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在發(fā)電設(shè)備零件的加工中，多孔和深孔的加工一直是個(gè)難題，如何在孔加工中提高效率，如何提高孔加工質(zhì)量，同時(shí)又不增加成本，一直是電力設(shè)備制造商追求的目標(biāo)。加工孔的工具有鉆頭、鉸刀、銑刀、車(chē)刀和鏜刀等，選擇何種刀具要根據(jù)材質(zhì)和精度來(lái)確定。金屬加工微信在此聯(lián)系了眾多的刀具生產(chǎn)商，精選了一些刀具和加工案例，看看哪一種方案適合你。

《金屬加工》策劃：趙宇龍

伊斯卡束魔變色龍鉆

作為早前成功的產(chǎn)品系列變色龍鉆（CHAMDRILL）和變色龍噴水鉆（CHAMDRILLJET）的升級(jí)產(chǎn)品，伊斯卡束魔變色龍鉆（SUMOCHAM）延續(xù)了快換刀頭的特點(diǎn)，其刀頭和刀槽設(shè)計(jì)均經(jīng)過(guò)了改良，具有高的金屬切除率以及由于可更換刀頭帶來(lái)的高經(jīng)濟(jì)性。束魔變色龍鉆升級(jí)了革新的夾持方式，在實(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)率加工的同時(shí)，同一定位槽可更換刀頭次數(shù)也有效增加。刀體帶螺旋狀內(nèi)冷卻通孔，鉆桿耐用，結(jié)構(gòu)可靠。可提供4種不同標(biāo)準(zhǔn)刃口形式的可換刀頭，分別用于鉆削鋼、鑄鐵、鋁合金及不銹鋼、鈦合金、高溫合金等難加工材料。束魔變色龍鉆獨(dú)特的定位槽設(shè)計(jì)，將切削力轉(zhuǎn)換為夾持力，利用定位槽的反作用力夾緊刀片，使得切削力越大，夾持力便越大。接觸區(qū)域因夾持力產(chǎn)生較小的應(yīng)變，且不會(huì)發(fā)展為塑性變形，這使得可換刀頭數(shù)至少增加至早期變色龍鉆頭結(jié)構(gòu)的3倍。更重要的優(yōu)勢(shì)是，新的夾持結(jié)構(gòu)使得生產(chǎn)率大幅提升。鉆頭直徑范圍6～32.9 mm，鉆桿鉆深范圍1.5～12D。

應(yīng)用案例：加工管板上的孔。

工件材料：Q345R鋼，孔徑f19.3 mm，深35 mm通孔。

使用機(jī)床：法因，BT50刀柄，內(nèi)冷卻壓力3 MPa。

鉆桿：DCN 190-057-25A-3D，BT50側(cè)固刀柄。

刀頭：ICP 193 IC908。

切削速度vc=115 m/min（轉(zhuǎn)速n=1?900 r/min），進(jìn)刀量f=0.29 mm/r（vf=550 mm/min）。

加工效果：刀具壽命2000個(gè)孔。

瓦爾特-蒂泰克斯 (Walter Titex) 兩個(gè)深孔鉆新產(chǎn)品

瓦爾特公司完善了兩大產(chǎn)品系列的 2014 年標(biāo)準(zhǔn)品種供貨單。瓦爾特-蒂泰克斯 (Walter Titex) X·treme Pilot 180 帶內(nèi)冷和 180°鉆尖角的整體硬質(zhì)合金鉆頭，將來(lái)可在 3 ～20 mm 的直徑之間選擇。另外，除了瓦爾特-蒂泰克斯深孔鉆家族中的 X·treme D50 標(biāo)準(zhǔn)刀具，瓦爾特現(xiàn)在也提供長(zhǎng)度達(dá) l/Dc 70 的非標(biāo)刀具。加工深孔時(shí)一般需要先鉆引導(dǎo)孔或起始孔。X·treme Pilot 180 是在傾斜或球形表面上加工引導(dǎo)孔和進(jìn)行倒角的正確選擇。X·treme Pilot 180 的另一個(gè)應(yīng)用是加工平底孔。比如，在加工預(yù)鑄孔或需要一個(gè)螺栓定位面時(shí)，就需要這種鉆頭。由于鉆尖角為 180 °，當(dāng)不是加工引導(dǎo)孔而是要在困難的表面上加工平底孔時(shí)，X·treme Pilot 180 是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

