走进钻孔难题

lshvictor

很多可转位镶刃钻头所面临的问题是它们有这样两把刀片——刀片的刀刃重叠以形成正确的切削直径。因此即使钻头有两个槽，两把刀片也只能作为一个单一且不对称的刀刃来工作。这样的设计本身就是不平衡的。因此，可转位钻头必须在进入切削时兼顾进给量和速度，迫使用户在经济效益和生产率之间作出折衷。
    伴随这种不平衡进入的另一个问题是孔径公差。典型的情况是，可转位钻头的中心刀片首先进入。这就产生一个较大的径向切削力，它很可能会导致钻体偏斜。一旦钻头偏离中心推进，它就不能加工出精密公差的孔。
    由于这些原因，可转位钻头通常仅限于孔的初钻。当要求的总公差小于0.012到0.016英寸时，需要在可转位钻头初加工后进行二次加工。
    近来，几个切削工具制造商再次检查了可转位镶刃钻头，寻找方法来克服它们的设计中所固有的不平衡切削力的缺点。在这方面最新的研发成果是Sandvik Coromant(位于新泽西州的费尔劳恩)推出的CoroDrill 880。据Sandvik产品专家Bruce Carter说，该可转位钻头的设计避开了由于不平衡切削力而带来的问题，因此它在保持了带有四个可用刀刃的刀头的经济性的同时，提高了生产率和孔的质量。
    关键在于公司提出的“步进技术”这一概念。这个词描述了刀片的刀刃“逐步”进入工件的情况，据说它大大减少了过去可转位钻头所带有的径向切削力。该概念涉及两个具有不同几何结构和不同切削特性的刀片。中心刀片具有明显的不规则边几何结构，而外围的刀片结合了一种雨刷的几何结构。
    进入工件的第一步，中心刀片的外圆角接触工件。这允许钻头使用相对较低的径向切削力开始切削，使偏斜达到最小程度。第二步，外围刀片的转角接触工件。这平衡了中心刀片产生的力。第三步，也就是最后一步，中心刀片的剩余部分开始切削。
    Carter先生说，通过按照三个相对小的步骤进入切削过程，使切削力减小到典型镶刃钻头所产生的力的一半以下，两个刀片互相平衡，因此实际上消除了进给偏差。平衡进给、低径向切削力和极小偏斜这三点结合起来带来了以下好处：
+ T3 I8 @& x. ]" I3 O; R    （1）更精确的孔公差。
    （2）根据材料不同，最高可提高进给速度达100%。
0 x0 V/ D# u+ |8 n: `& ?    （3）能更有把握地钻4倍或更大倍数直径的孔。
0 Q" Y4 n; ~: S2 @6 ^    （4）消除了根据公差要求进行二次孔径精加工的需要。
& r/ D1 C2 ~+ u9 c    提到的另一个好处是该设计允许外围刀片拥有四个完全可用的刀刃。一些带有直角刀片的可转位钻头在进给速度超过0.005ipr时牺牲了第四个刀刃。
    然而，利用步进技术，在进给速度高达0.013ipr时，中心刀片与众不同的形状保护了第四个刀刃。
# |9 W. m, r$ @" j/ y    最后，Carter指出，即使在新设计可能带有的更高进给速度下，外围刀片的刮光技术也能产生极好的表面光洁度。试验中，在0.004ipr的进给速度下能达到20微英寸的表面光洁度，在进给速度高达0.013ipr时，表面光洁度为80～120微英寸。