SG系列钻头的最佳切削用量选择

1　引言刀具种类、机床转速、工件材料硬度、切削液等切削条件的改变都会使刀具的使用寿命发生变化。刀具供应商如能向刀具用户提供急需的加工信息(如合理的切削条件、刀具寿命、加工精度等 ) ,就可以提高加工效率 ,使刀具产品发挥最大的使用价值。为适应钻削加工领域对高效率、高精度 (无需铰削 )、长寿命刀具的市场需求 ,不二越公司开发了ＳＧ系列钻头。在该产品进入商品化应用阶段时 ,为获得切削用量的最佳区域、钻头寿命等加工信息 ,我们采用了等寿命线图和等孔扩量线图来表示钻头寿命和钻削时的孔扩量。本文主要说明有关钻头寿命的适当…     

干式切削加工技术及其应用

干式切削加工有利于保护环境和降低生产成本 ,符合“绿色制造”概念 ,是金属切削加工的发展方向之一。本文讨论了干式切削刀具 (包括刀具形状、刀具材料和涂层 )的设计原则 ,介绍了干式切削在钻削、铣削和镗削加工中的应用实例     

C/E复合材料螺旋铣削制孔方法抑制缺陷产生的机理

传统钻削加工碳纤维/环氧树脂(Carbon/epoxy,C/E)复合材料时容易产生加工缺陷,而螺旋铣削作为一种新的制孔方法在航空材料的加工中逐渐受到关注。为分析螺旋铣削制孔方法抑制缺陷产生的机理,以传统钻削加工为参照,分别利用螺旋铣削及传统钻削两种方法对C/E复合材料进行制孔试验,并对螺旋铣削与传统钻削刀具的运动轨迹进行分析。在具有相同的加工效率及刀具切削速度的基础上,对两种加工方法的加工参数进行优化。进行制孔对比试验,并对制孔过程中的切削温度、切削力及加工质量进行检测与分析。结果表明,切削温度是影响C/E复合材料制孔质量的重要因素,且由于螺旋铣削制孔时的切削温度显著低于传统钻削制孔温度,因此螺旋铣削制孔质量明显优于传统钻削制孔质量。螺旋铣削制孔时的切削温度较传统钻削时降低69℃以上,降幅大于36%,因此有效避免了制孔出口处的撕裂及分层现象。     

高技术枪钻系列刀具的特点及应用

枪钻因最早用于兵器工业加工枪管而得此名，它主要用来加工Ф2～Ф20mm直径的小径深孔，是目前深孔钻削中最常采用的加工刀具。德国钴领刀具有限公司作为世界上最主要的孔加工旋转切削刀具供应商之一，在枪钻的研发及制造方面具有20多年的成功经验，它所开发的枪钻系列刀具具有切削效率高、加工精度好和刀具寿命长等特点，已广泛应用于汽车制造、飞机船舶等行业。以下为德国钴领刀具有限公司所能提供的枪钻系列刀具：     

粉末冶金高速钢刀具

<正> 1983年联邦德国机械加工工业中,车削、钻削、螺纹切削、铣削、拉削、铰削、扩孔和锪孔等各种加工方法中,高速钢刀具(HSS)、硬质合金刀具(HM)和陶瓷刀具(Al_2O_3)各占的百分数——见附图。     

第8届上银优秀机械博士论文奖——金奖 CFRP低损伤钻削制孔关键技术研究

<正>轻质高强碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)是运载装备减重增效的优选材料,可显著提升装备性能。此类材料构件的装配连接需加工大量连接孔,且制孔损伤容限要求苛刻。但CFRP是典型的难加工材料,钻削制孔时,与金属等匀质材料相比,材料失效行为和去除机理迥异,易在出口区域产生严重损伤,对现有加工技术提出严峻挑战,制约CFRP的应用,限制装备性能提升。本文研究CFRP的切削机理和温度影响规律,提出合理控制切削力,降低切削温度影响的方法,研发钻削刀具和工艺关键技术,实现CFRP低损伤钻削制孔。1)建立了CFRP切削加工中单侧弱约束区域材料的单纤维切削和刀具/纤维接触的理论模型,表征了钻削出口材料的切     