瓦爾特-蒂泰克斯 (Walter Titex) XD Technology 是帶內(nèi)冷的整體硬質(zhì)合金孔加工刀具，名稱(chēng)中的“XD”意為“極深”，直徑 2 ～16 mm。X·treme D50 是標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品中最年輕的代表，其提供的尺寸范圍從 4.5 ～9 mm，配合乳劑或油劑使用。其獨(dú)特之處在于，使用者不需要高壓冷卻液系統(tǒng)或深孔鉆床，2 MPa 的壓力就已足夠，而這個(gè)壓力對(duì)很多加工中心來(lái)說(shuō)是都能提供的。

為什么切削加工企業(yè)現(xiàn)在應(yīng)當(dāng)測(cè)試 X·treme Pilot 180 和 X·treme D50 的性能，瓦爾特孔加工高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理 Helmut Gschrey 給出了解釋?zhuān)篨·treme Pilot 180 是萬(wàn)用刀具，同時(shí)，它也可以單獨(dú)發(fā)揮作用，當(dāng)表面不平整而又需要一個(gè)精確、平整的孔底時(shí)，最能發(fā)揮它的優(yōu)勢(shì)了。所有常見(jiàn)材料均適用。

X·treme D50 與瓦爾特-蒂泰克斯 (Walter Titex) XD Technology 團(tuán)隊(duì)的其他成員一樣，在實(shí)現(xiàn)高精度的同時(shí)，一次達(dá)到所需鉆深而無(wú)需退刀。與單刃槍鉆相比，生產(chǎn)多能提高10倍。尤其在貫穿孔或出口為斜面的條件下，取得了非常好的結(jié)果。TTP 涂層、四條刃帶和一個(gè)拋光排屑槽 ——形狀堪稱(chēng)。

肯納高效復(fù)合鉆頭

高效復(fù)合鉆頭是在可轉(zhuǎn)位刀片鉆頭的基礎(chǔ)上衍生的一種高效鉆頭，一般加工f40 mm以上的孔。復(fù)合鉆中心的鉆頭為高速鋼或者硬質(zhì)合金材質(zhì)，周邊的刀片為涂層硬質(zhì)合金刀片，應(yīng)用于大型鏜銑床及滑座鉆床的孔加工，機(jī)床功率要求較高。

復(fù)合鉆頭適用于高速切削。加工鋼材時(shí)，切削速度vc=80～120

m/min；用涂層刀片時(shí)，切削速度vc=150～300 m/min。加工效率高。中心鉆可重磨，周邊外側(cè)刀片可轉(zhuǎn)位使用，節(jié)省輔助時(shí)間。不受空間限制，斷屑及排屑性能好。鉆柄內(nèi)部采用內(nèi)冷卻結(jié)構(gòu)，鉆頭刀片壽命更高。鉆頭剛性好，加工后孔位偏斜較小。鉆頭加工孔徑可調(diào)整，利用調(diào)整外側(cè)刀塊，來(lái)改變鉆孔的直徑。

應(yīng)用實(shí)例：加工汽缸中分面上直徑70mm螺栓孔，深度95 mm。

工件材料：ZG20CrMoV。

切削參數(shù)：vc=100 m/min，f=0.10 mm/r。

加工效果：刀片壽命47孔。

株洲鉆石可轉(zhuǎn)位刀片鉆頭

可轉(zhuǎn)位刀片鉆頭

ZTD02/03/04/05系列淺孔鉆為可轉(zhuǎn)位刀片鉆頭，主要用于長(zhǎng)徑比在5倍以下的孔加工，廣泛應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)、模具、風(fēng)電零部件等各行業(yè)孔加工領(lǐng)域。刀片有PM、EM兩種槽型，其中PM槽型刃口強(qiáng)度較好，適合鋼、鑄鐵等材料的鉆削加工；EM槽型刃口鋒利、強(qiáng)度高，抗沖擊性能更好，刀片滿足加工粘性材料的要求，適用于奧氏體不銹鋼等粘性材料的加工。

內(nèi)刃刀片YBG212SPGT*-PM槽型 外刃刀片YBG205 SPGT*-EM槽型

鉆削過(guò)程中內(nèi)刃速度低，工況惡劣，對(duì)刀片的韌性要求高。建議內(nèi)刃選擇綜合性能好的YBG212牌號(hào)刀片，外刃選擇耐磨性好的YBG205牌號(hào)刀片。

