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01 冷却液使用技巧
正确使用冷却液对于获得良好的钻削性能至关重要,它将直接影响加工过程中的排屑、刀具寿命和加工孔的质量。
(1) 冷却液的使用方法
1) 内冷设计
内部冷却设计始终是避免切屑堵塞的首选,尤其是在加工长切屑材料和钻深孔(大于孔直径的 3 倍)时。 对于卧式钻头,当冷却液从钻头流出时,切削液在至少 30 厘米的长度内不应有下冲。
2) 外冷设计
当切屑形成良好且孔深较浅时,可使用外冷。 为了改善排屑,应至少有一个冷却液喷嘴(如果是非旋转应用,则为两个喷嘴)靠近刀具轴线。
3) 不使用冷却液的干钻技术
一般不推荐干钻。
- a) 可用于短切屑材料和孔深可达直径 3 倍的应用
- b) 适用于卧式机床
- c) 建议降低切割速度
- d) 刀具寿命会减少
建议不要将干钻用于:
- a) 不锈钢材料(ISO M 和 S)
- b) 可换钻头钻头
4) 高压冷却 (HPC) (~70 bar)
使用高压冷却液的好处是:
- a) 由于冷却效果增强,刀具寿命更长
- b) 提高不锈钢等长切屑材料加工中的排屑效果,可延长刀具寿命
- c) 更好的排屑性能,安全性更高
- d) 根据给定的压力和孔径提供足够的流量以维持冷却液供应
(2) 冷却液的使用技巧
请务必使用含有 EP(极压)添加剂的可溶性切削油(乳液)。 为保证最佳刀具寿命,油水混合物中的含油量应在5-12%之间(加工不锈钢和高温合金材料时在10-15%之间)。 增加切削液的含油量时,一定要用油分离器检查,确保不超过推荐的含油量。
在条件允许的情况下,与外冷相比,内冷始终是首选。
清洁的油可以提高润滑效果,并在钻削不锈钢应用时带来好处。 请务必与EP添加剂一起使用。 整体硬质合金钻头和可转位刀片钻头都可以使用清洁的油,并且可以获得良好的效果。
压缩空气、雾状切削液或 MQL(最小润滑)可能是稳定条件下的成功选择,尤其是在加工某些铸铁和铝合金时。 由于温度升高可能对刀具寿命产生负面影响,因此建议降低切削速度。
02 芯片控制技巧
切屑形成和排屑是钻孔中的关键问题,具体取决于工件材料、钻头/刀片几何形状的选择、冷却液压力/容量和切削参数。
堵塞切屑会导致钻头径向移动,从而影响孔质量、钻头寿命和可靠性,或导致钻头/刀片断裂。
当切屑能够顺利地从钻头排出时,切屑成形是可以接受的。 识别它的最好方法是在钻孔过程中聆听。 连续的声音表明排屑良好,断断续续的声音表明切屑堵塞。 检查进给力或功率监视器。 如果出现异常,原因可能是芯片堵塞。 检查芯片。 如果切屑长而弯曲,但不卷曲,则表示切屑堵塞。 观洞。 发生堵塞后,会看到粗糙的表面。
避免碎裂的提示:
- 1) 确保使用正确的切削参数和钻头/刀尖几何形状
- 2)检查切屑形状——调整进给速度和速度
- 3)检查切削液流量和压力
- 4) 检查切削刃。 整个断屑槽不工作时,切削刃损坏/切屑可能导致长切屑
- 5) 检查是否因新批次工件导致切削加工性发生变化——调整切削参数
(1) 可转位刀片钻头的切屑
中心刀片形成的锥形切屑很容易识别。 周边刀片形成的切屑类似于车削。
(2) 整体硬质合金钻头的切屑
切屑可以从切削刃的中心到周边形成。 值得注意的是,在开始钻入工件时产生的初始切屑总是很长,但这不会造成任何问题。
(3) 可互换钻头的切屑
03进给和切削速度的控制
(1)切削速度Vc的影响(m/min)
除了材料硬度外,切削速度也是影响刀具寿命和功耗的主要因素。
- 1)切削速度是决定刀具寿命的最重要因素
- 2)切削速度会影响功率Pc(kW)和扭矩Mc(Nm)
- 3) 较高的切削速度会产生较高的温度并增加后刀面磨损,尤其是在周边刀尖处
