新切屑几何形状、涂层可媲美整体硬质合金钻头的性能
山特维克可乐满的 CoroDrill 870 钻法兰孔。该公司计划为该系列发布一系列新涂层，以处理更新的、磨蚀性的、散热性强的航空航天材料。自大约 20 年前推出以来，可更换钻头的钻头变得越来越精确且更具成本效益...而且，随着对这些工具的熟悉程度的提高，专家用户正在改进他们的方法，以便从他们的笔尖中获得不止一次使用周期。
添加到该组合中，更容易和更快地更换新笔尖，并且可更换头钻成为一个更重要的事实或提高大批量生产线的产量。
更好的设计和精度
当前一代可更换钻头的钻孔能力“几乎等同于您可以使用整体硬质合金钻头，”住友电工的刀具工程师 Dan Habben 说。精度在 ±0.0005 英寸（0.013 毫米）范围内，同样令人印象深刻的是可更换尖端产生的光洁度，与整体硬质合金所获得的光洁度“几乎相同”。
尖端的演变设计对于该性能至关重要。 Habben 解释说，Sumitomo 的 SMD 系列的尖端具有与标准硬质合金钻头相似的尖端几何形状。 “我们的可更换尖端几乎模仿并看起来就像硬质合金钻尖。它具有相同类型的螺旋线，相同类型的裂口用于减薄纸幅。我们已经对双边距与单边距进行了试验，但我们发现双边距是真实的光洁度或公差的提高不足以证明额外成本的合理性。”
山特维克可乐满的钻孔和攻丝产品专家 Martin Hobbs 指出，“绝大多数”钻孔应用都是单边距，但如果客户需要此类嵌件，公司将提供双倍保证金。 “当我们钻进可能存在不稳定因素的交叉孔之间时，我们喜欢使用双刃钻。如果您在一块材料上有一个水平孔，并且您要垂直钻穿该孔，则会在钻尖周围造成一些不稳定。双边距有助于在钻尖穿过空腔时稳定钻尖。”但总的来说，普通工作不需要双刃钻头——例如，在油阀法兰周围制作螺栓孔图案。
Crownloc Plus 是山高新一代带可更换牙冠的刀具钻头。Crownloc Plus 改进了各种材料的排屑性和耐磨性。 Iscar Metals 全国钻孔产品经理 Patrick Cline 表示，如今可更换刀头的精度可以达到 18 级国际公差等级的 IT8。硬质合金，只有凹槽的公差和主体的跳动会导致它与整体硬质合金钻头相比具有稍大的孔偏差，”Cline 说。Iscar 提供多种可更换的尖端线：
- Sumocham，一种可更换头，用于精密高产钻孔或任何高级钻孔作业，以缩短周期时间。该生产线具有多种头样式，可在处理各种材料时实现最佳性能。
- DR-Twist , 可转位刀片 drill 适用于不需要严格孔公差的一般钻孔应用。
- TriDeep，一种深度大于 12×D 的可转位刀片式枪钻。可用的导向垫提供了严格的公差和良好的孔光洁度。
为了改善铸铁的孔出口光洁度，美国三菱材料公司设计了一种新的铸铁尖端等级，带有可防止漏钢的角，或切削，钻孔产品专家 Nika Alex 说。
“我们有能力达到直径 [8×D] 的八倍的深度，”他指出。他希望看到这些设备发展到 15×D。 “这就是钢制车身面临的挑战，”他指出。 “你走的时间越长，扭矩就越大，有时钢的强度不够。”
通过将刀片夹紧到钻体上的各种方法可以实现尖端稳定性，Alex 解释说.
