全面掌握鑽孔和CNC加工實踐技能!
01 冷卻液使用技巧
正確使用冷卻液對於獲得良好的鑽削性能至關重要,它將直接影響加工過程中的排屑、刀具壽命和加工孔的質量。
(1) 冷卻液的使用方法
1) 內冷設計
內部冷卻設計始終是避免切屑堵塞的首選,尤其是在加工長切屑材料和鑽深孔(大於孔直徑的 3 倍)時。 對於臥式鑽頭,當冷卻液從鑽頭流出時,切削液在至少 30 厘米的長度內不應有下衝。
2) 外冷設計
當切屑形成良好且孔深較淺時,可使用外部冷卻液。 為了改善排屑,應至少有一個冷卻液噴嘴(如果是非旋轉應用,則為兩個噴嘴)靠近刀具軸線。
3) 不使用冷卻液的干鑽技術
一般不推薦幹鑽。
- a) 可用於短切屑材料和孔深可達直徑 3 倍的應用
- b) 適用於臥式機床
- c) 建議降低切割速度
- d) 刀具壽命會減少
建議不要將乾鑽用於:
- a) 不銹鋼材料(ISO M 和 S)
- b) 可互換鑽頭
4) 高壓冷卻 (HPC) (~70 bar)
使用高壓冷卻液的好處是:
- a) 由於冷卻效果增強,刀具壽命更長
- b) 提高不銹鋼等長切屑材料加工中的排屑效果,可延長刀具壽命
- c) 更好的排屑性能,安全性更高
- d) 根據給定的壓力和孔徑提供足夠的流量以維持冷卻液供應
(2) 冷卻液的使用技巧
請務必使用含有 EP(極壓)添加劑的可溶性切削油(乳液)。 為保證最佳刀具壽命,油水混合物中的含油量應在5-12%之間(加工不銹鋼和高溫合金材料時在10-15%之間)。 增加切削液的含油量時,一定要用油分離器檢查,確保不超過推薦的含油量。
在條件允許的情況下,與外冷相比,內冷始終是首選。
清潔的油可以提高潤滑效果並在鑽削不銹鋼應用時帶來好處。 請務必與EP添加劑一起使用。 整體硬質合金鑽頭和可轉位刀片鑽頭都可以使用清潔的油,並且可以獲得良好的效果。
壓縮空氣、霧狀切削液或 MQL(最小潤滑)可能是穩定條件下的成功選擇,尤其是在加工某些鑄鐵和鋁合金時。 由於溫度升高可能對刀具壽命產生負面影響,因此建議降低切削速度。
02 芯片控制技巧
切屑形成和排屑是鑽孔中的關鍵問題,具體取決於工件材料、鑽頭/刀片幾何形狀的選擇、冷卻液壓力/容量和切削參數。
堵塞切屑會導致鑽頭徑向移動,從而影響孔質量、鑽頭壽命和可靠性,或導致鑽頭/刀片斷裂。
當切屑能夠順利地從鑽頭排出時,切屑成形是可以接受的。 識別它的最好方法是在鑽孔過程中聆聽。 連續的聲音表明排屑良好,斷斷續續的聲音表明切屑堵塞。 檢查進給力或功率監視器。 如果出現異常,原因可能是芯片堵塞。 檢查芯片。 如果切屑長且彎曲,但不捲曲,則表示切屑堵塞。 觀洞。 發生堵塞後,會看到粗糙的表面。
避免碎裂的提示:
- 1) 確保使用正確的切削參數和鑽頭/刀尖幾何形狀
- 2)檢查切屑形狀——調整進給速度和速度
- 3)檢查切削液流量和壓力
- 4) 檢查切削刃。 整個斷屑槽不工作時,切削刃損壞/切屑可能導致長切屑
- 5) 檢查是否因新批次工件導致切削加工性發生變化——調整切削參數
(1) 可轉位刀片鑽頭的切屑
中心刀片形成的錐形切屑很容易識別。 周邊刀片形成的切屑類似於車削。
(2) 整體硬質合金鑽頭的切屑
切屑可以從切削刃的中心到周邊形成。 值得注意的是,在開始鑽入工件時產生的初始切屑總是很長,但這不會造成任何問題。
(3) 可互換鑽頭的切屑
03進給和切削速度的控制
(1)切削速度Vc的影響(m/min)
除了材料硬度外,切削速度也是影響刀具壽命和功耗的主要因素。
- 1)切削速度是決定刀具壽命的最重要因素
- 2)切削速度會影響功率Pc(kW)和扭矩Mc(Nm)
- 3) 較高的切削速度會產生較高的溫度並增加後刀面磨損,尤其是在周邊刀尖處
