切削头可换式CHAM钻头

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3 K; e( n/ V1 {2 U8 H' U# @3 U" v& v( a/ w7 O8 A$ V( n! K* S. Z5 h6 s1 W2 L " c& n0 R3 _3 H T 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。 1．CHAM钻头的特点 ! l& p/ |- J7 v$ A& k ) w+ u- k. X+ B6 q8 e4 R 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。 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。 ; `* G5 Y5 |( r# m 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。 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。 / ^; g" M3 ^) _( g( ]3 g7 X 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。 , |1 ?; H: m, V9 y; N" l 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。 " j) m2 K8 o; o4 T% h+ Z+ z' J2 b5 g- G0 D2 d9 D/ s: M0 M6 h% N 4 P/ L5 r; j4 F) y$ @7 Q7 b0 k* ]! b1 e& ~+ c" w. R$ C, y/ A! W. n' h+ r; a* @7 C [/ H9 N6 a* H" k$ m, O# a& ^. l$ @# X+ A7 d) p 表1 使用CHAM钻头时，推荐的切削条件 被加工材料 切削速度 m/min , B. W. e( _' { `5 _ 进给量 mm/r % q5 J2 u& y1 |' F& L1 Q) X 碳钢 80～130 : M6 }- h7 u" E) k; P 0.15～0.25 合金钢(≤900N/mm²) 80～120 0.13～0.22 , }9 {0 ^, p4 g: R4 c 合金钢(＞900N/mm²) 60～100 0.13～0.22 6 N3 F8 p/ V6 y3 g, z, | 不锈钢(马氏体) ! y* w" }- K& p2 ?9 R. Q 30～70 0.13～0.22 钛合金 ! R0 I5 ]7 d1 W- Z E 30～40 ! L/ @. A* [# Y% L R 0.20～0.25 铝合金 100～150 0.25～0.35 灰铸铁 : W% z; E: r& H7 ]+ Q/ F4 n 100～150 - _8 c% [! I* Y) j 0.25～0.40 , T. z; C: r. V$ W5 N2 f/ @ 球墨铸铁 4 ~! [; x$ m# e) d* B) J6 i 80～120 0.22～0.27 % x8 U2 [8 ~( K* O [( P# @0 ^% U4 s+ X0 s$ d4 d8 I% ~8 _. S$ ?* ]2 | T; c+ j [4 {4 a8 F& c- [4 h* x: W4 b- B' l. z6 P0 s) ~- w. F2 J, M: \. \) ?% ?! S- j: W 表2 加工实例(1) 被加工材料 4 n" a- t% v$ ~! c% k: v" S S45C 3 U5 W- v2 A a i9 y0 o( T 使用机床 9 g7 ]1 T1 |# R% I9 m$ _- } 车床 / o' [% t2 ~+ r5 Y! X   4 b3 H8 V/ Y- x$ Z5 p1 {) H c- x CHAM钻头 5 U- K1 L6 m* @0 K8 x 原有钻头 8 C- o( E% D( I! W$ { h 切削头 $ M' g- o+ M# s0 h, |: f p8 s 1D1-130-SG(TiCN) % ], g; a$ E0 m. K$ o 整体硬质合金，13 切削速度(m/min) 5 U( P; y: \4 H 65 35 进给量(mm/r) / R! _" N; H, x7 b" h$ C' e4 M 0.2 ) `$ p- @+ F2 L, h9 I1 c9 ? 0.15 / |6 h* y+ x n1 U 工具寿命(孔) $ N) \5 v$ E i- {; t- r! W 1000～1100 - B9 ?! t/ Z8 N. o: d6 {+ b 800～100 # A9 ~/ V; S z- _7 ]/ |; n K# y 切削长度(m) 50～55 ' l. F: \/ I% c. P/ c" c 40～50 结果 工具寿命提高15%～20%，加工时间缩短60%。 . e" s4 V6 e* V3 |, }$ P 4 I% T1 ^" B! Q/ X$ K- \+ x) }* |6 v; X7 w4 f7 I2 k5 h% Q# Q6 S) F5 i5 P( Q6 g3 ] 表3 加工实例(2) 被加工材料 SCM440H , N% G: f ` s) E; U$ N 加工深度 10mm； 2 l0 C0 k; |" M- Q$ u: S 使用机床 . I* U" Q; ~# f# W 加工中心   CHAM钻头 原有钻头 ' r9 g8 `6 N( j2 p2 y5 ?5 X 切削头 1D1-145-SG(TiCN) 6 x. i, Z" x2 @9 w/ e1 ^* J& e 高速钢+PVD，14.6 " H. k N8 P2 s5 j" A/ f8 a 切削速度(m/min) & U6 \' X/ B2 m 60 22 进给量(mm/r) - |: t' D5 g6 i1 X7 r% ^ 0.18 : w5 B/ @7 ?" r2 e( ], z 0.3 工具寿命(孔) 500 9 I5 R! h' z; i 80～100 切削长度(m) 1 v" |1 H2 z3 E, c3 l 50 # d8 w. ?2 p9 O$ T; B) f% [0 W 10 结果 % x3 I4 s( Y0 d* Y+ F 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。 w8 M3 N; C, z$ V * b0 n0 _0 `5 t! M* J4 q X. [& X( L/ B* b9 Q8 Y6 P8 A R% ]% g/ s) V9 Q) f9 E5 K- C8 \5 E Z6 C: D+ ]* K' f/ s6 M K% x$ v- q' L; S4 Z% L) W# ]" }; A4 \! v! ]( n6 C/ b8 {0 C" L4 v1 J$ z. ?0 V# E 表4 加工实例(3) 被加工材料 2 @4 w' `* Q( s2 x! C PCD500 加工深度 48mm 5 ~3 M* Y2 T8 s' o( C 使用机床 1 x5 |, A: a( N. I2 N- h, |4 x4 m; Q 加工中心   CHAM钻头 原有钻头 * M0 m0 @, w- c3 r+ [) H 切削头 1D1-120-SG(TiAlN) ( \6 H7 f/ Q5 P0 c 整体硬质合金，12.3 2 v2 u( Z6 ~( r/ a& m" N/ I 切削速度(m/min) [. c% e! v7 ]3 y8 c9 | 85 61 进给量(mm/r) 0.2 0.16 工具寿命(孔) : x" X7 F8 M# |/ w z 20,000 2,000 切削长度(m) 960 ; p2 r( `+ P; D" w9 u M 96 % U5 N1 l+ U" a$ L& {. d) P2 Z 结果 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。 3.使用注意事项 ( M2 q( }0 a; o8 `% g, j 更换切削头时，用专用夹具将切削头扭转90°即可自动夹紧。 ( n k/ G' \+ G: i& t& v2 t 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。 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。 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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