全新表面處理的鉆體，極大提高耐磨性能和抗腐蝕性能，其高抗扭能力可承受更高的進(jìn)給，有效提高加工效率；更為廣闊的排屑空間，加上良好的螺旋沖液角度，使排屑更加順暢；螺旋孔成形采用加熱、扭制工藝，芯厚小，刀體的強(qiáng)度更好，容屑槽沿刀具的纖維化流向，切屑排導(dǎo)能力強(qiáng)，不易出現(xiàn)擠屑現(xiàn)象，可加工的孔深范圍增大；具有良好的刀片安裝角度，切削過(guò)程振動(dòng)小，刀片重復(fù)定位精度高，鉆孔精度和表面質(zhì)量更優(yōu)。

應(yīng)用實(shí)例：回轉(zhuǎn)支撐鉆孔。

工件材料：50Mn。

機(jī)床：沈陽(yáng)機(jī)床數(shù)控鉆床。

刀片：ZCC SPGT07T308-PM。

切削參數(shù)：vc=120 m/min，vf=160 mm/min，鉆削深度L=90 mm。

加工效果：提高了刀片壽命及穩(wěn)定性，滿足加工要求。表面粗糙度值小，刀具跳動(dòng)0.07 mm，加工孔偏差0.1 mm，滿足要求。

OSG兼顧效率與成本的WDO鉆頭

有一位客戶在耐熱合金上鉆孔時(shí)效率較低，希望在深孔加工時(shí)進(jìn)一步的優(yōu)化。為滿足市場(chǎng)需求，這家客戶需要進(jìn)行很多深孔加工，客戶使用MAZAK車(chē)床配以f10 mm的高速鋼鉆頭進(jìn)行加工，切削速度為20 m/min，每轉(zhuǎn)進(jìn)給量33 mm/min，客戶對(duì)于切削的進(jìn)給速度設(shè)置得十分緩慢。根據(jù)圖樣要求，加工零件的孔兩端的同軸度十分重要，鉆頭在加工多個(gè)深孔以后，同心度也是需要保證的，客戶希望把現(xiàn)在的鉆頭替換成20倍徑的硬質(zhì)合金內(nèi)冷鉆頭。OSG推薦f10 mm 8D和f7.6 mm 20D的WDO鉆頭進(jìn)行測(cè)試加工。WDO系列是OSG推出的硬質(zhì)合金內(nèi)冷鉆頭，使用了的橫刃設(shè)計(jì)，OSG的硬質(zhì)合金材質(zhì)以及OSG的涂層，用于提高鉆頭的使用壽命。WDO鉆頭特殊的橫刃設(shè)計(jì)，在加工碳素鋼和鑄鐵時(shí)可以顯著提高刃帶的耐磨損性。加工時(shí)順暢的排屑性還可以進(jìn)一步降低鉆頭加工時(shí)的阻力矩，使WDO系列產(chǎn)品適應(yīng)不同的加工環(huán)境。WDO系列鉆頭的尺寸也十分齊全，可以根據(jù)不同的加工設(shè)備，不同的加工要求進(jìn)行順暢的加工。

測(cè)試加工前，客戶花費(fèi)了一定的時(shí)間對(duì)中心高進(jìn)行調(diào)整，使圓跳動(dòng)誤差盡量減小。在使用f10 mm的鉆頭時(shí)，客戶將切削速度設(shè)置為100 m/min，進(jìn)給量0.3 mm/r，進(jìn)給速度0.8 m/min，并在切入時(shí)將進(jìn)給速度降低一半以確保鉆頭在直線切入時(shí)不會(huì)因?yàn)殂@頭的甩動(dòng)使鉆尖發(fā)生不必要的磨損。切入后時(shí)把進(jìn)給速再恢復(fù)到原先設(shè)定的數(shù)值，加工時(shí)間從2.02 min縮減到了1.37 min。但是他們并不滿足現(xiàn)狀，在加工2?000個(gè)零件后鉆頭仍然可以使用，而原先的鉆頭只能加工到500個(gè)孔左右。經(jīng)過(guò)這樣的改善，客戶還是十分希望OSG能在加工刀具方面給出更多的建議。

另一位客戶是一家從事精密加工的公司，核心的產(chǎn)品包括高附加值的精密機(jī)械零件的加工與組裝。這家公司的客戶對(duì)于零件的公差要求都十分嚴(yán)格，需要對(duì)金屬與塑料部件進(jìn)行精密的銑削與車(chē)削加工，往往通過(guò)一個(gè)樣品，制造出成千上百個(gè)同樣的零件。業(yè)務(wù)的范疇主要涉及發(fā)電設(shè)備、航空航天，汽車(chē)等行業(yè)。

