几何形状、涂层、冷却液、组合刀具的进步意味着更快更好的孔
可以公平地说，无论是在小型车间还是大型生产设施中，孔加工在机加工中所占的份额最大。大部分孔加工是在直径达 1"（25 毫米）的钢和铸铁上钻孔。推动钻孔和攻丝性能的是基体、涂层、三刃设计和组合刀具的进步。同样重要是冷却液输送方面的进步，使用不同尺寸的孔和形状来促进排屑。
您可能能够使用几家领先工具制造商在此描述的一些最新发展。
Drew位于佛罗里达州塔瓦雷斯的 GWS 工具集团执行副总裁 Strauchen 指出，孔加工（以及一般的金属加工）的部分发展趋势是孔加工解决方案的定制，以更完美地适应客户的具体应用，同时最大限度地减少操作。“B能够为车间的特定应用选择最佳的基材、几何形状、涂层和刀具长度对于更多希望在全球市场竞争的制造商来说至关重要。与定制一起组合两个或多个工具以进一步减少操作和周期时间——优化的定义，”他说。
除了实施新的技术进步外，GWS Tool Group 还在设计组合工具允许客户使用一个工具执行多个钻孔操作，而不是两个、三个甚至四个工具。 “能够为特定应用定制工具对于减少操作和周期时间至关重要，”Strauchen 说。他提供了一个为电动汽车制造商开发的组合工具的示例。
“该工具专为高磨蚀性、高硅铝部件而设计。该工具的几何形状将沉孔、倒角和钻孔结合在一步工具中在消除昂贵的周期时间，”Strauchen 说。 “以前，该过程需要三个操作、三个工具更换和三个不同零件号的库存管理。三刃、高剪切设计在每个切削刃后面都有冷却剂通道，以最大限度地提高进给量，以及超抛光的刃口，以进一步改善排屑。此应用中的进给率超过 300 ipm。”
基体是超细晶粒碳化物，钴含量较低，可降低积屑瘤的可能性。工具涂层是一种特定于材料的 ALU 涂层，可在保持锋利度的同时延长工具寿命。
一个大型钎焊硬质合金铰刀，每个凹槽中都有交错的冷却剂端口具有独立的旋转柱塞，设计用于检测盲孔或尺寸过小的孔。 （提供d by GWS Tool Group)三槽钢钻孔
Strauchen 表示，出于多种原因，钢铁应用也受益于三槽钻头。三刃钻头以前仅有效地用于铝应用，现在越来越流行用于铸铁和钢等材料。 “新的排屑槽形式与冷却液通过技术相结合，扩大了加工黑色金属材料的能力。添加最新的超光滑 PVD 涂层并集成反向腹板锥度进一步增强了我们生产钻头的能力，这些钻头可以优化生产率，同时确保稳定的排屑，”他说。
用三个钻头钻孔的首要挑战钢制排屑槽使切屑通过排屑槽排空，随着第三排排屑槽的增加，排屑槽体积自然变小。 “铝屑更软且更具延展性，因此即使切屑更长，它们也可以从孔中弹出，”Strauchen 说。 “钢另一方面，如果没有破碎和控制得当，芯片的容忍度要低得多。添加第三个槽后，生产小切屑（6 号和 9 号）以确保稳定、一致的结果至关重要。”
正如 GWS 的这一选择所表明的那样，组合工具用途广泛。 “每个工具都有自己的故事和解决的问题，”Strauchen 说。 “一个钻头在具有镜面饰面的零件中创建三个台阶。另一种是四步高精密铰刀，每个凹槽中有 45˚ 冷却剂端口。这种设计将公差保持在 2 μm 以内，并在 8 RMS 以下进行精加工。”
他还描述了一种大型钎焊硬质合金铰刀，每个凹槽中都有交错的冷却剂端口。这种钎焊硬质合金铰刀具有独立的旋转柱塞，设计用于检测盲孔或尺寸过小的孔。它通过在遇到障碍物和阻塞冷却剂时进行压缩来检测这些孔，这会在刀具断裂之前停止机器。
设计for Specific Materials
YG-1 USA，伊利诺伊州弗农希尔斯，是一家全线供应商，不仅提供孔加工工具，还提供硬质合金、圆形工具和刀片以及高速钢、粉末金属和钴。据孔加工全国产品经理 Steve Pilger 称，该公司每年生产约 6000 万件圆形刀具。 “我们为客户提供最新的 CNC 以及传统的 Bridgeports。孔加工车间面临的挑战是制造更高质量的产品，并在尽可能短的时间内使用具有卓越使用寿命和应用能力的工具实现最高公差，”Pilger 说。
