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關鍵詞:
硬質合金鉆頭,CNC鉆頭磨床
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上傳時間：
2013-08-19
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資料簡介
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設計思路
整體硬質合金鉆頭性脆且價格昂貴；與其相比，高速鋼鉆頭韌性較好，價格也較便宜，但鉆頭太長時無法保證加工效果；可轉位鉆頭具有較好的性價比，但鉆削加工后還必須進行后續鉸削或鏜削加工；焊接式硬質合金鉆頭磨損后需要重焊。因此，為什么不能在鋼制刀體上制造一個整體硬質合金鉆冠或刃尖，以同時獲得硬質合金切削刃和鋼制刀體二者的優勢呢？這就是可換齒冠鉆頭的設計思路。
這種復合結構鉆頭不僅能將硬質合金鉆頭的切削精度和速度與鋼制刀體價格低廉的特點結合起來，而且可以免除兩道既耗時又費錢的工序：鉆頭的更換裝卡和鉆頭刃部的重磨。這種鉆頭在達到焊接式硬質合金鉆頭精度的同時，可以提高生產率、降低生產成本。整體硬質合金齒冠采用自定心幾何形狀設計，適用于尺寸精度要求高的加工場合，使用戶能夠滿足較為嚴格的孔徑公差。
主要優勢
（1）快速更換
據山高刀具公司的鉆削產品FredrikSundström介紹，縮短生產周期和節省生產成本是可換齒冠鉆頭的主要優勢。自從7年前開發出可換齒冠鉆頭以來，它一直在與高速鋼鉆頭和焊接式硬質合金鉆頭進行競爭，而勿需重磨和再涂層是其zui顯著的優點。實際上，可換齒冠鉆頭的工作效率如此之高，甚至可與整體硬質合金鉆頭媲美；而與整體硬質合金鉆頭相比，其鋼制鉆體又如此價廉。
節省時間是指在更換齒冠時無需從鉆夾頭上取下刀體，只需從刀體上取下齒冠然后換上新齒冠即可。如果操作者需要加大孔徑尺寸，只需更換刀頭而無需將刀體從機床上取下。一個刀體可適配多種尺寸規格的齒冠。齒冠與刀體的聯接方式有多種：住友電工硬質合金公司采用兩個穿過齒冠的螺桿將其與刀體連在一起；山高刀具公司用一個拉桿上的螺釘旋進齒冠底部，將齒冠安全可靠地拉緊在刀體上；伊斯卡公司和英格索爾公司都采用鍵結構將齒冠轉動鎖緊在刀體上。
Sundström介紹說，更換一個齒冠僅需20秒鐘，且更換后無需作任何調整。當然，必須用壓縮空氣對連接界面進行清潔，以避免刀體受損。
伊斯卡公司的培訓MikeGadzinski估計，更換一個齒冠耗時約為30秒，而更換一把整體式刀具需要10分鐘。他說，汽車工業確實非常歡迎這項技術，因為縮短停機時間對于他們太重要了。
（2）節省成本
可換齒冠鉆頭制造商通常也以該刀具的低成本而自豪。因為可換齒冠鉆頭只有齒冠采用硬質合金制造，它與鋼制刀體裝配在一起，比整體硬質合金鉆頭便宜得多。雖然可換齒冠鉆頭的價格比高速鋼鉆頭貴，但其切削性能要好得多。由于一個刀體可適配多個不同尺寸規格的齒冠，因此只需要購買少量刀體。
Sundström說，采用可轉位刀片式鉆頭進行鉆孔加工成本zui低，但其金屬去除率卻無法與CrownLoc系列可換齒冠鉆頭相比，且鉆孔后幾乎總是需要進行附加的鉸孔或精鏜加工。而可換齒冠鉆頭的特點之一就是無需附加工序。采用整體硬質合金鉆頭鉆孔時，雖然安裝在機床上的可能只有一個鉆頭，但倉庫里需要有一個，還有一個在重磨工位上，另一個剛從機床上卸下，而另一個正在前往加工工位的途中……它們加起來數量并不少。而采用可換齒冠鉆頭后，只需在抽屜里放上一些齒冠，一個磨損后再換上一個新的即可。
山高刀具公司不推薦對齒冠進行重磨。由于齒冠無需重磨，操作者可使刀刃的磨損超過刃尖上某一點，而對于整體硬質合金鉆頭，磨損到該點時通常就應該停止加工進行重磨了。伊斯卡公司的Gadzinski也同意可換齒冠鉆頭不應重磨的觀點，認為重磨處理會增加大量人工費用。此外，他指出，對齒冠進行重磨（以及再涂層）的刀具壽命可能只有新齒冠刀具壽命的一半，如果操作工人不知道他所使用的鉆頭是重磨鉆頭還是新鉆頭，當達到重磨鉆頭（而非新鉆頭）的平均壽命時他將停止使用。如果該鉆頭是新的，那么其有效壽命的一半將被浪費。另一方面，如果一個重磨過的齒冠被誤認為是新的，就有可能超壽命運行以至于損害工件。
