盘点深孔钻刀具家族
· 一、枪钻种类与结构
一般来说,目前的枪钻种类主要有普通硬质合金枪钻、整体硬质合金枪钻、机夹刀片式枪钻以及镶嵌式枪钻。
1.普通硬质枪钻
普通硬质枪钻是目前很常用的枪钻,这种包含刀头、钻杆、钻柄三部分(如下图)。刀头采用硬质合金烧结成型后磨制而成,刀头与经过热处理的钻杆钎焊为一体,钻杆尾部安装到刀柄内经过钎焊与钻柄固定在一起。
例如,德国botek公司的110型枪钻就属于这一类枪钻,钻头直径从Ф1.850mm-51.2mm。
2.整体硬质合金枪钻
整体硬质合金枪钻的刀头与钻杆整体采用硬质合金合金,硬质合金钻杆与钢制钻柄钎焊在一起(如下图)。整体硬质合金枪钻具有较高的刚性和较低扭曲振动,不仅提高切削可靠性,还提高了刀具使用寿命,但价格较贵。
目前市场上整体硬质合金枪钻在技术质量和最小直径上非德国botek公司113型莫属。botek公司113型整体硬质合金枪钻直径最小Ф0.500mm。
3.机加式枪钻
机加式枪钻整体结构与普通枪钻一样,只不过刀头部分装配式,刀头体采用工具钢,切削刃口采用可更换的硬质合金刀片,导向部分采用硬质合金导向块,通过固定螺钉将整个刀头装配到一起(结构见下图)。机加式枪钻一般适用于直径12mm以上的孔。
机夹式枪钻采用可转位刀片,刀具磨损后可以快速转位或者更换,方便快捷。可转位刀片带有分屑刃口及断屑槽,降低了切屑力,产生的铁屑更加碎小,使排屑更加稳定流畅更适合于高速切削,提高了加工效率。另外针对不同工件材料,可以采用不同涂层的可转位刀片和导向条,可以提高刀具耐磨性和刀具寿命,提高加工表面粗糙度。
德国botek机加式枪钻有01型、02型、07型及特殊的机加式成型阶梯枪钻和机加式套料枪钻,适用加工孔径范围Ф12-74.99mm,客户可以根据不同工况的需要进行选择。
根据我们的实际加工经验,采用01型机加式枪钻进给效率比较普通枪钻提高40%以上。
4.镶焊式枪钻
当直径6mm以上时,枪钻刀头也可以采用镶焊式结构如下图,即刀头体采用合金工具钢,但在刃口和导向条部分镶焊硬质合金,来节约硬质合金材料,如botek 111型枪钻。或者针对铝合金、石墨等材料加工的刃口采用PCD或CBN镶片的枪钻。
PCD枪钻加工铝合金时产生碎片铁屑,切削轴向力和扭矩都低于普通枪钻,刀具耐磨性强,寿命超长达4000m孔长,大大节约了刀具更换及修磨,提高了机床效率。
· 二、枪钻刀具长度的计算
枪钻属于非标刀具,由于客户加工的孔不同,所使用的机床不同,所需要的枪钻长度也就不同。一般情况下,在能满足加工深度的情况下,长度越短,枪钻的刚性及钻孔的稳定性就越高,有利于保证孔的精度。枪钻的长度是枪钻采购时的一个重要参数。
当钻孔时有预钻的导向孔,且没有钻杆支撑装置的情况下,一般来说最大的深径比不超过30-40倍。订货时枪钻长度应该如图所示:
枪钻总长度= 可重磨长度 + 钻削深度 + 排屑区长度+ 钻柄长度
下表是德国botek公司常用枪钻的重磨长度和最小排屑区长度:
专用的深孔钻床进行枪钻加工时,配置了导向排屑装置,深径比30-40倍以上深的孔加工还需要配置钻杆支撑装置(如下图)。
*注:L1=枪钻可重磨长度;L2=钻孔深度;L3=枪钻导向排屑箱宽度;L4=预留余量;L5=钻柄长度;L6=钻杆圆柱部分长度;L7=钻杆支撑宽度
· 三、枪钻刀头几何结构及角度
1.枪钻切削过程分析
枪钻是单刃切削,由内外刃组成的切削刃在切削过程中受到直径方向的切削阻力,只能靠刀头分布在外圆轮廓面的导向条部分来抵消。
钻头在刚开始钻孔时,需要有导向钻套或导向孔支撑刀头导向部分。钻入孔后,由已加工的内孔表面支撑刀头导向。
因此,刀头导向条与导向钻套或已加工内孔壁会产生挤压和摩擦,充分的冷却液润滑是必须的(如下图)。
2.枪钻刀头端部结构
刀头是进行钻孔切削的部分,其几何结构如图下图, 端部主要通过5个面(即第一后角面、第二后角面、刀尖后角面、内刃后角面、过油面)及圆柱面倒角,形成枪钻的外切削刃、内切削、钻尖等端部结构。枪钻的侧切削刃加工时起对孔壁的修光作用,重新刃磨无需考虑。
3.枪钻刀头外圆轮廓结构
刀头外圆轮廓结构反映了导向条部分的分布。下图是德国botek 110型枪钻刀头轮廓结构型式。
G 型是枪钻外圆通用的轮廓结构,适用于几乎所有的工件材料和加工场合。
如果没有要求或指明,一般情况枪钻都采用G型轮廓型式。
·四、枪钻的几何角度
在日常生产加工中,在不同的加工场合需要深孔加工。
下面是botek枪钻在一般进行正常加工的刀具磨削角度请参见下图,如有特殊加工要求和被加工材料时,请与HTT联系。
HTT专业从事深孔加工技术25年,并且与世界著名深孔钻刀具制造商德国botek公司有近20年的合作,提供机床、刀具、加工三位一体的服务。如果您有深孔方面的任何问题,请与我们联系。
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