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隨著立方氮化硼材料和優(yōu)質(zhì)現(xiàn)代陶瓷刀片的開發(fā)應(yīng)用,淬硬材料的深孔加工能實現(xiàn)以車代磨、以銑代磨。銑削是斷續(xù)切削,以銑代磨除用CBN和陶瓷刀片外,強(qiáng)韌性好的超微粒硬質(zhì)合金再加表面涂覆高紅硬性優(yōu)質(zhì)涂層的刀具也能勝任加工淬硬鋼材。本文介紹了MHS型淬硬模具鋼孔加工用整體硬質(zhì)合金鉆頭。國際生產(chǎn)工程研究學(xué)會(CIRP)曾有研究報告指出:“由于刀具材料的改進(jìn)【為了防止加工過程中震刀,可以參考如何加工深孔不震刀】,刀具切削速度每隔10年提高1倍。而由于刀具結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)的改進(jìn),刀具壽命每隔10年,幾乎平均提高2倍?!痹谛虏牧涎兄频幕A(chǔ)上,新的刀具結(jié)構(gòu)能發(fā)揮更大的功效。刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計由于空間曲面形狀紛繁,各種截面、尺寸、三維角度等處理難度大,計算和表達(dá)非常復(fù)雜。近年來由于CAE和CAD技術(shù)的不斷發(fā)展,可以切實找出切削時應(yīng)力、應(yīng)變、溫度分布場分布,以合理設(shè)計結(jié)構(gòu),但是這樣求出的結(jié)構(gòu)形狀往往很復(fù)雜,難以制作實現(xiàn)。但近年來CAM技術(shù)、模具制造技術(shù)、粉末冶金技術(shù)、五軸聯(lián)動加工、刃磨技術(shù)等進(jìn)步很快,以前難以實現(xiàn)的,現(xiàn)在實現(xiàn)起來比較容易。
近10年來模具工業(yè)迅速發(fā)展,作為它的使用材料,對于模具鋼一般先進(jìn)行其上的導(dǎo)柱孔、注射孔、冷卻水孔及型腔的初步切削深孔加工,然后再進(jìn)行熱處理,熱處理工序往往會使加工面和零件產(chǎn)生變形,變形部位需通過磨削等高成本、低效率的方法進(jìn)行精加工,以達(dá)到圖紙要求。如果能用鉆淬硬模具鋼的鉆頭,加工己淬硬型腔的立銑刀,則工序可以簡化為先熱處理,后鉆孔、銑型腔,達(dá)到朂終加工要求。這樣可大大縮短工藝流程、提高生產(chǎn)效率。
傳統(tǒng)麻花鉆的缺點
深孔加工鉆孔一般采用麻花鉆,為了能在淬硬鋼上鉆出孔,首先必須要對傳統(tǒng)麻花鉆的結(jié)構(gòu)、形狀進(jìn)行改進(jìn)。傳統(tǒng)麻花鉆的缺點為:
(1)在實體材料上鉆孔會產(chǎn)生大量切屑,為排出切屑,鉆頭必須有螺旋槽,而螺旋槽會削弱鉆頭的強(qiáng)度。為保證鉆頭必要的強(qiáng)度以使鉆芯有足夠厚度支撐鉆頭工作,槽不能做得太深、太寬,這樣在鉆頭前端必然出現(xiàn)一定寬度的橫刃,舊麻花鉆橫刃處的前角約為-50°。橫刃處不能正常切削,而能刮擦、擠壓工件,因而產(chǎn)生很大的軸向力。淬硬鋼強(qiáng)度、硬度高,所造成的軸向力更高,極難鉆入。
(2)由于螺旋槽面構(gòu)成了主刀刃的前刀面,故主刀刃各處的前角是不同的。舊麻花鉆在鉆頭外圓處前角約為30°,很鋒利但刀刃強(qiáng)度很低,易損傷;而接近橫刃處,前角約為-30°,切削性能很差,消耗切削動力大。其間各點除前角外,各處切削速度也不同,生成及排除切屑的條件和狀態(tài)均不相同。
(3)鉆頭鉆入后,為保證孔的直線度,提高孔的表面粗糙度水平和加工穩(wěn)定性,除靠自身剛性外,主要依靠2條刃帶構(gòu)成的副刀刃的支托導(dǎo)向。但由于刃帶的寬度很小,支托導(dǎo)向作用顯得很不足,只有足夠堅實的支托和導(dǎo)向,才能保證孔的加工精度,提高生產(chǎn)穩(wěn)定性和鉆頭壽命。