最近這家公司接到了一個(gè)加工旋塞閥閥芯的訂單并在加工后進(jìn)行組裝。每個(gè)工件都需要進(jìn)行孔加工，加工的材料為SUS303不銹鋼。客戶十分了解不銹鋼零件加工，但是為了滿足加工不同產(chǎn)品而使用不同尺寸的鉆頭，并且在加工新產(chǎn)品時(shí)才有更加行之有效的方案。他們的工藝人員十分希望優(yōu)化當(dāng)前加工工藝，所以O(shè)SG推薦了3D的WDO鉆頭進(jìn)行測(cè)試加工。客戶最終準(zhǔn)備在西鐵城的自動(dòng)車(chē)床上進(jìn)行測(cè)試加工。切削參數(shù)為轉(zhuǎn)速1800 r/min，進(jìn)給量0.01 mm/r，加工深度48 mm，并且配合高壓切削液供給系統(tǒng)，加工時(shí)不進(jìn)行中心孔加工。

幾周后對(duì)這家公司的產(chǎn)品經(jīng)理進(jìn)行了回訪并詢(xún)問(wèn)WDO的表現(xiàn)情況，當(dāng)產(chǎn)品經(jīng)理告訴我鉆頭加工了8000個(gè)孔后，我們被震驚了。這表明鉆頭加工了381 m的長(zhǎng)度。客戶對(duì)于這個(gè)測(cè)試結(jié)果十分驚喜，并沒(méi)有要求更進(jìn)一步的提高。可以說(shuō)為了提高成本效率和質(zhì)量，推薦WDO鉆頭是一個(gè)漂亮的大滿貫。經(jīng)過(guò)這個(gè)新訂單的測(cè)試成功，客戶計(jì)劃每年在一臺(tái)機(jī)床上生產(chǎn)數(shù)千個(gè)同樣的零件，因?yàn)檫@個(gè)零件生產(chǎn)的技術(shù)也已經(jīng)十分成熟了。

松德橋式鏜刀

大型鋁合金橋式粗精鏜刀

傳動(dòng)系統(tǒng)是風(fēng)能傳動(dòng)裝置的心臟，對(duì)風(fēng)能的傳動(dòng)裝置返修也是不允許的，故對(duì)此系列加工的質(zhì)量及可靠性提出了更高的要求。對(duì)于輪轂及主軸承座中的大孔，傳統(tǒng)的精銑加工工藝的低品質(zhì)及低效率，顯然已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)今的要求。松德公司推出的大型鋁合金橋式粗、精鏜刀能夠很好地解決這一問(wèn)題，并且在孔徑為850～3300 mm這一范圍內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)系列化，單把刀具的孔加工范圍可達(dá)到640 mm。

傳動(dòng)系統(tǒng)的孔以前要求控制在H7精度以?xún)?nèi)，使用松德的精密鏜刀可滿足實(shí)際加工生產(chǎn)的需求，并且能夠?qū)⒄盗锌坠钸_(dá)到中間公差的80%，也就是說(shuō)使用后孔的精度在實(shí)際生產(chǎn)中已經(jīng)達(dá)到了J6級(jí)別，即H5的加工質(zhì)量。另外，此款刀具因其采用的是輕型鋁合金材料，不需要擔(dān)心在鏜床上的重量限制，刀具比原鋼材減輕重量60%，并且不影響調(diào)整使用。

應(yīng)用實(shí)例：精鏜輪轂孔，孔徑2015 mm，深185 mm。

機(jī)床型號(hào)：TK6916；功率：52 kW；主軸類(lèi)型：BT50；夾具工況：安裝穩(wěn)定；切削液：10%乳化液，連續(xù)加工；工件材質(zhì)：QT250，材料均勻且無(wú)雜質(zhì)；材料硬度：248 HBW；加工前狀態(tài)：孔已粗加工，余量均勻。

解決方案如下：

不同刀具加工對(duì)比如附表所示，所用刀具，加工工件以及加工圖如下圖所示。

工件、刀具及加工過(guò)程

結(jié)語(yǔ)

一些有遠(yuǎn)見(jiàn)卓識(shí)的公司會(huì)主動(dòng)使用的切削刀具的技術(shù)以順利完成新的訂單任務(wù)，在加工高精度零件的情況下限度地提高加工效率、降低成本的同時(shí)還保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。越來(lái)越多的制造商正在努力優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程，在孔加工領(lǐng)域，制造商需著重關(guān)注刀具的快速切削以及快速有效的排屑。這兩個(gè)因素外加適當(dāng)?shù)那邢鳁l件、夾具夾持剛性、較大的排屑槽以及精心設(shè)計(jì)的冷卻噴嘴，就能夠保證生產(chǎn)效率的提高。