“每个人的系统都有点不同，”他说ID。例如，三菱的原始设计采用锯齿状刀片，必须与钻体内部啮合。然后用螺丝拧紧锯齿状钳口，以防止尖端横向移动。该公司较新的小直径设计取消了锯齿，取而代之的是在从刀片底部伸出的一小块硬质合金上使用内螺钉来补充钳口系统。 “没有足够的锯齿来保持较小的直径，”亚历克斯说。这一进步进一步帮助该公司的可更换刀尖复制了整体硬质合金钻头的高公差。
同时，山高刀具在其新的 Crownloc Plus 系列上使用了凸轮式夹紧系统“只需一个扳手即可更换小费，”孔加工产品经理 Manfred Lenz 说。专为钢和铁钻孔而设计，这些尖端“只需转动扳手四分之一圈即可轻松安装，跳动小于 20 µm [并且] 可以 be 在机器上更改，没有重新设置长度。”他补充说，精密的爪子和钩子可确保尖端安全。 “刀体具有深而宽的凹槽和抛光表面，可实现出色的排屑效果。冷却液通过主体和尖端供给，以有效冷却切削刃并延长刀具寿命。”
Walter USA 的钻头还具有适用于铸铁的特殊几何形状，以及重新定位的冷却液孔以确保均匀产品经理 Sarang Garud 说，在切削区应用冷却剂以及其他进步。该公司的新型 D4140 钻头具有便于排屑的研磨和抛光槽，以及真空硬化的主体，所有这些都有助于“使钻头的性能更接近整体硬质合金钻头，”他说。
Walter在其铸铁刀片上采用拐角倒角；有色金属材料的超锋利几何形状；和锋利的几何形状和坚固的边缘，适用于不锈钢和高h 高温合金。 “对于某些材料组，例如铸铁 [ISO K- 粉色] 和钢 [ISO P- 蓝色]，瓦尔特提供‘颜色选择’技术，其中的刀片具有易于识别的装饰涂层，”Garud 补充道。操作员可以根据颜色选择刀片以匹配要钻孔的材料。
今天改进的切削几何形状与最早的迭代相去甚远，Lenz 解释说，当时“尖端是带有钻头的扁平刀片观点。这些几何形状对材料不是很友好。它们在切割过程中产生大量热量并且不是自由切割。一些由 HSS 制成，另一些由硬质合金制成。涂层通常只是一层 TiN，无法解决热量和边缘积聚问题。但现在我们有了像整体硬质合金钻头这样的易切削几何形状。我们可以在基材和厚涂层中提供不同的钴含量，以应对热、弹坑和积屑瘤。”
Extending Life
Walter USA 的新型 D4140 钻头具有便于排屑的研磨和抛光槽，以及真空硬化的主体。可更换尖端钻头的“典型”使用周期绝不是通用的，根据应用和材料，Hobbs 说。
对于一些金属，例如铝，“我们可以钻数万个孔，并花费数月时间而不改变其中一个尖端，”他说，而使用更坚固的材料与 Inconel 718 一样，“根据应用，我们可能会获得 8 分钟的切割时间。”
但是，“如果用户注意他们获得的磨损量并很快拉出刀尖只要不造成过度损坏，它们就可以重新研磨并至少重涂一次，”住友的 Habben 建议。 “我们有几个 c密切监控使用情况的客户可以从中获得两次重磨。但刀尖不是很厚，因此您无需去除大量材料即可进行大量再研磨。”
这些客户倾向于钻削中碳钢 — 没有铸造钢那么磨蚀铁或更奇特的材料。而且，较软的钢材不会降低利润率。 “如果边缘磨损太多，您将无法重新研磨钻头并保持公差。”
根据 Iscar 的 Cline 的说法，可更换的钻头可以重新磨锐两到三次，“具体取决于磨损量”头上残留的材料和磨损钻头切割表面的质量。”
Sumitomo 的 SMD 系列可更换尖端钻头具有类似于 t 的点几何形状o 标准硬质合金钻头上的那些。他建议用户“一旦磨损就更换头部，因为继续运行具有大量后刀面磨损的钝头会增加口袋上的力，从而导致过早塑性变形并减少身体的寿命。”他补充说，为正在加工的材料选择正确的机头样式对于最大限度地提高性能至关重要：ICP 用于 ISO P 材料，ICK 用于 ISO K 材料，ICM 用于 ISO M 材料。 “可更换的刀头和/或刀片在任何未对准的情况下都更容忍，因为钢体允许少量偏转而不会像整体硬质合金那样断裂。”
山高的 Lenz 提供了一些正确使用和维护可换头钻头的提示：
- 总指示跳动量永远不要超过 0.002″（0.05 毫米）。
- 检查冷却剂压力、流量和浓度。
- 检查切削参数以确保尖钻不会“行走”o... Alex 说，与原始设计的类似钻尖直径相比，寿命更长。但他建议，为延长公司原有系统的使用寿命，用户必须在每次转位后润滑刀片固定螺钉，因为钻孔后的碎屑会阻止钳口完全夹紧。
