直槽钻将优于螺旋槽钻头
现代直槽钻的“先驱”是模具钻头(diedrills),这种钻头尺寸短、刚性好,钻尖结实,适合以较低的主轴转速和较小的进给率钻削加工硬钢材料,它的高强度和高刚性使其能够加工出直线度和圆度俱佳的孔。模具钻头之所以能取得好的加工效果,是因为设计钻头时所针对的加工材料通常是产生短切屑的金属。在直槽钻头的加工应用中,切屑控制仍然是一个关键问题。直槽钻只有在加工那些不会产生长卷须状切屑的材料时才能获得最佳效果,这些材料包括铸铁、粉末合金(P/M)、中-高硅含量(6%或更高)硅铝合金等。
但是,随着机床技术、冷却液输送技术以及刀具几何形状设计的进步,直槽钻的加工应用范围正在不断扩展。传统的思维方式认为钻头的螺旋槽对于排屑来说是必不可少的,直槽钻只能用于在铝和铸铁上钻削孔深为2D～3D(D为孔径)的浅孔。但如今开发的高压冷却系统和更高的机床主轴转速,使得采用内冷却的直槽钻的断屑和排屑性能大大提高。
在条件适宜的加工场合,直槽钻头可表现出远远优于螺旋槽钻头的良好加工性能。直槽钻头的优势是能够加工出圆度和直线度较高的孔,而且其切削速度比标准的钴或高速钢钻头更快。例如,用直径0.394″(φ10mm)的GuhringRT150GG直槽钻替代麻花钻加工铝件时,麻花钻的切削速度为50sfm(15m/min),进给量为0.005ipr(0.127mm/r)；而直槽钻的切削速度可达800sfm(245m/min),进给量达0.007ipr(0.178mm/r)。直槽钻所用切削时间仅为麻花钻的1/10。
直槽钻能显著提高加工效率的部分原因是基于钻头的基本设计——直槽为切屑排出孔外提供了一个直接通道。但是,由于直槽钻头的切削刃缺少一个正前角,因此它的卷屑和断屑能力很差,在加工延展性较好的材料时尤其如此。
切削速度(特别是足够高的切削速度)是成功应用直槽钻的另一个因素。切削速度越快,形成的切屑就越小。直槽钻正是通过较快的主轴转速而不是较高的进给率来达到高生产率的。
许多高性能、高钻进率的麻花钻头在切削刃上都有相当大的倒棱,这就要求钻头进入工作的进给量应超过切削刃的倒棱尺寸,从而使切削刃能够对工件材料进行切削而不只是推挤它。对于某些加工应用及被加工材料,麻花钻的切削刃倒棱工作状态良好,而这些麻花钻通常是以高于直槽钻的进给率和低于直槽钻的切削速度进行钻削的。
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