可轉(zhuǎn)位鉆頭：克服孔加工的挑戰(zhàn)

    許多可轉(zhuǎn)位刀片鉆頭的問題在于它們是由兩個(gè)刀片的切削刃交疊而生成正確的切削直徑。所以即使鉆頭有兩個(gè)排屑槽，刀片的功能是形成一個(gè)單刃但不對(duì)稱的切削刃。這種設(shè)計(jì)在本質(zhì)上是不平衡的。因此，可轉(zhuǎn)位鉆頭必須在進(jìn)入切削時(shí)放慢進(jìn)給量和速度，迫使用戶在經(jīng)濟(jì)性和生產(chǎn)率之間進(jìn)行權(quán)衡。

     不平衡的切入過程的另一問題是孔的精度。典型地，可轉(zhuǎn)位鉆頭的中心刀片首先切入。這會(huì)產(chǎn)生很大的徑向切削力，容易引起鉆桿偏斜。一旦鉆頭偏離中心，它不能加工出精度高的孔。

    正因?yàn)檫@些原因，可轉(zhuǎn)位鉆頭通常局限于孔的粗加工。當(dāng)孔的公差要求小于0.012到0.016英寸時(shí)，有必要在可轉(zhuǎn)位鉆頭之后增加一道加工。

    近來，幾家刀具制造商已經(jīng)再次檢查可轉(zhuǎn)位刀片鉆頭，尋求克服他們的設(shè)計(jì)中固有的切削力不平衡的缺點(diǎn)的方法。這些產(chǎn)品系列中最近的研發(fā)之一是Sandvik Coromant公司(Fair Lawn, New Jersey)推出的CoroDrill 880。據(jù)Sandvik產(chǎn)品專家Bruce Carter介紹，這種可轉(zhuǎn)位鉆頭的設(shè)計(jì)回避了由不平衡的切削力產(chǎn)生的問題，因此提高了生產(chǎn)率和孔的質(zhì)量，同時(shí)保持了刀片有四個(gè)可用切削刃的經(jīng)濟(jì)性。

    其中的關(guān)鍵是該公司稱作“分步技術(shù)”的概念。這個(gè)短語描述了刀片上切削刃“逐步”地進(jìn)入工件，據(jù)說大大地降低與過去的可轉(zhuǎn)位鉆頭相關(guān)聯(lián)的徑向切削力。這個(gè)概念涉及兩種不同幾何角度的刀片和不同的切削特性。中心刀片具有一種明顯的不規(guī)則切削刃形狀，而外緣刀片結(jié)合了一種修光刃槽型。

    進(jìn)入工件的第一步中，中心刀片的外角接觸工件。這使得鉆頭以相對(duì)較低的徑向力開始切削，鉆桿的偏斜最小化。在第二步中，外緣刀片的外角接觸工件。這平衡了中心刀片產(chǎn)生的力。在第三步也即最后一步中，中心刀片的剩余部分開始切削。所有這三步均在(上面的)插圖中表明了。

    Carter先生說，通過把切入過程分成三個(gè)相對(duì)較小的步幅，切削力減少到小于那些典型刀片鉆頭加工所產(chǎn)生切削力的一半，而且切削力相互之間的平衡導(dǎo)致入口處的鉆桿偏斜實(shí)際上被消除了。平衡的鉆入過程、較低的徑向切削力和偏斜量最小化的組合有如下的好處：

孔的精度更高。

進(jìn)給量有提高到100%的可行性，取決于工件材料。

在鉆削孔深達(dá)直徑四倍或更多倍時(shí)更有信心。

消除后續(xù)孔加工需求的可能性，取決于精度要求。

    提到的另一個(gè)好處是該設(shè)計(jì)使得外緣刀片有四個(gè)完全可用的切削刃。如果進(jìn)給量高于0.005ipr(本站注：約0.13mm/r)，某些裝有方刀片的可轉(zhuǎn)位鉆頭會(huì)損失第四個(gè)切削刃。可是有了分步技術(shù)，與眾不同的中心刀片形狀可在進(jìn)給量高達(dá)0.013ipr(本站注：約0.33mm/r)時(shí)仍能保護(hù)第四個(gè)切削刃。

    最后Carter先生指出，外緣刀片上使用的修光刃技術(shù)能生成極佳的表面粗糙度，有了這種新設(shè)計(jì)即使進(jìn)給量更高也是如此。在試驗(yàn)中，在進(jìn)給量為0.004ipr(本站注：約0.1mm/r)時(shí)表面粗糙度可達(dá)到20微英寸(1微英寸等于1英寸的百萬分之一，即表面粗糙度可達(dá)到0.5µm)；而進(jìn)給量高達(dá)時(shí)表面粗糙度可達(dá)80到120微英寸(約2～3µm)