钻孔的初始考虑因素
1. 孔
钻孔的3项基本要素是:
- 孔径
- 孔深
- 孔质量
孔型
通孔盲孔
倒角孔
阶梯孔
入口孔
出口孔
交叉孔
- 带螺栓间隙的孔
- 带丝杠螺纹的孔
- 沉头孔
- 配合良好的孔
- 用于管件的孔 (热交换器)
- 形成通道的孔
- 去重平衡孔
- 深孔/冷却液孔
2. 零件
对所需的孔进行分析后,查看工件材料、零件形状和数量。
工件材料
- 材料是否具有良好的断屑性能?长切屑还是短切屑材料?
- 切削加工性?
- 材料硬度?
- 合金元素?
零件形状
- 零件是否相对孔对称旋转 (或者说孔是否能使用固定钻头加工)?
- 零件是否稳定?或是否存在可能导致振动的薄壁部分?
- 零件能否安全固定?需要考虑哪些稳定性问题?
- 是否需要加长刀具?是否需要使用长刀具悬伸?
数量
批量大小会影响使用哪种钻头。- 大生产批量 - 使用优化钻头、定制钻头
- 小生产批量 - 使用优化了通用性的钻头
3. 机床
知道如何在机床中执行安全的高生产率钻削工序非常重要。机床影响下列选择:
- 工序类型
- 要使用的刀柄和/或夹套类型
- 机床的整体稳定性,特别是主轴
- 对于小直径孔加工,主轴转速 (rpm) 是否足够?
- 冷却液供应。冷却液流量对于大直径钻头是否足够?
- 冷却液压力对于小直径钻头是否足够?
- 工件夹紧情况。是否足够稳定?
- 卧式还是立式主轴?卧式主轴能够实现更好的排屑
- 功率和扭矩。功率对于大直径钻孔加工是否足够?如果不够,能否使用套料钻?或能否替代使用铣刀进行螺旋插补铣?
- 刀库内的空间是否有限?此时,台阶与倒角钻可能是一种合适的解决方案
刀柄
生产率的影响因素不仅包括材质和槽型,还有刀柄及其牢固、精确的夹紧能力。一定要使用尽可能最短的钻头和悬伸。
考虑使用为所有金属切削工序 (包括所有孔加工方法) 设计的模块化工具系统。通过这类系统,可在不同的应用和机床中使用相同的切削刀具和接杆。这使得对于整个机床车间可以通过一个刀具系统实现标准化。
刀具跳动量
最小刀具跳动量是成功钻孔的必要条件。跳动量应不超过20 μm。对准的同时必须确保:- 较紧的孔公差和直线度
- 良好的表面质量
- 持久稳定的刀具寿命
方法选择
扩孔 - 策略
所有方案一把刀具解决- 阶梯钻削/扩孔
- 钻头类型4/5
优势
+ 定制刀具
+ 最快的方法
劣势
- 不太灵活
双刀具解决方案
优势
+ 标准刀具
+ 相对灵活
劣势
- 两把刀具
- 需要两个刀位
- 更长的生产周期
阶梯和倒角钻 - 单钻头策略
钻头类型1
标准
钻头类型2
双直径钻头 (导向部分 + 钻体直径)
带导向部分和倒角。非钻体直径切削
钻头类型4
双直径钻头 (导向部分 + 钻体直径)
带导向部分、倒角和钻体直径切削
钻头类型5
三直径钻头 (导向部分 + 阶梯 + 钻体直径)
带导向部分、阶梯和倒角。非钻体直径切削
钻头类型6
三直径钻头 (导向部分 + 钻体直径)
带导向部分、阶梯和倒角以及钻体直径切削
钻削工序
选择正确的刀具可以让你单孔成本达到最低且满足孔质量要求。孔的类型不同,需要考虑刀具的因素也不尽相同:
- 小到中等直径的孔
- 大直径孔
- 深孔
- 微型孔
小到中等直径孔钻削
钻削小到中等直径孔时,有3种不同的钻削解决方案可供选择:整体硬质合金钻头、可换头钻头和可转位刀片钻头。孔公差、长度和孔径是在选择钻头类型时需要考虑的3个重要参数。每种解决方案都具有其在不同应用中的优势。大孔钻削
以有限的机床功率进行大孔钻削有3种方案可供选择:- 使用套料钻
- 使用镗削刀具扩孔
- 使用铣刀进行螺旋插补铣