深孔加工的更佳方案

zpc64 · 发表于 2010-6-21 23:00:42

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本帖最后由 zpc64 于 2010-6-21 23:01 编辑

无论是塑料模的冷却水通道，枪管还是液压缸或者喷气式发动机或者轮船推进器的空心轴，深孔钻在太多的车间都已成为严重的瓶颈制约。在使用枪钻加工高标准的孔时，这种问题尤为明显。当钻入4倍直径深度时，开始堵屑，越向里越糟糕。钻头位于一个细长杆的末端，犹如蜗牛漫步一样缓缓前行，而孔的圆度和位置度也不好。这些都是在切削刃开始崩刃以前。
伊斯卡新近研发的两级深孔钻，使以上这些状况都不再发生。现今的管钻系统可以完全解决大直径和大深度（高达300倍长径比）问题，与枪钻相比效率超过5倍甚至更多。最新的小螺旋角整体硬质合金钻可以有效地涵盖小直径并且长径比高达22倍。在发动机曲轴的深油孔加工，它比焊接式枪钻快10％，比高速钢钻头快6倍，同时可靠性也大大提高。在汽车制造、涡轮加工、飞机起落架加工、国防和通用机械的加工，以及在石油、矿山和农业机械上都有成功的应用。
两种解决方案
我们来看一下两级深孔钻。
在管式钻削系统中，切削头部安装在比孔径稍小一点的薄壁钻管上。切削液被泵入到孔壁与钻管之间的空隙中，把切屑从钻管内孔冲出。与枪钻的小钻杆相比，这可以使得切削头在更结实的基础上工作，可以传递更大的扭矩，承受更大的切削力，同时也扩大了排屑通道。最终的好处是加工更快，排屑更顺畅。
案例：使用枪钻，在Ti6AL4V钛合金工件上，加工一个直径 40mm （1.6″），深度660mm（26″）的孔，最好的车间使用300r/min的转速可以每分钟加工12.7mm（0.5″），做完一件需要52min。使用传统的硬质合金钻头稍有改善，但是在钻削第二件的时候开始崩刃，导致离合器打滑。然而在同一机床上，使用单管钻，加工效率快5倍，一个钻头可以做完一个整班。
管钻系统解析
像枪钻一样，这种单管钻系统（STS）需要专用机床，在孔口处需要有密封，以便保持里面的切削液。专用机床上配备有导向套，因而无需预钻孔。只有在传统的机床上才需要预钻孔。ISCAR的标准单管钻系统可以覆盖的直径为8～300mm（0.315～11.811″），推荐的长径比为10～300倍。
传统机床可以改装用于双管钻（DTS），可以减少专用机床的需求。ISCAR双管钻系统可以提供直径为18～184mm（0.724 ～7.240″）。ISCAR的替换钻和扩孔钻头可以安装到大部分主流钻管系统，还可以选择使用可转位刀片或者焊接刀片。套料钻头可以非标定制，但是只提供用于单管钻的系统。
管钻系统的新发展
过去的几年中，管钻系统已经有了一些新发展。首先，现在对于孔径和孔的类别有了更多的选择，尤其是向小直径方向。今天，如果用焊接刀片的单管钻系统，可以小到8mm（0.315″），如果用可转位刀片则可以小到16mm（0.630″）如果是使用双管钻系统，相应的直径可以小到18mm（0.724″）。
管钻的刀片可以提供改进后的IC 9025、IC520 和IC908 PVD物理涂层刀片材质，这样即使是高进给地加工难断屑材料，也可以延长刀具寿命。
注意：如同所有的钻削加工，管钻在钻削实体材料的深孔时，也需要足够的主轴功率和刚性。在每单位的金属去除量，孔加工固有的特点会使它比铣削和车削产生更多的摩擦，在冷却液供给和排屑方面浪费更多的能量。
管钻不适合的场合，用整体硬质合金钻头
对于更小直径的孔和远远小于管钻直径的孔径，当前的解决方案是使用ISCAR新型整体硬质合金深孔钻。这种钻头是在2008年下半年推出的，已经成功用于许多动力机车加工，包括曲轴油孔的加工。其它应用场合有凸轮轴，连杆，缸盖，缸体，液压件和模具等。推荐的最大长径比为22：1。
优点的集合帮助这种钻头钻削更快、更直、更深和寿命更长，排屑更安全。独特的高强度芯核使得钻尖更耐久，容屑槽更深，排屑路径更畅通。为了顺畅的排屑，螺旋角设计为30°。
精确地调校只为更佳的性能
典型的深孔钻顶角为140°正前角，四边设计有利于保持刃口，降低冲击力，有助于定心和进给。在排屑槽，边缘和切削刃的部位都做了涂层后的抛光处理，可以降低摩擦和扭矩，从而钻头可以快速进给。为了进一步减少摩擦，排屑槽在径向有递减，这样在钻尖后面的直径会变小，减少了与孔壁的摩擦。
冷却孔的设计可以用于各种各样的切削液和加工工况，也包括MQL(微量润滑)。

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