切削头可换式CHAM钻头

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孔加工是一种很普通的加工，但由于看不到加工部位，相对于加工直径以及加工长度较长等缘故，因而它又是一种比较困难的加工作业。在小直径孔加工方面，过去大都使用稳定性良好的高速钢钻头、硬质合金整体式或焊接式钻头，但由于换刀时刃尖长度调整耗时较多，重磨时的寿命控制也很困难，加上其他一些原因，使用起来总感到不十分理想。为解决上述问题，ISCAR公司开发出一种切削头可更换的CHAM钻头，由于在性能上具有许多优点，投放市场后，颇受用户欢迎。 Q7 N3 F1 B0 ^8 ] 1．CHAM钻头的特点 9 h4 K9 v1 J% S8 j 可换式自夹紧切削头：CHAM钻头的切削头是利用刀杆的弹性自行夹紧，因此，不需要锁紧螺钉，装上切削头后，只需扭转1/4圈(90°)即可自行锁紧，装卸时间很短；而且切削头可在机床上直接更换，因此，可提高机床加工效率和降低生产成本。 & R6 ]9 z: o! F* B 特殊的切削头形状：切削头形状是ISCAR公司自行设计的，对那些不能用磨削成形的形状，可由切削头的曲线切削刃去完成。为了减小切削力和增强韧性，切削头采用新开发的涂层IC528(TiCN)和IC908(TiAlN)复合处理，从而可延长刀具寿命和实现稳定切削加工。 - M+ U" d2 D) @ 不必对刃尖位置进行调整：由于切削头可更换，因此，可保持很高的刃尖位置精度。整体硬质合金钻头和焊接式钻头经过重磨后，工具长度均有所变化，必须对刃尖位置进行调整，才能保证加工精度；但CHAM钻头的刃尖不需要调整即可再次启动加工，因此，可增加实际加工时间，降低生产成本。 不需重磨：刀具经过重磨，必然会降低使用寿命。CHAM钻头是采用更换切削头方式，其工具寿命非常稳定，每个孔分摊的工具成本也将随之降低。由于不存在因重磨而出现寿命的波动，因此，CHAM钻头可用于要求稳定性较高的加工领域。 / x! c7 f; P' w7 L( f 切削头具有多种类型：目前，有三种形状供用户选择，即140°标准切削头、90°倒棱切削头、扁平孔专用切削头。选用时应注意，8～14.5mm的钻头体上，可安装尺寸增大0.9mm的切削头，15～20mm的钻头体上，可安装尺寸增大0.9mm的切削头，这样，可减少钻头库存数量，降低工具管理费用。另外，钻头体的L×D为3倍和5倍，均已实现标准化。 倒棱附件：加工深度可调的倒棱附件也已实现标准化，装上该附件后，可在深孔加工的同时进行倒棱。因此，无需另设倒棱工序。 ; f% O Q- a$ k6 ]6 `. }# D2 |- O 2.加工成本 加工成本中，除工具成本外，还要受换刀时间的影响，换刀停机时间长，必然影响机床的加工效率，停机时间短，单位时间的加工数量必然增加，加工成本也必然随之下降。CHAM钻头的停机时间短，因此，加工成本也就更低。表1为推荐的切削条件，表2～4为加工实例。从这些统计数据中，可明显看出，CHAM钻头对提高生产效率，降低加工成本十分有利。 1 L9 ^8 `: \* S; F8 Z. `+ v$ m9 L& {. _8 C, k5 H I" t: x$ s4 q/ b0 L6 T- A! c# D- s" f' ]1 {" j1 Z* r7 P' V ) v3 K& o& M7 P( M- [" C! `4 ?3 L# g d) z! w a7 {$ k9 A$ P/ A. k( H! h1 Q+ E) R4 h8 W+ G1 k7 N! _' d3 S/ ^1 Q& ~& Y; L- T9 m# J3 m: {0 T T: `7 ?2 ` R+ a& H% B% M" t( ]$ z. c# g- s# p4 d7 z9 S0 ~9 a7 j 表1 使用CHAM钻头时，推荐的切削条件 被加工材料 # H. ~( N6 X, n 切削速度 m/min 进给量 mm/r 碳钢 & z4 O5 C; j+ b( |6 M 80～130 9 V7 z# x1 A! H9 h 0.15～0.25 合金钢(≤900N/mm²) 80～120 - p+ K/ Y# i$ D( }# T/ G+ ?, L( W 0.13～0.22 & g) b; Y% [- I. y2 ~3 O5 | 合金钢(＞900N/mm²) 60～100 * u* x6 J* Q4 M: v8 L; Q1 \ 0.13～0.22 8 z* b9 ^0 z+ w% R 不锈钢(马氏体) . i, ^% O$ a; P1 V% ]" O 30～70 9 Q) Q9 {$ J- I6 W! n, W) n 0.13～0.22 钛合金 8 L R+ z5 a3 O( U 30～40 0.20～0.25 铝合金 100～150 1 |5 r; m7 V2 N* y+ m 0.25～0.35 ' F9 e$ T# O* U7 W' t. n2 A1 y- N 灰铸铁 6 q2 a0 v3 f8 E2 Y. B* l0 c 100～150 0.25～0.40 球墨铸铁 80～120 0.22～0.27 ' q6 ]" m' {8 M- L3 H) V b; \ ^2 T. X6 E+ `; ^ U7 T L' u% X4 N% o `& N! o+ H$ \! x! H0 J9 g# \5 `$ i1 d9 u7 Q# {) E( r2 @: m! B, k* _: E# w) b" w" X, p. P 表2 加工实例(1) 