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            “沒有金剛鉆,別攬瓷器活”——為什么德國的鉆頭那么貴,看一眼就知道!

            2021-10-26 09:07:46 作者:華越國際  瀏覽次數:

            車工怕車桿,鉗工怕鉆孔

            微細加工技術是各先進工業國家競相發展的制造技術。

            在微細加工領域,技術人員最頭疼的問題莫過于:工件凹凸不平,鉆孔直徑過大,難以批量生產等問題。正如機加工行話所說:車工怕車桿,鉗工怕鉆孔。因此,可以說孔加工技能應用既廣泛,又有難度。今天,小編特地為大家帶來孔加工攻略!

            難點:

            工件內面凹凸不平

            鉆孔直徑太大

            想要大規模批量生產

            RUKO GmbH

            什么是孔加工

            金屬切削加工中,孔加工占有一定比重,通常會遇到的有淺孔、深孔加工,以及當孔深度達到6、7倍徑的加工和在鋼、不銹鋼、鑄鐵這些常用材料上的鉆削加工,其中的深孔加工,是加工工藝中非常難的一道工序??准庸?大要素:

            1 孔徑、孔深、公差、表面光潔度和孔的結構;

            2 工件的結構特點,包括夾持的穩定性、懸伸量和回轉性;

            3 機床的功率、轉速、冷卻液系統和穩定性;

            4 加工批量(10個孔或上百萬個孔);

            5 加工成本

            鉆頭作為孔加工中最為常見的刀具,被廣泛應用于機械制造中,特別是對于冷卻裝置、發電設備的管板和蒸汽發生器等零件孔的加工等,應用面尤為廣泛和重要。根據工件形狀、材料、結構、功能等的不同,鉆頭可分為很多種類,例如高速鋼鉆頭(麻花鉆、群鉆、扁鉆)、整體硬質合金鉆頭、可轉位淺孔鉆、深孔鉆、套料鉆和可換頭鉆頭等。

            鉆頭的切削是在空間狹窄的孔中進行,切屑必須經鉆頭刃溝排出,因此切屑形狀對鉆頭的切削性能影響很大。常見的切屑形狀有片狀屑、管狀屑、針狀屑、錐形螺旋屑、帶狀屑、扇形屑、粉狀屑等。

            鉆削加工的關鍵--切屑控制

            當切屑形狀不適當時,將產生以下問題:

            ①細微切屑阻塞刃溝,影響鉆孔精度,降低鉆頭壽命,甚至使鉆頭折斷(如粉狀屑、扇形屑等);

            ②長切屑纏繞鉆頭,妨礙作業,引起鉆頭折損或阻礙切削液進入孔內(如螺旋屑、帶狀屑等)。

            如何解決切屑形狀不適當的問題:

            ①可分別或聯合采用增大進給量、斷續進給、修磨橫刃、裝斷屑器等方法改善斷屑和排屑效果,消除因切屑引起的問題。

            ②可使用專業的斷屑鉆頭打孔。例如:在鉆頭的溝槽中增加設計的斷屑刃將切屑打斷成為更容易清除的碎屑。碎屑順暢地沿著溝槽排除,不會發生在溝槽內堵塞的現象。因而新型斷屑鉆獲得了比傳統鉆頭流暢許多的切削效果。

            同時短碎的鐵屑使冷卻液更容易流至鉆尖,進一步改善了加工過程中的散熱效果和切削性能。而且因為新增的斷屑刃穿了鉆頭的整個溝槽,經過多次修磨之后依然能夠保持其形狀和功能。除上述功能改善外,值得一提的是該設計強化了鉆體的剛性,顯著地增加了單次修磨前鉆孔的數量。

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            鉆孔精度控制

            RUKO GmbH

            孔的精度主要由孔徑尺寸、位置精度、同軸度、圓度、表面粗糙度以及孔口毛刺等因素構成。

            鉆削加工時影響被加工孔精度的因素:

            ①鉆頭的裝夾精度及切削條件,如刀夾、切削速度、進給量、切削液等;

            ②鉆頭尺寸及形狀,如鉆頭長度、刃部形狀、鉆芯形狀等;

            ③工件形狀,如孔口側面形狀、孔口形狀、厚度、裝卡狀態等。

            那么如何進行精度的控制?以下可以作為參考:

            擴孔:

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            擴孔是由加工中鉆頭的擺動引起的。刀夾的擺動對孔徑和孔的定位精度影響很大,因此當刀夾磨損嚴重時應及時更換新刀夾。鉆削小孔時,擺動的測量及調整均較困難,所以最好采用刃部與柄部同軸度較好的粗柄小刃徑鉆頭。使用重磨鉆頭加工時,造成孔精度下降的原因多是因為后面形狀不對稱所致??刂迫懈卟羁捎行б种瓶椎那袛U量。

            孔的圓度:

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            由于鉆頭的振動,鉆出的孔型很容易呈多邊形,孔壁上出現像來復線的紋路。常見的多邊形孔多為三角形或五邊形。產生三角形孔的原因是鉆孔時鉆頭有兩個回轉中心,它們按每間隔600交換一次的頻率振動,振動原因主要是切削抗力不平衡,當鉆頭轉動一轉后,由于加工的孔圓度不好,造成第二轉切削時抗力不平衡,再次重復上次的振動,但振動相位有一定偏移,造成在孔壁上出現來復線紋路。當鉆孔深度達到一定程度后,鉆頭刃帶棱面與孔壁的摩擦增大,振動衰減,來復線消失,圓度變好。這種孔型從縱向剖面看孔口呈漏斗型。同樣原因,切削中還可能出現五邊形、七邊形孔等。為消除該現象,除對夾頭振動、切削刃高度差、后面及刃瓣形狀不對稱等因素進行控制外,還應采取提高鉆頭剛性、提高每轉進給量、減小后角、修磨橫刃等措施。

