钻头刃口修磨和强化对钻削加工的改善
原加工方式为钻定心、钻孔和铰孔成形,位置度较难以保证,并且加工节拍较长,效率较低。现由硬质合金钻头直接钻削成形,能够保证孔的加工精度和孔的位置精度,满足了工艺产品的需要,极大地提高了加工效率。采用改进后的钻头切削刃如图7所示。
2.强化钻头刃口(钝化、涂层)
通过在修磨方面的尝试和摸索,我们还发现一个重要的现象,就是无论是高速钢还是硬质合金材料的钻头,修磨后切削部分的刃口总是存在一些细小的缺口,约0.1mm。这些缺口最初并不引起大家的重视,但在实践加工时往往就是这些缺口给钻头带来了致命的伤害。这种情况在使用硬质合金材料钻头和在各类钻头钻削加工钢材料的时候尤为明显。一般的修磨方法是采用金刚石锉刀将主刀刃与横刃的交叉处倒圆,同时将主切削刃处倒棱角30°,刃口倒钝宽度根据钻头直径而定(见图8)。
经过实践检验我们发现这种倒钝方式不能完全实现钝化的目的,倒钝后的刃口受倒钝时的手法限制,容易使两个切削刃钝化程度不一致而造成切削刃刃边不平整,致使钻头两个切削刃的对称度降低,影响钻头的定心精度和使用寿命。
我们选用了含金刚石微粉的尼龙钝化轮,利用高速旋转,通过不同的角度对钻头的刃部进行刷式运动,靠柔性的接触通过调整时间和空间的角度将刃口每一部分都加工到位。钝化后在钻头的切削刃口形成圆滑过渡。刃口经过钝化后刀刃强度显著提高,切削时能经受较大的压力,增强了刀具稳定性,有效地延长了钻头的寿命。
涂层处理也是提高钻头使用寿命的一个重要的方法。根据加工条件采用不同的涂层可提高钻头的表面硬度和氧化温度,降低摩擦系数,大幅提高钻头的使用寿命。其中TiN涂层(涂层颜色为黄色)对高速钢类钻头的使用性能有很大的提高,可有效地提高高速钢钻头硬度,提高钻头的表面粗糙度并降低摩擦,改善钻削条件。而TiCN (涂层颜色为灰黑色)和TiALN(涂层颜色紫褐色)这两种涂层广泛应用在硬质合金材料的钻头上。
刃口的强化(钝化)和涂层的结合可大大提高钻头的使用效果。其中对钻头的刃口强化(钝化)也是为涂层做准备,钝化使涂层材料有足够的结合表面。实践表明,通过刃口强化的钻头比未经强化处理的钻头使用寿命提高40%~50%。
结语:
钻头由于其尺寸必须限制在孔的尺寸以内,而且受到自身结构的限制所以技术改进难度较大。但随着科学技术的进步,数控刃磨设备不断发展,麻花钻的设计、制造水平较以往有了很大改进。钻头作为孔加工刀具中最基本、最广泛的工具之一,在机械加工领域中得到了长足的发展和进步。
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