1.开发目的
对于淬硬材料(HRC50~62)的高精度孔加工,通常先利用电火花或高硬度硬质合金钻头进行粗加工;然后用立铣刀、镗刀进行半精加工,修正孔的弯曲度和孔径尺寸;然后进行坐标磨削精加工,再进行热处理;最后用高硬度硬质合金铰刀完成精加工。这种加工方法工序繁杂,加工效率低,需要花费大量时间;此外,加工高硬度、高精度孔时,由于钻头、铰刀等刀具寿命很短,各工序使用的刀具数量很多,大幅增加了工具费用。为了高效加工高硬度、高精度孔,德国密勒公司开发了MEGA钻铰HARD刀具。由于对刀具基体材料、涂层、切削刃形状三要素进行了最佳匹配组合设计,有效解决了高硬度、高精度孔的高效加工难题,使其成为一种具有划时代意义的切削刀具。
2.基体材料
MEGA钻铰HARD刀具使用了强度与硬度均衡、在抗破损、耐磨性能方面具有很高可靠性、适合高硬度材料加工的优质硬质合金作为基体材料,材料特性为:类型:超细晶粒硬质合金;粒度:0.8mm;WC含量:89.7wt%;Co含量:10 wt%;TiC+TaNbC含量:0.3wt%;抗弯强度:4.2 Gpa;硬度:HRA92.0;密度:14.5g/cm2。
3.涂层材料
MEGA钻铰HARD刀具采用了组织均匀性与高结合强度兼备的MxF涂层(TiAlN系)。该涂层的表面硬度极高,在提高了耐热性和耐磨性的同时,还具有非常优良的表面润滑性能,可大幅减小摩擦系数,在3倍直径深孔的加工中,表现出优异的抑制粘刀性能,排屑顺畅。
4.切削刃形状
MEGA钻铰HARD刀具的切削刃形状十分独特,由8条切削刃构成,其中钻头有2条切削刃,铰刀有2条粗切削刃、2条半精切削刃和2条精切削刃。钻头在进行钻孔的同时,铰刀的各切削刃一边断屑一边精铰,能一次性完成高精度孔的加工。
5.刀具特点
MFGA钻铰HARD刀具是一种在高精度、高刚性机床和工具系统上使用、采用湿式切削方式、能一次完成高硬度(HRC50~62)、高精度(孔径尺寸、直线度、孔间距、3S表面粗糙度等)孔精加工的刀具。但是,如果机床刚性和精度存在问题,或对孔间距精度要求严格,发现刀尖出现磨损时,则推荐在加工前先打135?~140?的中心孔。MEGA钻铰HARD刀具除可用于钻铰复合加工外,也可作为单独的钻孔或铰孔刀具用。
使用MEGA钻铰HARD刀具,能减少高硬度、高精度孔的加工工序,缩短加工时间,无需换刀,减少刀具数量,大幅度降低加工成本。
6.切削加工性能
用MEGA钻铰HARD刀具在SKD11(HRC60)材料上加工20mm深的盲孔,加工时,使用高精度立式加工中心和高精度、高刚性的BT40工具系统,用AA级精度的弹簧夹头夹持刀具,可将孔径精度控制在0.01mm以内。采用水溶性切削液(稀释10倍)进行外部冷却,刀具直径为f8.0mm,可加工50个孔(每孔加工时间90秒)。加工注意事项:①一次加工孔径尺寸偏小,出现圆度、圆柱度不合格时,不要卸下工件,以相同条件反复铰削2-3次,此时推荐采用步进进给;②加工通孔时,钻铰刀尖易发生崩刃,应使用夹具防止形成钻铰通孔。
7.刀具使用注意事项
刀具直径的选择基准为:机床:主轴刚性好的高精度立式加工中心;工具系统:高刚性高精度刀柄、AA级弹簧夹头;切削液:水溶性切削液(乳化液)、外部冷却;工件材料:SKD11(HRC60);打中心孔:使用钻尖角140?MEGA硬质合金钻头;孔的精度:加工f10.0H7(0-0.018)时的精度;用M2273-10.00刀具精加工:选择f10.001~f10.01;用M2273-10.01刀具精加工:选择f10.011~f10.02;根据上述结果,打中心孔后用M2273-10.0或M2273-10.01刀具进行一次性孔加工;或者打中心孔后用M2273-10.0刀具加工底孔,然后用M2273-10.01刀具进行精铰加工。
使用刀具的注意事项如下:①必须使用高刚性、高精度机床;②必须使用高精度、大夹持力的工具系统及AA级精度的弹簧夹头;③加工工件表面有凹凸时,应预先打好135?~140?的中心孔;④必须根据产品样本提供的切削条件进行切削加工。其中,第①、②项是决定加工精度的重要事项,在加工准备阶段必须给与足够重视。