钛合金旋转超声辅助钻削的钻削力和切屑研究

针对难加工材料钛合金在采用普通麻花钻传统钻削过程中存在钻削力和扭矩较大使得钻孔困难,刀具使用寿命低,连续长切屑易缠绕刀具、划伤孔加工表面、增大刀具-切屑-工件孔壁之间的摩擦以及排屑差引起堵屑和卡刀具的问题,引入一种新刃型刀具（即八面钻）,并结合超声振动钻削技术,进行了钛合金旋转超声辅助钻削试验。分析了旋转超声辅助钻削和普通钻削中切屑形成原理,采用文中所设计的旋转超声振动钻削主轴结合BV100立式加工中心平台、测力系统和非接触激光测量系统进行了无冷却条件下基于八面钻的钛合金旋转超声辅助钻削和普通钻削试验以及钻削力、扭矩和切屑形态的研究。试验结果表明：相比于普通钻削,超声钻削明显降低钻削力和扭矩分别为19.07%~20.09%和31.66%~34.3%,明显增强了钻头横刃和主切削刃的切削能力,获得了良好的断屑和排屑效果,提高了切削过程的稳定性,能够极大改善钛合金钻孔过程钻削困难、刀具使用寿命低和孔加工质量差的问题。     

高效率的钻削刀具——SE型整体硬质合金钻头

SE型整体硬质合金钻头是Hertel公司最近投放市场的一种高效率钻削刀具。由于其特殊的横刃修磨和切削刃形状,很适合于在各种钢和铸铁工件上钻削中、小直径(3～20mm)的孔,对软钢、淬硬钢等难加工材料的钻削效果尤其显著。     

机械加工中钻头磨损的一些问题

在金属切削加工中,钻削工作量约占全部切削加工的35%。由于钻头是最重要的孔加工刀具,钻头磨损后直接影响生产效率、钻孔精度、表而粗糙度和加工成本,故钻头的磨损是孔加工中的一个重要问题。一、钻头磨损形式在钻削过程中,钻头一方面切下切屑,另一方面钻头本身材料中的微波被切     

碳纤维复合材料孔加工研究现状

根据碳纤维复合材料的特性和制造加工中存在的问题,综述了碳纤维复合材料孔加工时加工工艺、钻头几何参数及其材料、机床振动、材料制备缺陷等因素对钻削加工损伤(尤其是分层损伤)的影响和抑制方法、钻削建模与仿真以及叠层孔加工等方面的研究最新进展,重点关注了钻削诱导的分层损伤形成机理以及一些特殊工艺,如振动辅助钻削、螺旋铣削孔加工、磁性胶体垫板孔加工技术和高速钻削技术等对碳纤维复合材料孔加工质量改善效果。     

扁钻的改进

电站工矿备件的深孔加工是重机行业中常见的也是较复杂的工艺过程。目前发展比较成熟的深孔加工刀具有扁钻、ＢＴＡ套料钻、Ｍ型钻、喷吸钻、枪钻和错齿内排屑钻等。扁钻在电机转子深孔加工中占有重要地位 ,多用于钻削直径大于 75ｍｍ、长径比大于 35的深孔。与其它深孔刀具相比 ,扁钻具有结构简单、制造成本低、使用方便等优点。但在进行深孔加工时 ,扁钻的工作环境封闭、恶劣 ;同时 ,由于操作者无法观察扁钻的工作状态 ,加工时易出现切削热过于集中而烧刀的现象。因此 ,对传统扁钻的结构进行改进势在必行。　　1　存在的问题传统扁钻的材…     

振幅对超声振动钻削力的影响研究

超声复合机械加工机理与普通切削加工有本质的区别。主要表现在超声加工是一种脉冲式切削加工,对延长刀具寿命、提高表面加工质量、改善刀具切削性能有很大意义。其本身的优良性能已经被国内外专家学者所认可。但是超声振动振幅的大小对孔的钻削质量和刀具寿命的影响非常重要。文中自行设计了一套超声复合钻削装置,且对超声钻削加工装置设计中存在的问题和关键工艺进行了分析,并对不同振幅对钻削力与扭矩的影响进行了对比研究。实验结果对超声加工有一定的指导作用。     

枪钻断屑新法

枪钻是一种加工深孔特别是小深孔比较有效的刀具。钻深孔在钻削过程中的断屑,排屑问题尤为重要。 根据枪钻的工作过程可知(图1),切削液从刀杆和刀头的油孔进入切削区,以冷却和润滑刀具,并把切屑经刀杆上的V形槽冲出。     

CFRP/TC4叠层材料低频振动钻削试验研究

低频振动辅助切削技术是基于传统切削给刀具加上有规律并可控的振动,从而达到减小切削力、提高加工精度和延长刀具寿命的目的。将低频振动辅助切削技术应用到CFRP/钛合金叠层材料制孔中,在孔径、孔壁粗糙度和入口质量等制孔质量方面与传统钻削进行对比试验研究。结果表明,振动钻削在制孔质量上具有明显的优势。     

