用熱管實現(xiàn)干鉆

發(fā)布日期：2011-11-25    蘭生客服中心    瀏覽：3920

眾所周知，孔加工是金屬加工操作中最頻繁使用的加工工藝。從熱量方面而言，它還是最難控制的操作之一。
和銑削及許多其它切削操作不同，鉆頭要連續(xù)進行金屬與金屬之間的接觸，因此會產(chǎn)生大量的熱。熱是破壞刀具壽命的大敵�？妆旧矸忾]的邊界加劇了鉆削操作的難度。沒有什么空間讓冷卻液進入并排出切屑。
傳統(tǒng)上，冷卻液或油是采用溢流方式從外部施加的。最近，冷卻液卻通過正常壓力或高壓穿過刀具提供。冷卻液是冷卻鉆頭并排出切屑的主要手段。通過這種手段可以延長刀具壽命，并且通常可以保證較高的鉆削進給速度和轉(zhuǎn)速。
在制造廠家中如今存在這樣一種趨勢，即減少金屬切削操作中所用冷卻液量。之所以出現(xiàn)這種趨勢是從環(huán)保要求-工人受到冷卻液霧氣影響-以及降低成本兩方面考慮的。干銑或半干銑已經(jīng)非常常見，特別是在歐洲尤其如此。如今在美國這種應(yīng)用也越來越多。
但是與銑削不同，對鉆削而言，進行干鉆卻依然是非常困難的，因為存在熱的問題。Lamb Technicon 公司(位于美國密執(zhí)安州Chesterfield Township市)的研究和新產(chǎn)品開發(fā)組開發(fā)了一種新的鉆頭，它可以實用地進行干鉆加工。
Lamb公司研究和新產(chǎn)品開發(fā)組主任Philip Szuba博士說 ：“我們采用了一種在其它領(lǐng)域被稱作熱管的裝置。我們建造的第一個結(jié)構(gòu)由銅管組成，插在鉆頭里通過槍鉆打的孔中。然后，在銅管中部分加入液體（水似乎是最好的），接著蓋上蓋子。后來，通過實驗發(fā)現(xiàn)銅插件并不需要，因此我們現(xiàn)在僅簡單地在鉆頭中打個孔，在孔中裝一定的水，然后用蓋子蓋上。”
熱管工作中沒有任何移動件或電子元件。在操作過程中，鉆頭頂尖-由于它連續(xù)與工件接觸，因此它是熱的主要焦點-會發(fā)熱。鉆頭頂尖處的熱會傳遞到鉆頭本體上。隨著熱從鉆頭頂尖傳到熱管中，管中液體變熱而沸騰，并在熱管中產(chǎn)生蒸汽。
蒸汽上升，由于它比液態(tài)水溫度要高，因此它會從鉆頭頂尖處帶走部分熱量，直至刀夾（V形法蘭或HSK）體所在的鉆柄處。這種熱對流動作可以讓刀夾充當散熱器，并將熱從鉆頭帶走。隨著熱的擴散，蒸汽冷卻并重新冷凝成液態(tài)水。液體流回熱管，這種循環(huán)一直重復進行。實際上，熱管是一個熱驅(qū)動泵，由它將熱從鉆頭頂尖帶走。Szuba博士說，這種熱管使鉆頭的壽命比直接進行干鉆的鉆頭壽命延長了40～60%。
至今為止，Lamb公司所進行的實驗已經(jīng)涉及各種不帶涂層的高速鋼鉆頭。為了更好地分析熱管，Lamb公司已經(jīng)用一把3/4英寸的鉆頭來鉆削鑄鐵。Szuba博士說，增大熱管尺寸應(yīng)該不會產(chǎn)生什么問題，并且他預計，最小的尺寸應(yīng)該為1/4英寸左右直徑的鉆頭。此外，對于在其它材料和涂層的鉆頭中采用熱管，他至今還沒有注意到會存在什么障礙。
對于鉆頭頂尖定向不是垂直方式的情況，在熱管中布置了一根“燈芯”。由它提供毛細管動作的通道，并且保證熱泵的操作與刀具頂尖定向無關(guān)。
這種熱管鉆頭是受Lamb的客戶激發(fā)而開發(fā)的-這些客戶受到各種各樣的壓力，要求降低與濕切相關(guān)的健康與環(huán)境問題及成本，同時還不得在刀具壽命或性能方面大打折扣。對于該制造廠家而言，“需要乃發(fā)明之母”這句格言顯然是再恰當不過了，而熱管對于正確的應(yīng)用場合，實乃一聰明的創(chuàng)舉。



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