I-ONE 模块可互换头钻有 3XD、5XD 和 8XD 三种长度可供选择，可以容纳五到六个不同尺寸的硬质合金刀片，这些刀片是从同一个柔性钢体上切削下来的。 （YG-1提供）YG-1的premi根据 Pilger 的说法，他的产品是 Dream Drill 硬质合金钻头。 “运行铸铁和钢时，Dream Drills 最大限度地延长了刀具寿命和排屑能力，”他说。 “例如，对于以最高效的进给和速度执行的钢材应用，可能会推荐使用分叉式钻头，而对于不锈钢，您可能会使用更正的四面钻头。” Dream Drills 的直径为 1-20 毫米，长度为 3xD、5xD 和 8xD。 YG-1 还提供 10xD、15xD、20xD、25xD 和 30xD 超长钻头，全部现货供应。 “一些客户正在改变他们使用 4140 合金钢等钢材的方式。他们希望以高生产率加工高质量零件，”Pilger 说。 “他们需要更高的切削速度，平均需要 350 到 450 sfm 才能生产出最高质量的零件并实现最长的刀具寿命。”对于这些高产量、高容量的环境，YG-1 为 allo 提供了 Dream Drill Pro 系列y 钢和铸铁汽车零件。
重视灵活性
对于重视灵活性且不需要最高速度和进给的钢和铸铁钻孔，YG-1 提供I-Dream Drill General 系列，提供在钢、碳、合金和铸铁上钻孔的多功能性。
YG-1 钻头系列的最新成员是 I-ONE 模块化可互换头钻头，现已上市3xD、5xD 和 8xD 长度。钢制主体具有灵活性，可以容纳从同一柔性钢制主体切割出的五到六个不同尺寸的刀片。 I-One 具有硬质合金钻头的优点和钢体的灵活性。
对于涂层，YG-1 为其专有的 H 涂层开发了一种后涂层处理，有助于在深孔中排屑钻孔。 “这种处理消除了导致涂层的峰谷。我们发现，通过对刀片、刀片尖端和正常尺寸的钻头进行抛光，我们可以将刀具寿命延长约 20%，”皮尔格说。 “对于深孔钻孔，加工中心上的高压冷却液输送使 15 年前被迫在专用枪钻机上以 1-2 ipm 的速度对零件进行枪钻加工的车间得以实现。现在，他们可以在 CNC 加工中心以 20 到 30 ipm 的速度加工相同的深孔。”
可换头钻孔线
美国伊斯卡的双刃 SUMOCHAM 可换头钻孔采用的先进技术线构成了其三槽 LOGIQ3CHAM 可换头钻线设计的基础。 “当你想到一个洞时，它似乎非常简单——只是一个投影到三维空间的半径。但这是用于在车间和高生产环境（如汽车）中生产产品的常见功能。 [它在] 模具、医疗和越野行业等高精度应用中也很常见，”位于德克萨斯州阿灵顿的 Iscar USA 国家产品钻孔专家 Craig Ewing 说。
LOGIQ3CHAM 专为碳钢材料 ISO P 和ISO K 铸铁和球墨铸铁。据制造商称，与普通的双刃可换头钻头相比，它可以将生产率提高多达 50%。（由 Iscar USA 提供）SUMOCHAM 的直径范围从4 至 32.9 毫米（0.157 至 1.295 英寸），增量为 0.1 毫米（0.004 英寸），为各种碳钢和合金钢以及高温合金钢和不锈钢提供多种边缘处理。SUMOCHAM 具有夹紧系统，可实现提高生产率输出率，同时实现更多的刀片转位。刀柄本身设计有扭曲的喷嘴，并具有坚固耐用的主体。可转位刀头有十种不同的标准几何形状，专为钻削钢材、特殊材料、铸铁或铝而设计，据该公司称。
ThSUMOCHAM 钻头的独特口袋设计利用了机械施加在工具上的切削力。这些力被转化为夹紧力，用于将刀片向凹槽后部拧紧——施加的切削力越大，获得的夹紧力就越好。
SUMOCHAM 可换头钻头提供多种款式，适用于常见的合金钢的应用，尤因说。 “它们有 1.5D、3xD、5xD、8xD 和 12xD 深度可供选择，适用于带有 CAT 40 和 50 刀柄、HSK、CAPTO、车床动力工具的典型加工中心应用，以及用于 Mazak Integrex 等多功能机器，”他说.
