選用硬質(zhì)合金鉆頭應考慮的因素
一直認為鉆削加工必須在較低的進(jìn)給量和切削速度下進(jìn)行，這種觀(guān)點(diǎn)在使用普通鉆頭的加工條件下曾經(jīng)是正確的。如今，隨著(zhù)硬質(zhì)合金鉆頭的出現，鉆削加工的概念也發(fā)生了變化。
事實(shí)上，通過(guò)正確選用合適的硬質(zhì)合金鉆頭，可以大幅度提高鉆削生產(chǎn)率，降低每孔加工成本。
硬質(zhì)合金鉆頭分為四種基本類(lèi)型：
整體硬質(zhì)合金鉆頭、硬質(zhì)合金可轉位刀片鉆頭、焊接式硬質(zhì)合金鉆頭和可更換硬質(zhì)合金齒冠鉆頭。那么，在選擇硬質(zhì)合金鉆頭時(shí)應該注意些什么呢?
1.加工精度
選用硬質(zhì)合金鉆頭時(shí)，首先需要考慮鉆削加工的尺寸精度要求。一般來(lái)說(shuō)，被加工孔徑越小，其公差也越小。因此，鉆頭制造商通常根據被加工孔的名義直徑尺寸對鉆頭進(jìn)行分類(lèi)。在上述四種類(lèi)型的硬質(zhì)合金鉆頭中，整體硬質(zhì)合金鉆頭的加工精度最高(φ10mm整體硬質(zhì)合金鉆頭的公差范圍為0～0.03mm)，因此它是加工高精度孔的最佳選擇;焊接式硬質(zhì)合金鉆頭或可更換硬質(zhì)合金齒冠鉆頭的公差范圍為0～0.07mm，比較適合一般精度要求的孔加工;安裝硬質(zhì)合金可轉位刀片的鉆頭比較適合重載粗加工，雖然它的加工成本通常低于其它幾種鉆頭，但其加工精度也比較低，公差范圍為0～0.3mm(取決于鉆頭的長(cháng)徑比)，因此它一般用于精度要求不高的孔加工，或者通過(guò)換裝鏜刀片完成孔的精加工。
2.加工穩定性
除了考慮鉆孔精度要求外，選擇鉆頭時(shí)還需考慮加工機床的穩定性。機床穩定性對于鉆頭的安全使用壽命和鉆孔精度至關(guān)重要，因此需要仔細檢驗機床主軸、夾具及附件的工作狀態(tài)。
此外，還應考慮鉆頭自身的穩定性。例如，整體硬質(zhì)合金鉆頭剛性最好，因此可達到很高的加工精度。而硬質(zhì)合金可轉位刀片鉆頭的結構穩定性較差，容易發(fā)生偏斜。這種鉆頭上安裝了兩片可轉位刀片，其中內刀片用于加工孔的中心部分，外刀片則加工從內刀片至外徑處的外緣部分。由于在加工初始階段只有內刀片進(jìn)入切削，鉆頭處于不穩定狀態(tài)，極易引起鉆體偏斜，且鉆頭越長(cháng)，偏斜量越大。因此，在使用長(cháng)度超過(guò)4D的硬質(zhì)合金可轉位刀片鉆頭進(jìn)行鉆削加工時(shí)，在開(kāi)始鉆進(jìn)階段時(shí)應適當減小進(jìn)給量，進(jìn)入穩定切削階段后再將進(jìn)給率提高到正常水平。
焊接式硬質(zhì)合金鉆頭和可更換硬質(zhì)合金齒冠鉆頭是由兩條對稱(chēng)切削刃組成可自定心的幾何刃型，這種具有高穩定性的切削刃設計使其在切入工件時(shí)不需要減小進(jìn)給率，只有當鉆頭傾斜安裝與工件表面成一定傾角切入時(shí)例外，此時(shí)建議在鉆入、鉆出時(shí)將進(jìn)給率減小30%～50%。由于此類(lèi)鉆頭的鋼制鉆體可產(chǎn)生微小變形，因此非常適合用于車(chē)床加工;而整體硬質(zhì)合金鉆頭由于脆性較大，用于車(chē)床加工時(shí)較易折斷，尤其當鉆頭定心狀況不佳時(shí)更是如此。
3.排屑與冷卻液
排屑是鉆削加工中不容忽視的問(wèn)題。事實(shí)上，鉆削加工中遇到最多的問(wèn)題就是排屑不暢(加工低碳鋼工件時(shí)尤其如此)，且無(wú)論使用何種鉆頭均無(wú)法回避這一問(wèn)題。加工車(chē)間經(jīng)常采用外部注入冷卻液的方式輔助排屑，但這種方法只有在被加工孔深小于孔徑以及減小切削參數的情況下才有效。此外，必須選用與鉆頭直徑相匹配、合適的冷卻液種類(lèi)、流量和壓力。對于沒(méi)有安裝主軸內冷卻系統的機床，則應使用冷卻液導管。被加工的孔越深，排屑就越困難，需要的冷卻液壓力也越大，因此應保證鉆頭制造商推薦的最小冷卻液流量，如冷卻液流量不足，則需要減小加工進(jìn)給量。
4.每孔加工成本
生產(chǎn)率或每孔加工成本是影響鉆孔加工最重要的因素。為提高生產(chǎn)率，鉆頭制造商正致力于研究可集成多種操作工序的加工方法，并開(kāi)發(fā)可實(shí)現高進(jìn)給、高轉速加工的鉆削刀具。
最新開(kāi)發(fā)的可更換硬質(zhì)合金齒冠鉆頭具有優(yōu)異的加工經(jīng)濟性。鉆頭磨損后，用戶(hù)不必更換整個(gè)鉆體，只需更換硬質(zhì)合金齒冠即可，其購買(mǎi)費用只相當于焊接式或整體硬質(zhì)合金鉆頭重磨一次的費用。硬質(zhì)合金齒冠更換容易且重復性精度極高，加工車(chē)間可用一支鉆體配備多個(gè)齒冠，以加工不同孔徑尺寸的孔。這種模塊化的鉆削系統可減少直徑12～20mm鉆頭的編目費用，同時(shí)還可節省對焊接式或整體硬質(zhì)合金鉆頭進(jìn)行重磨時(shí)需要的備份刀具費用。
在考慮每孔加工成本時(shí)，還應將鉆頭的總壽命計算在內。一般來(lái)說(shuō)，一支整體硬質(zhì)合金鉆頭只能重磨7～10次，一支焊接式硬質(zhì)合金鉆頭只能重磨3～4次，而可更換硬質(zhì)合金齒冠鉆頭在加工鋼料時(shí)，其鋼制鉆體至少可更換齒冠20～30次。
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