意的加工精度。因为随着高速钢钻头直径的减小和主轴转速的提高,对其的要求也在发生变化。采用用传统的方式并不适合现在的加工需求。这主要是因为提高转速对高速钢钻头的要求并不仅仅局限于直径的缩小。转速的提高要求具有更好的平衡性和更大的容屑空间,以确保顺利排屑和防止产生积屑瘤。采用微型进行有效的高速切削加工需要对其进行专门的优化设计。正确的几何参数加上高速主轴机床和合理的冷却方式,就能够完全取消为去除毛刺而进行二次加工。
用刀具进行高速切削也是相同的原理。微型高速钢钻头需要使用粘度比水更低的润滑剂,这是因为需要使冷却液能够到达高速旋转高速钢钻头的切削刃处。乳基冷却液的粘度比水基冷却液大,因此不适合用作高速切削加工的润滑剂。可以采用酒精(乙醇)作为冷却液,它很低的挥发点使其成为一种对高速切削加工非常有效的冷却润滑剂。由于酒精是一种天然化合物,对环境无害,无废弃物,无需清扫,因此也不会产生相关费用。此外,用酒精作为冷却润滑剂不会在工件上残留任何油渍,从而可以避免对工件再进行去油污的二次操作,而这些工序的成本都相当高。
直径越小,有效切削工件所需的主轴转速就越高。进行铣削、钻削、铣螺纹和雕铣加工时,采用转速范围6000~60000r/min的高频主轴最为理想。高速切削技术采用了高转速、小步距、大进给的加工策略。试想,移动你的手通过燃烧着的蜡烛火苗,如果你的手移动缓慢,火苗就有足够时间灼伤你的手;而如果你的手快速掠过,火苗就来不及灼伤皮肤。高速钢钻头进行高速切削加工的原理也与此类似,当高速钢钻头快速移动时,切削热就来不及传入工件中并造成各种问题。
合理选用才能达到最佳的使用效果,高速钢钻头的厂商也不断根据产品的品类来完善钻头的处理。