LOGIQ3CHAM 是一种三刃可换头钻线，直径范围为 12 至 25.9 毫米（0.472-1.020"）。钻体有 1.5xD、3xD、5xD 和一些尺寸8xD。额外的凹槽可实现更高的进给率，从而提高生产率。“我们看到了第三个Ewing 说。
LOGIQ3CHAM 专为碳钢材料 ISO P 和 ISO K 铸铁以及球墨铸铁而设计。根据 Iscar 的说法，与普通的带可换头的双槽钻头相比，它可以将生产率提高多达 50%。凹形切削刃可顺利切入工件材料，以及出色的定心和稳定的钻孔。特点包括耐用的钻体，由坚硬的高强度钢材制成，具有更好的耐磨性。据该公司称，抛光的凹槽表面可确保顺畅、轻松地排屑，燕尾夹紧可防止钻头在缩回过程中从钻槽中拔出。
钢合金、铁螺纹加工挑战
穿孔是最后的关键生产步骤之一，正确的丝锥对于避免零件返工甚至报废零件至关重要，accordi马萨诸塞州西博伊尔斯顿 Emuge 公司产品总监 Mark Hatch 说。 “在攻丝合金钢时，由于化学性质和热处理的变化，切屑形状、尺寸和长度 [有] 变化。每种化学元素的类型和百分比与热处理相结合，会产生影响可加工性的不同机械性能。在为手头的应用选择丝锥时，考虑丝锥基材、涂层和几何形状是关键。 “
选择基材时，有几个加工因素很关键，例如扭矩、热稳定性和磨损因素。例如，粉末金属 HSSE-PM 基材可提供更高的耐磨性，以获得质量更好的工具边缘。
在过去的五年中，Hatch 指出丝锥工具寿命和工艺一致性 d由于改进了工具涂层。 “Emuge 开发了优化的涂层，旨在实现出色的热稳定性、耐磨性和低摩擦系数。由于工具的波峰和波谷，丝锥上的涂层附着力可能具有挑战性，因此 Emuge 设计了精确分布在表面上的涂层，并将保持不变，”Hatch 说。
Emuge CBTz 芯片-断屑技术可产生短的、断屑的、可控的切屑结构，从而消除因切削齿碎裂或破损导致的排屑槽堵塞和机用丝锥的潜在故障。 （由 Emuge Corp. 提供）刀具几何形状是对钢合金进行高效螺纹加工的关键因素。选择直槽或螺旋槽，例如低螺旋角（慢螺旋槽）或高螺旋角（快螺旋槽）将取决于机器材料的能力——它的硬度和热处理。选择直接影响生产的芯片和为工作选择的抽头。如果材料退火，会产生长切屑，高螺旋丝锥可能是一个不错的选择。但是，随着钢变硬，这种丝锥可能会断裂。
制造商在滚轧成型（内螺纹的无屑生产）和切削丝锥方面都有很好的选择。例如，Emuge 提供 Innoform–Steel-M，这是一系列 HSSE-PM 丝锥，用于在高达 44 HRC 的中等强度钢中形成具有改进表面质量的螺纹，同时提高静态和动态螺纹强度。
Innoform-Steel-M 丝锥具有多边形几何形状，可实现低扭矩和更长的刀具寿命。特殊的粉末金属基体和硬度更高的 TiN-66 涂层可减少摩擦并延长刀具寿命。 Innoform-Steel-M 丝锥推荐用于成型冷延伸钢、渗碳钢、铸件、可热处理渗氮和冷作钢，以及高合金钢和热作钢。
当长切屑成为挑战时，可以使用具有切削面几何形状和螺旋槽形式的丝锥，它们共同影响切屑流动、切屑卷曲和切屑长度.据该公司称，Emuge 断屑技术 (Emuge CBTz) 可产生短的、破碎的、可控的切屑结构，从而消除因切削齿碎裂或破损导致的排屑槽堵塞和机用丝锥的潜在故障。