            在斜面及曲面上鉆孔:

            鉆頭的吃刀面或鉆透面為斜面、曲面或階梯時,定位精度較差,由于此時鉆頭為徑向單面吃刀,使刀具壽命降低。

            為提高定位精度,可采取以下措施:

            1.先鉆中心孔;

            2.用立銑刀銑孔座;

            3.選用切入性好、剛性好的鉆頭;

            4.降低進給速度。

            毛刺的處理:

            鉆削加工中,在孔的入口及出口處會出現毛刺,尤其是在加工韌性大的材料及薄板時。其原因是當鉆頭快要鉆透時,被加工材料出現塑性變形,這時本應由鉆頭靠近外緣部分刃口切削的三角形部分受軸向切削力作用后變形向外側彎曲,并在鉆頭外緣倒角和刃帶棱面的作用下進一步卷曲,形成卷邊或毛邊。

            鉆孔技術難點—深孔加工

            深孔加工是加工工藝中非常難的一道工序,并已成為許多制造商在優化加工工藝的瓶頸,因此,今天重點講一下深孔加工。在機械制造業中,一般將孔深超過孔徑10倍的圓柱孔稱為深孔。深孔按孔深與孔徑之比(L/D)的大小通??煞譃橐话闵羁?、中等深孔及特殊深孔三種。

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            (1)L/D=10~20,屬于一般深孔。常在鉆床或車床上用接長麻花鉆加工。

            (2)L/D=20~30,屬于中等深孔。常在車床上加工。

            (3)L/D=30~100,屬于特殊深孔。必須使用深孔鉆在深孔鉆床或專用設備上加工。

            深孔加工難點:

            (1)不能直接觀察到切削情況。僅憑聲音、看切屑、觀察機床負荷、油壓等參數來判斷排屑與鉆頭磨損情況。

            (2)切削熱不易傳出。

            (3)排屑較困難,如遇切屑阻塞則會引起鉆頭損壞。

            (4)因鉆桿長、剛性差、易振動,會導致孔軸線易偏斜,影響到加工精度及生產效率。

            深孔加工是一項加工難度較大、加工成本較高、對刀具要求較高的孔加工技術。而排屑不良是小徑深孔加工時常見問題。那么,如何實現高效率深孔加工、小徑加工,又保證刀具的長壽命呢?

            根據加工材料選擇鉸刀材料,可采用硬質合金鉸刀或涂層鉸刀;嚴格控制刃磨切削用量,避免燒傷;經常根據加工材料正確選擇切削液;經常清除切屑槽內的切屑,用足夠壓力的切削液,經過精磨或研磨達到要求。

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            當然,沒有金剛鉆,別攬瓷器活,接下來介紹的RUKO FLOWSTEP? 技術將鉆孔時間縮短一半,2021 年 3 月 23 日RUKO GmbH Precision Tools 在其位于斯圖加特附近的 Holzgerlingen 的生產設施中開發了階梯鉆技術領域的一項創新。憑借所謂的 FLOWSTEP? 技術,這家德國精密工具制造商正在為金屬切削設立新標準。

            FLOWSTEP? 技術的特點是其圓形臺階過渡。每個單獨的臺階都有一個專門開發的浮雕,在鉆完每個臺階后,它可以無縫地并以可控的方式引導臺階鉆到下一步。這允許更平穩和更安靜的鉆孔過程。這使用戶能夠出色地控制敏感材料(例如極薄壁金屬板、有機玻璃或木材)中的階梯鉆,并顯著改善鉆孔結果。

            此外,FLOWSTEP? 技術顯著縮短了鉆孔過程的持續時間:用戶現在可以在相同的時間內在金屬上鉆出多達兩倍的孔。

            新技術還確保了刀具壽命方面的出色結果。RUKO 階梯鉆的刀具壽命延長了四倍,成為專業用戶更可靠的精密工具。

            即使在不銹鋼等堅韌材料中,FLOWSTEP? 技術的所有優勢也能發揮作用。徑向力減少 80% 也很明顯。用戶可以毫不費力地取得強大而快速的進步。

            迄今為止,FLOWSTEP? 技術已用于 RUKO 的新一代階梯鉆和 ULTIMAECUT 階梯鉆。在這兩種產品上,新的改進點磨削通過實現工件的精確定心和更快的點鉆來補充其出色的性能

            納米技術涂層

            RUKO 納米技術涂層

            RUKO 納米技術 (RUNaTEC) 涂層是一種特殊的納米復合材料,它以化學方式結合了鋁、鈦和氮三種元素。與傳統涂層(例如 AlTiN 涂層,它結合了相同的成分)的不同之處在于涂層的納米和微觀結構。

            一種特殊的工藝用于實現納米復合結構,增強其性能,例如極高的納米硬度(45 吉帕斯卡)。這意味著,除了低切削速度外,還可以運行非常高的切削速度,從而顯著加快工作流程。其他積極的特性是極高的耐磨性和材料焊縫的強烈減少。

            品牌推薦——RUKO GmbH

            RUKO GmbH Precision Tools 擁有具有高生產能力的現代化機器。我們始終投資于最新的生產技術和生產設施,旨在永久提高生產力。

            我們的全自動數控磨削中心為金屬切削刀具的生產提供了最高的精度和靈活性。因此,我們擁有世界上最先進的生產工藝之一。RUKO GmbH Precision Tools 的質量控制保證了產品始終如一的高品質。使用現代光學測試設備,我們工具的測量系列的個別數據被記錄、存儲和評估。在制造過程中,我們會定期進行材料測試。

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