- 4)加工一些较软的长切屑材料(即低碳钢)时,较高的切削速度有利于切屑的形成
切割速度过高:
- a) 侧翼磨损过快
- b) 塑性变形
- c) 孔质量差,孔径差
切割速度过低:
- a) 产生堆积的肿瘤
- b) 排屑不良
- c) 更长的切割时间
(2)进给fn的影响(mm/r)
- 1) 影响切屑形成、表面质量和孔质量
- 2)影响功率Pc(kW)和扭矩Mc(Nm)
- 3)高进给会影响进给力Ff(N),工况不稳定时应考虑
- 4) 影响机械应力和热应力
高进给率:
- a) 硬断屑
- b) 切割时间短
- c) 刀具磨损小,但钻刃崩刃的风险增加
- d) 孔质量降低
低进给率:
- a) 更长更薄的芯片
- b) 质量改进
- c) 加速刀具磨损
- d) 更长的切割时间
-
e) 钻削刚性较差的薄件时,进给量应保持较低
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04获得优质孔的技巧
(1) 排屑
确保排屑性能符合要求。 切屑堵塞会影响孔质量、可靠性和刀具寿命。 钻头/刀片几何形状和切削参数至关重要。
(2) 稳定性、刀具夹紧
使用尽可能短的钻头。 使用具有最小跳动量的精制刚性刀架。 确保机器主轴处于良好状态并精确对中。 确保零件固定和稳定。 对不规则表面、倾斜表面和交叉孔应用正确的进给率。
(3) 刀具寿命
检查刀片的磨损情况并预设刀具寿命管理程序。 最有效的方法是使用进给力监控器来监控钻孔。
(4)保养
定期更换刀片压紧螺钉。 在更换刀片之前清洁刀架,确保使用扭矩扳手。 在重新研磨整体硬质合金钻头之前,不要超过最大磨损量。
05不同材料的钻孔技巧
(1) 低碳钢钻孔技术
对于经常用于焊接零件的低碳钢,切屑形成可能是一个问题。 钢的硬度、碳含量和硫含量越低,产生的切屑越长。
- 1)如果问题与切屑形成有关,提高切削速度vc,减小进给量fn(注意加工普通钢材时,应加大进给量)。
- 2) 使用高压和内冷供应。
(2) 奥氏体和双相不锈钢钻孔技术
奥氏体、双相和超级双相材料会导致与切屑形成和排屑相关的问题。
- 1)正确的几何形状非常重要,因为它可以使切屑正确形成并帮助它们排出。 一般来说,最好使用锋利的切削刃。 如果问题与切屑成形有关,则增加进给量 fn 会使切屑更容易断裂。
- 2)内冷设计,高压。
(3)CGI(致密石墨铸铁)钻孔技巧
CGI 通常不需要特别注意。 它产生的切屑比灰口铸铁大,但切屑容易断裂。 切削力较高,因此会影响刀具寿命。 需要使用超耐磨材料。 将有与所有铸铁相同的典型刀尖磨损。
- 1) 如果问题与切屑形成有关,则提高切削速度 Vc 并减少进给量 fn。
- 2) 内冷设计。
(4)铝合金钻孔技巧
毛刺形成和排屑可能是一个问题。 还可能因粘连而导致刀具寿命缩短。
- 1) 为保证最佳的切屑形成,请使用低进给和高切削速度。
- 2) 为避免刀具寿命缩短,可能需要测试不同的涂层以尽量减少粘连。 这些涂层可能包括金刚石涂层,或根本没有涂层(取决于基材)。
- 3) 使用高压乳化液或雾状冷却液。
(5)钛合金和高温合金的钻孔技术
孔表面的加工硬化影响后续工艺。 很难获得良好的排屑性能。
- 1) 选择加工钛合金的槽型时,最好有锋利的切削刃。 加工镍基合金时,坚固的几何形状至关重要。 如果存在加工硬化问题,请尝试提高进给速度。
- 2) 高达 70 bar 的高压冷却液可提高性能。
(5) 淬火钢钻孔技巧
获得可接受的刀具寿命。
- 1) 降低切割速度以减少热量。 调整进给速度以获得可接受且易于排出的切屑。
- 2) 高浓度混合乳液。
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