基于Solidworks用于非标刀具的实体设计

现代机械制造中,标准刀具多用于一般性切削加工,而非标准多阶梯、复合钎焊硬质合金刀具越来越多地用于专用机械加工及生产线上加工,如发动机汽门座孔、缸盖等零部件的综合加工以及钻、铰、挤削加工等。由于加工对象及孔径尺寸的多样化,对于刀具槽型以及硬质合金槽型与刀体几何尺寸的匹配（指刀体在实际加工中所具有的强度）有很大的关系,特别是为客户提供切削解决方案进行刀具图纸设计及进行产品制造时,出于优化刀具的空间几何角度满足实际生产需要,     

批量阶梯孔加工工艺的改进与实践

采用一次成型的快速钻削加工方式实现浅孔批量加工,与传统加工方式相比有很大优势,尤其对于长径比≤3倍孔,采用切削加工是一个发展方向。本文通过加工实例,重点分析和讨论了高精度批量浅孔一次钻削成型过程中所涉及的加工工艺、切削刀具、装夹方式及数控编程等关键技术问题,实现了高精度批量浅孔在加工效率上的有效突破。     

镍基高温合金工件异形孔加工工艺的研究

根据航空发动机涡轮盘上异形孔结构复杂及镍基高温合金材料难加工的特点 ,采用钻削、铣削与磨削工艺的不同组合、选用新型涂层刀具和相应的切削参数进行了工艺试验。通过分析试验过程中刀具、砂轮的磨损(破损 )情况及其对异形孔加工精度和表面粗糙度的影响 ,探讨了铣削、磨削加工镍基高温合金涡轮盘异形孔的可行性。研究结果表明 ,通过优化加工参数 ,涡轮盘异形孔钻削 铣削工艺可有效替代常用的电火花加工工艺。     

CFRP/TC4叠层钻削刀具与低频振动工艺适配性研究

通过对低频振动工艺下刀具切削运动过程进行分析,得到低频振动钻削时刀具切削轨迹和切削角度的变化规律。通过开展钻削工艺实验,对比分析了麻花钻、阶梯钻两类刀具在不同振幅下对大直径、大厚度CFRP/TC4叠层结构制孔过程和质量的影响规律。结果表明：两类刀具最大轴向力随着振幅增大均呈上升趋势,阶梯钻可有效降低钻削最大轴向力;低频振动钻削能实现有效断屑并降低切削温度、提高孔径精度,阶梯钻作用效果更加显著;CFRP入口撕裂程度受切屑刮擦与振幅共同作用影响,切屑的刮擦及振幅增大均会导致入口撕裂程度增大,在适中的振幅下(0.1mm),阶梯钻可有效降低入口撕裂程度,并达到较好的加工精度。     

CFRP/Al叠层结构钻铰锪一体制孔切削力建模与预测技术

针对钻铰锪复合刀具一体制孔过程,构建瞬时切削力模型,为制孔切削力优化、抑制CFRP/Al叠层结构的制孔缺陷提供理论依据。将CFRP/Al叠层结构钻铰锪一体制孔过程拆分为钻削、铰削、锪窝,基于CFRP与Al的细观斜角切削模型,分别建立钻削、铰削、锪窝过程的动态切削力(轴向力与扭矩)模型。根据切削特点及所处切削状态对制孔过程进行阶段划分,利用钻削、铰削以及锪窝的切削力模型,计算出相应阶段的切削力。根据工作前角数学模型,分别建立钻削、铰削、锪窝过程的前角均值、剪切角均值和摩擦角均值的数学模型,并且给出纤维方向角关于时间的变化模型。基于接触力学理论建立横刃的切削力模型,最终形成CFRP/Al叠层结构钻铰锪一体制孔刀具的瞬时切削力的模型。最后,搭建制孔试验平台,进行钻铰锪一体制孔试验,验证瞬时切削力模型的正确性与可靠性。     

基于枪钻的42CrMo合金钢深孔钻削分析

在深孔钻削加工42CrMo合金钢时,易造成切削温度高、刀具磨损快等问题,从而影响加工质量。针对某传动轴的深孔加工,为得到合适的切削参数、保证技术要求,利用DEFORM-3D有限元分析软件设计正交仿真试验,分析不同切削参数对切削温度和刀具磨损的影响,得到最佳的切削用量。加工结果表明,枪钻用此切削用量进行深孔加工可以满足技术要求,为优化枪钻加工42CrMo合金钢时的切削用量、提高产品质量和降低刀具磨损提供了指导。