他说，典型的可更换- 钢体和旋入式钻头刀片的尖端系统可以使用 20、30 或更多的索引——在必须更换主体之前可以更换刀片的次数——但是更新的、更耐磨的耐热合金对
处理新材料
虽然航空航天、医疗保健和其他行业中的高价值部件变得更加复杂和苛刻，但它们所使用的合金也是如此制成。但是，制造进入人体或携带它们穿过天空的部件所需的严格标准不一定适用于其他领域——提出了一些使用可更换尖端钻头的新方法。
“我几乎接到电话我们现场的销售人员每天都会问，'我有这种材料，你对它了解多少？'”Sumitomo 的 Habben 说。 “我花了很多时间研究这些材料的特性，可以说它们的‘蛋糕配方’是什么——多少碳、多少铬、多少镍、多少钛？其中一些材料确实很难加工。”
优化工艺以利用可更换尖端成为将多年钻孔经验与对材料发展的敏锐意识相结合的平衡。例如，虽然 304 或 316 不锈钢是长期标准，但一些铸造厂现在将材料认证为 316/316L，the L代表低碳含量，他说。 “当他们降低碳含量时，它会变得非常粘稠”，这会对饰面的切屑控制造成严重破坏。在这种情况下，操作员可能不得不以大约 20% 的转速降低可更换尖头钻头，同时提高进给速度。
Habben 还遇到了“许多不同类型”的粉末金属用于增材制造或 3D 打印——碳钢和不锈钢的新版本，尤其是在汽车和柴油机/重型设备领域。为了应对这一挑战，住友正在开发一种新的尖端涂层，该涂层可能会在今年晚些时候面世。 “这种材料的磨蚀性很强，因此您需要不同的涂层来抵抗磨损。”
由氧化铝、钛和铬-氧化铝组成的多层高硬度纳米涂层是 Sumitomo 尖端设计的一个关键特征，它允许他们保持精密工作所需的高公差。作为豆豉随着切削刃处温度（可接近 1200°F (649°C)）的增加，涂层变得更难抵抗磨损。
10 月，山特维克可乐满还计划发布一系列适用于刀刃槽型的新涂层Hobbs 说，它的 CoroDrill 870 系列专为处理这些更新的、磨蚀性的、散热航空材料而设计。钻这些超级合金可能还需要更坚硬、更耐磨的钢体才能获得更多指标，Mitsubishi 的说亚历克斯。目前，山特维克可乐满的 Hobbs 说，“我已经看到我们的一些钻体在磨损之前更换了 200 多次钻尖。”
成本优势
Iscar Metals 的 Sumocham 钻孔线适用于精密高产钻孔或任何高级钻孔操作，以缩短循环时间。李ne 具有多种头部样式，可在各种材料上实现最佳性能。虽然整体硬质合金钻头开始变得越来越昂贵（大约 300 至 500 美元），直径约为 1/2 英寸（12.7 毫米）和更大，但可更换的尖端来自Sumitomo 的 Habben 表示，大约 7/16 英寸（11.1 毫米）到大约 1 1/2 英寸（38.1 毫米）的成本大约为 75 至 100 美元。
唯一需要注意的是：非常坚固的整体硬质合金钻头将与更灵活的钢体可更换尖端钻头相比，直径为 1/2 英寸（12.7 毫米）及以上的孔可能保持更严格的公差。尽管如此，可更换刀尖仍具有吞吐量优势。
“我们的钻头可以达到极高的进给率，”他说，“到目前为止，与整体硬质合金钻头相当，在某些情况下甚至更好作为每转的进步。”直径为 1/2 英寸的可更换尖端钻孔中碳钢的平均进给速度可能为 0.008–0.014 英寸（0.20–0.36 毫米)/转;对于宽度为 1 英寸（25.4 毫米）或更宽的尖端，这可能会增加到 0.010–0.020 英寸（0.25–0.51 毫米）。
当今可更换尖端钻头的易用性提高使机器运行时间更长，产量更高，伊斯卡的克莱恩说。更换尖端通常需要不到一分钟的时间。“随着越来越多的自动化融入制造过程，保持最长的机器正常运行时间变得更加重要，”他解释道。 “当前几代可更换头钻具有快速更换头和可重复性的特点，继续帮助制造商不仅减少周期时间，还减少设置时间。自动化生产线当然非常适合这项技术，以及任何需要保持高水平吞吐量以满足生产需求的车间。传输管线和热交换器、凸轮挺杆主体和压力配件只是几个很好的例子。”
他补充说，另一个优势是不必维持大量的钻头库存。
Walter USA 的 Garud 补充说，“这些钻头在层压材料或堆叠材料应用中效果很好”，并用于农业和能源（管板、油田组件）。
在未来，用户可能会看到山特维克可乐满的钻头不需要高达 8×D 的导向孔，Hobbs 说。然而，10×D 和 12×D 仍然需要导钻，“因为钻体是钢的，需要弯曲。”