CBTz丝锥经过 TiN 表面处理，以减少丝锥和工件之间的摩擦，从而改善螺纹光洁度并延长碳钢和合金钢、铸钢和锻钢、工具钢和模具钢以及硬度高达 35 HRC 的 300 不锈钢的刀具寿命。
对于短切屑硬化钢和铸铁，Emuge A-H 丝锥是新一代优质 HSS-E 和 HSSE-PM 丝锥，特别适用于攻丝磨蚀性材料和高硬度材料，例如铸件铁，在重型设备中很常见耳鼻喉科和农用车市场。 Emuge A-H 丝锥可带或不带冷却液通孔，并带有 TiCN 涂层或 NT 氮化物表面处理，以延长刀具寿命。
重要的丝锥刀柄注意事项
成功的攻丝应用取决于几个重要因素。据爱达荷州 Post Falls 的 Tapmatic Corp. 总裁 Mark Johnson 说，这些可能包括 CNC 机器的轴向补偿、内部冷却液供应以及与自反转攻丝附件相关的特殊优势。 “数控机床上的刚性或同步攻丝已成为行业标准，”他说。 “即使机器的进给提前与主轴旋转的同步是准确的，但特定丝锥的实际螺距与机器的同步运动之间总会存在微小差异。”
使用完全固定的支架意味着即使是非常小的差异也会在侧面产生高轴向力s 的线程。 “这对丝锥寿命和螺纹质量有负面影响，”约翰逊说。 “使用具有少量轴向补偿的丝锥夹持器可以使丝锥更好地跟随其螺距，从而减少轴向力，从而显着提高丝锥寿命和螺纹质量。”
Tapmatic 的 SynchroFlex 丝锥刀柄包括一个机加工挠曲部分，可提供少量轴向补偿。 “SynchroFlex 挠性件具有高弹簧刚度，这对于避免轴向误切很重要，”他说。 “如果弹力太软，就像轴向补偿量很大的传统拉压式丝锥刀柄，就会发生轴向误切。当使用通常推荐用于同步或刚性攻丝循环的快速切削、高速丝锥时，尤其如此。 SynchroFlex 旨在为同步攻丝提供恰到好处的补偿。”
A SynchroFlex II SFT50 在带动力刀具的 CNC 车床上执行与 M8 同步攻丝，使用自反转攻丝附件以 2,500 rpm 在 11 秒内攻丝十个 M8 孔。（由 Tapmatic 提供）润滑对于一般攻丝很重要，尤其是对于滚压成型攻丝。Johnson 说：“使用具有内部冷却能力的丝锥夹持器，可以使用带有用于盲孔的轴向冷却孔或用于通孔应用的径向冷却孔的丝锥。”这可以使冷却液到达需要的位置用于螺纹的切削或成型。当使用切削丝锥时，它还极大地有助于清除孔中的切屑。”
Tapmatic 的 SynchroFlex 丝锥刀柄均包含一个平衡的高压内冷系统。压力可以使用高达 80 bar 或 1,200 psi 的压力，因为系统em 是平衡的，冷却液压力不会影响丝锥刀柄的轴向补偿。
与同步攻丝相比，自反转攻丝附件具有特殊的优势。 “使用同步攻丝时，由于机床主轴需要在非常有限的转数内停止和反转，因此机床不可能保持编程的主轴转速。使用自反转攻丝附件可使机床主轴以实际程序速度沿一个方向连续转动。结果是更短的循环时间，”Johnson 说。
例如，在一项使用刚性攻丝以 2,500 rpm 的速度攻丝十个 M8 孔的测试中，循环时间为 18 秒。以 4,000 rpm 的速度重复相同的测试仅节省了一秒钟。使用转速为 2,500 rpm 的自反转攻丝附件攻丝同样的十个 M8 孔仅需 11 秒。 “除了缩短循环时间外，使用自反转攻丝附件还可以让丝锥在推荐位置运行速度，这也提供了更长的丝锥寿命，”Johnson 说。