被加工材料 ; N1 s) b0 r& S S45C - L) l; a. R9 g7 c4 c9 h* F! R( O 使用机床 " C% ~( p( J# H% n 车床   ( I( C( B$ V+ J5 M3 Y, P CHAM钻头 原有钻头 7 m2 c4 k& [0 R. J* [3 |& X 切削头 , t, r7 A) ^; v, h- x9 W$ f" f 1D1-130-SG(TiCN) 整体硬质合金，13 ! `- F3 T" @, G/ H& o 切削速度(m/min) ; J$ h" d# F! C0 Z! a# N' U 65 35 进给量(mm/r) 5 }7 R$ d- e$ W4 v, i( U5 h, ] 0.2 4 {' U4 R7 ~. f 0.15 工具寿命(孔) 1000～1100 ) n' W9 @5 }8 b' k# S* D9 v `8 I 800～100 6 }% H" L) \) d; q! _ 切削长度(m) 50～55 6 W/ L5 p Z4 ], N 40～50 % a" f' A) d/ |5 d 结果 工具寿命提高15%～20%，加工时间缩短60%。 3 [0 X' e5 w x. F) a: n$ W& s3 H/ m* Z: r/ Q5 l' \, o6 K; O5 @5 q& N. N7 K$ B+ B, u. A; m) V# S u* X6 ~# ^0 I- d" M* s6 _* H 表3 加工实例(2) 被加工材料 ! b! n6 @ {- m" C SCM440H 4 F ] W- y6 x1 V 加工深度 " r- M1 p2 _3 w) C* o 10mm； 使用机床 ; \) |$ E# H$ H' z. l; O) o( x 加工中心   CHAM钻头 1 x# z- ?! u9 g* j9 l: I 原有钻头 & r! p7 W i6 j0 q 切削头 1D1-145-SG(TiCN) 6 W+ u* H; z* C* u 高速钢+PVD，14.6 6 y+ H3 N+ r: R" | 切削速度(m/min) 60 22 : k4 ?3 l, H- Y( [8 R# y0 K4 w 进给量(mm/r) 0.18 + q; A6 q0 ~ C! x5 ]9 u 0.3 2 U% L, l) m d7 s+ h7 V 工具寿命(孔) * ?; n+ V" H1 C, I- F' g5 m 500 80～100 切削长度(m) 50 # I, r- B$ v1 Y8 G, i" F# ? 10 " O7 w) r6 C0 L! z3 S# R U) d 结果 工具寿命提高400%，加工时间缩短40%，由于缩短了换刀时间，机床加工效率大为提高。 ' K/ Z4 H! v% g& K+ W4 T. X 5 m6 k4 ~6 r* ]+ _1 g4 b, V/ l' h3 Y8 q# z7 l; l6 G5 f1 A' W; Z' A, J! |+ H# w5 O W* c! Y& C+ j6 ~ u) o+ \1 y: [, ^; }8 U6 J9 N, a9 i. F: f$ _. I$ t 表4 加工实例(3) 被加工材料 " n( l- |+ g4 `2 q& S PCD500 加工深度 48mm 6 [9 o# x0 ]9 i x9 D+ m( b 使用机床 加工中心 # t i) S- s9 h7 |/ J8 C6 Q: s   l1 D7 B9 _$ m2 B* V9 ~% z1 |- [ CHAM钻头 原有钻头 , ]3 N8 t: B' _; M( m4 m: m 切削头 1D1-120-SG(TiAlN) $ x' V6 y9 k# Q( E/ G# d 整体硬质合金，12.3 2 @& x# k# Y/ |1 }: d# P 切削速度(m/min) 85 2 M# k- Z" f5 w9 ^# ?* v% f( a 61 进给量(mm/r) 2 d7 J- d5 @' ? 0.2 0.16 工具寿命(孔) 20,000 5 \! _; x/ p* N( [! f( B9 w; S2 } 2,000 切削长度(m) - H: O9 W l- x 960 96 ; A0 D( ?0 l4 W& L u; p- i: ~- \ 结果 / N( w1 F, K5 q) o 工具寿命提高900%，加工时间缩短45%，换刀时间减为2分钟，从而提高了机床加工效率。由于是外部供给冷却液，因此，采用15mm间隔的分段进给方式。 8 u+ B6 L& [; G: M) l9 E 3.使用注意事项 7 H* M- b0 W) D A+ F _4 V 更换切削头时，用专用夹具将切削头扭转90°即可自动夹紧。 ; a( f5 |. u3 L* T, y4 ~+ @ 当切削头插入时，如果不使用夹具也能扭转，即表明刀体不能继续使用。 4 _9 Y r$ n, Y2 x& X 工具中心振摆应控制在0.02mm以内。 如刀具为内部供液方式，可使用切削油剂，在车削加工中，推荐与外部供液方式并用；如刀具为外部供液方式，最大加工深度应控制在刀具直径的2倍左右，并采用间断进给方式，刃尖应从工件外部切入和退出。 ( Q% m0 e2 C. O8 o' ^+ U+ S# l 应根据磨损、动力消耗、孔径变化、加工粗糙度等来判断切削头是否应更换。

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