- 4)加工一些較軟的長切屑材料(即低碳鋼)時,較高的切削速度有利於切屑的形成
切割速度過高:
- a) 側翼磨損過快
- b) 塑性變形
- c) 孔質量差,孔徑差
切割速度過低:
- a) 產生堆積的腫瘤
- b) 排屑不良
- c) 更長的切割時間
(2)進給fn的影響(mm/r)
- 1) 影響切屑形成、表面質量和孔質量
- 2)影響功率Pc(kW)和扭矩Mc(Nm)
- 3)高進給會影響進給力Ff(N),工況不穩定時應考慮
- 4) 影響機械應力和熱應力
高進給率:
- a) 硬斷屑
- b) 切割時間短
- c) 刀具磨損小,但鑽刃崩刃的風險增加
- d) 孔質量降低
低進給率:
- a) 更長更薄的芯片
- b) 質量改進
- c) 加速刀具磨損
- d) 更長的切割時間
-
e) 鑽削剛性較差的薄件時,進給量應保持較低
圖片
04獲得優質孔的技巧
(1) 排屑
確保排屑性能符合要求。 切屑堵塞會影響孔質量、可靠性和刀具壽命。 鑽頭/刀片幾何形狀和切削參數至關重要。
(2)穩定性、刀具夾緊
使用盡可能短的鑽頭。 使用具有最小跳動量的精製剛性刀架。 確保機器主軸處於良好狀態並精確對中。 確保零件固定和穩定。 對不規則表面、傾斜表面和交叉孔應用正確的進給率。
(3) 刀具壽命
檢查刀片的磨損情況並預設刀具壽命管理程序。 最有效的方法是使用進給力監控器來監控鑽孔。
(4)保養
定期更換刀片壓緊螺釘。 在更換刀片之前清潔刀架,確保使用扭矩扳手。 在重新研磨整體硬質合金鑽頭之前,不要超過最大磨損量。
05不同材料的鑽孔技巧
(1) 低碳鋼鑽孔技術
對於經常用於焊接零件的低碳鋼,切屑形成可能是一個問題。 鋼的硬度、碳含量和硫含量越低,產生的切屑越長。
- 1)如果問題與切屑形成有關,提高切削速度vc,減小進給量fn(注意加工普通鋼材時,應加大進給量)。
- 2) 使用高壓和內冷供應。
(2) 奧氏體和雙相不銹鋼鑽孔技術
奧氏體、雙相和超級雙相材料會導致與切屑形成和排屑相關的問題。
- 1)正確的幾何形狀非常重要,因為它可以使切屑正確形成並幫助它們排出。 一般來說,最好使用鋒利的切削刃。 如果問題與切屑成形有關,則增加進給量 fn 會使切屑更容易斷裂。
- 2)內冷設計,高壓。
(3)CGI(緻密石墨鑄鐵)鑽孔技巧
CGI 通常不需要特別注意。 它產生的切屑比灰口鑄鐵大,但切屑容易斷裂。 切削力較高,因此會影響刀具壽命。 需要使用超耐磨材料。 將有與所有鑄鐵相同的典型刀尖磨損。
- 1) 如果問題與切屑形成有關,則提高切削速度 Vc 並減少進給量 fn。
- 2) 內冷設計。
(4)鋁合金鑽孔技巧
毛刺形成和排屑可能是一個問題。 還可能因粘連而導致刀具壽命縮短。
- 1) 為保證最佳的切屑形成,請使用低進給和高切削速度。
- 2) 為避免刀具壽命縮短,可能需要測試不同的塗層以盡量減少粘連。 這些塗層可能包括金剛石塗層,或根本沒有塗層(取決於基材)。
- 3) 使用高壓乳化液或霧狀冷卻液。
(5)鈦合金和高溫合金的鑽孔技術
孔表面的加工硬化影響後續工藝。 很難獲得良好的排屑性能。
- 1) 選擇加工鈦合金的槽型時,最好有鋒利的切削刃。 加工鎳基合金時,堅固的幾何形狀至關重要。 如果存在加工硬化問題,請嘗試提高進給速度。
- 2) 高達 70 bar 的高壓冷卻液可提高性能。
(5) 淬火鋼鑽孔技巧
獲得可接受的刀具壽命。
- 1) 降低切割速度以減少熱量。 調整進給速度以獲得可接受且易於排出的切屑。
- 2) 高濃度混合乳液。
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