根據Sundström的觀點，一個刀體根據實際應用需要，至少可更換15～20次新齒冠。如果采用正確的裝夾和冷卻技術（山高刀具公司推薦采用內冷卻），加工鋼件時每個齒冠可持續加工約120分鐘。
不同的看法
REM銷售公司的區域DanMurphy認為，可換齒冠鉆頭是一種很好的補缺刀具。他推薦加工大孔時采用可轉位鉆頭，加工小孔時采用整體硬質合金鉆頭。介于二者之間的孔徑，如果是大批量加工，他可能會選擇可重磨的整體硬質合金或焊接鉆頭。但是，對于中等尺寸孔的加工，DanMurphy認為可換齒冠鉆頭勿需大的投資即可提供多種功能。使用者不必擔心重磨程序，當需要比高速鋼刀具更好的性能，而加工量又不足以采用整體或焊接硬質合金鉆頭時，可換齒冠鉆頭正好可以彌補這一空缺。DanMurphy也愿意將可換齒冠鉆頭應用于對孔加工尺寸要求嚴格的CNC瑞士型機床上，因為這種鉆頭可根據需要多次更換刀頭，可以縮短停機時間。
但是，作為CNC鉆頭磨床、檢測系統和用戶設備供應商，Gordon工程公司的KirkGordon對可換齒冠鉆頭提出了不同看法。根據他的觀點，硬質合金鉆尖在鉆削時對剛性要求很高，而鋼制刀體的剛性不足，這就像在一輛經濟型轎車中裝上一臺大馬力發動機一樣。高性能的鉆尖需要具有高強度和高剛性的刀體支撐、對中和驅動。Gordon還對廣告宣稱的可換齒冠鉆頭可節省加工費用心存疑慮。他同意在理論上采用這種鉆頭可能會節省費用，但他認為，與可重磨的整體硬質合金刀具相比，采用可換齒冠鉆頭時每一切削刃的實際成本可能更高。他還認為，可換齒冠鉆頭并不*像整體硬質合金鉆頭那樣有效，例如在某些情況下，幾何尺寸的微小差異就會影響刀具性能。此外，他還指出，標準的可換齒冠鉆頭通常不適合用于鉆削直徑小于1/4″（6.35mm）的孔，因而限制了其應用范圍。
KirkGordon認為，總的來看，與整體硬質合金鉆頭相比，可換齒冠鉆頭似乎并無太大意義。Gordon列舉了購買可換齒冠鉆頭的成本、替換舊刀體的成本、替換（而不是重磨）齒冠的成本以及因轉速減慢、精度（孔的位置度、直線度、圓度和尺寸精度）降低而付出的成本。根據他的觀點，可換齒冠鉆頭的*用途是用于初學者。這些新手可能尚不具備更換整個刀具的能力，但可以更換齒冠。盡管如此，操作者仍需保持刀體前端清潔并注意觀察其磨損或損壞狀況。
REM銷售公司的Murphy不同意這一結論。他說，主要問題在于人們討厭丟棄東西，人們也不喜歡去了解新事物。購買更昂貴的刀具以消除擔心是一種消極的解決辦法，作為替代方案，操作者可將使用可換齒冠鉆頭的宏程序輸入機床的CNC加工程序中，在更換齒冠適當次數后再丟棄刀體。他認為，可換齒冠鉆頭比較適合加工深度為3～5倍直徑的孔，而整體硬質合金鉆頭更適宜深孔鉆削。可換齒冠鉆頭并非“包治百病的靈丹妙藥”，其主要加工對象是材料較軟、中小批量且深度相對較淺的孔，對于此類加工，可換齒冠鉆頭可以發揮很好的作用。此外，如果一組工件具有多種尺寸的孔，采用可換齒冠鉆頭，其刀體可以涵蓋適當的尺寸范圍，因此只需更換刀頭即可。整體硬質合金鉆頭更適于加工較硬的材料、深孔以及用于大批量專業生產；而高速鋼鉆頭則適于一次性使用或加工原型工件。
幾種可換齒冠鉆頭規格及切削參數
（1）英格索爾刀具公司的QwikTwist可換齒冠鉆頭規格為0.2953"～1.0197"（7.5～25.9mm），可加工孔深達8倍孔徑。
（2）伊斯卡公司提供的可換齒冠鉆頭規格為0.295"～1.017"（7.5～25.8mm），可加工孔深為3～5倍孔徑。
（3）住友電工硬質合金公司推薦當加工硬度為250～300HB、孔徑約0.64″（16.256mm）的鋼件孔時，切削速度為260～360sfm，進給率為0.006～0.012ipr。
（4）山高刀具公司的CrownLocP可換齒冠鉆頭在加工硬度為250～300HB的普通鋼件時，切削速度為236～290sfm，進給率為0.009～0.011ipr。
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