鋁合金專用鉆頭設(shè)計(jì)新思路

鋁合金專用鉆頭設(shè)計(jì)新思路

（山高刀具（上海）有限公司）

New Design Ideas of Aluminium Alloy Special Drill

（SECO（Shanghai）Co.，Ltd.）

與動輒占地幾十平米甚至幾百平米的機(jī)床相比，刀具在制造業(yè)的加工中顯得格外不起眼，但正是這些“小身材”刀具，往往發(fā)揮著最驚人的“大作用”。真正的生產(chǎn)力提高和成本降低需要強(qiáng)有力的整合，而首要條件是需要有合適的刀具，能適應(yīng)各種加工環(huán)境（機(jī)床和材料）。

山高刀具始終致力于研發(fā)高效率的切削刀具，提供低成本的加工解決方案。近日，山高正式推出了適用于鋁合金加工應(yīng)用的Feedmax N槽型鉆頭，進(jìn)一步擴(kuò)大了鉆頭的應(yīng)用范圍，助力航空航天制造業(yè)的快速發(fā)展。

自2009年第四季度起，山高成為法國空中客車批準(zhǔn)的一級供應(yīng)商。Feedmax N槽型鉆頭在空客得到廣泛應(yīng)用，這意味著山高鋁合金鉆削加工方面的技術(shù)得到空客的認(rèn)可和好評。

Feedmax鉆頭采用獨(dú)特的N槽型設(shè)計(jì)和DLC類金剛石鍍層技術(shù)，它在鉆削低硅鋁合金時，顯示出了卓越的性能，特別適用于航空航天行業(yè)鋁合金加工。它在鋁合金加工領(lǐng)域使用量的大幅增加，將在進(jìn)一步改善這些材料的加工上作出重大貢獻(xiàn)。N槽型鉆頭在大幅提升加工效率的同時，還能在整個壽命周期保持良好的精度。

N槽型略不同于我們現(xiàn)有的適用于航空航天加工應(yīng)用的M槽型和T槽型。N槽型可以實(shí)現(xiàn)保持熱量降低到最低限度，以達(dá)到良好的刀具壽命和孔的質(zhì)量，體現(xiàn)在以下幾個特性：

（1）切削刃修磨 加工這些粘性材料，需要非常鋒利的切削刃。這就是我們?yōu)槭裁囱卣麄€切削刃采用僅0.01～0.02 mm刃口修磨的原因。

（2）圓錐主后角 出于同樣的原因，主后角的設(shè)計(jì)從標(biāo)準(zhǔn)的10°增大為12°，以減少與工件材料的接觸。

（3）刃帶窄 這種獨(dú)特的N槽型設(shè)計(jì)，其刃帶比普通鉆頭窄40%，從而減少了切削過程中孔與鉆頭間所產(chǎn)生的摩擦熱，以防止熱量過高所產(chǎn)生的積屑瘤粘連在鉆頭刃帶上，能使孔的質(zhì)量和精度得到充分保證。

（4）倒錐（軸向后角） 倒錐（軸向后角）為0.5 mm/100 mm，是標(biāo)準(zhǔn)孔尺寸的2倍，這也能減少鉆頭與孔表面之間的直接接觸。

（5）DLC鍍層 這不是常規(guī)意義上的金剛石鍍層。它是一種低摩擦鍍層，其目的在于提高排屑能力，這是取得成功的關(guān)鍵。主要優(yōu)點(diǎn)是具有“不粘連”的特性，這對于攻克許多鋁合金材料加工來說是很重要的問題，既提高了排屑能力，也改善了鋁合金材料鉆孔加工中以往難以解決的工藝問題。

（6）優(yōu)化排屑槽 提供良好的排屑是非常重要的，為了實(shí)現(xiàn)這個需求，排屑槽應(yīng)設(shè)計(jì)得更寬更深，能毫不受阻地排出更大量的切屑。

在鉆孔加工中，如果需要的話，要大大地提高切削速度是完全有可能的。但是一個更加適中的速度對刀具壽命來說才是最好的，而且能夠減少積聚在刃帶四周的熱量，降低材料粘在鉆頭上的風(fēng)險。通過優(yōu)化每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，來獲得更好的切屑形狀，這樣排屑的效果更佳。但是，當(dāng)某個應(yīng)用具有非常高的冷卻壓力時，可以采用更高的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量。

為了加工大于名義直徑的孔，所有山高生產(chǎn)的Feedmax鉆頭具有m7的直徑公差。這樣做能確保生成的孔大于名義孔徑。加工這些非常軟的材料產(chǎn)生較小的切削力，孔徑通常能達(dá)到H8級公差。但是由于一些因素會對孔徑產(chǎn)生影響，如：冷卻壓力和冷卻液濃度、應(yīng)用穩(wěn)定性、切削參數(shù)、工件材質(zhì)等，最終獲得的孔徑公差將達(dá)到IT8級至IT9級。

N槽型的開發(fā)，略不同于常見的流程。山高的某位客戶在鋁合金干式鉆削時產(chǎn)生了一系列的問題，包括排屑粘連、切屑堵塞等。而N槽型的設(shè)計(jì)能為客戶提供良好的解決方案。

為了找到針對這種類型材質(zhì)的最好解決方案，山高嘗試了很多不同的槽型、不同的切削刃設(shè)計(jì)和大量的鍍層。結(jié)果表明，新的N槽型鉆頭最適用于機(jī)翼部件的加工應(yīng)用，主要解決了鋁合金干式鉆削時存在的問題：材料自然粘連到鉆頭（刃帶）上，增大了表面粗糙度并且在刃口上產(chǎn)生積屑瘤。

然而，由于采用了N槽型設(shè)計(jì)和DLC鍍層，山高試圖為客戶解決僅靠空氣冷卻和排屑的難題，最終得到一個了不起的結(jié)果：加工了3 600個孔，直徑偏差為 0.01 mm，表面粗糙度均在 Ra1.0 m以內(nèi)，并且仍然有繼續(xù)鉆削的可能性，因?yàn)榍邢魅腥蕴幱谕昝赖臓顟B(tài)（圖1）。

山高Feedmax是整體硬質(zhì)合金鉆頭市場中生產(chǎn)率最高的鉆頭之一。隨著新興現(xiàn)代化加工不斷成為被關(guān)注的焦點(diǎn)，山高將為客戶提供大量節(jié)約成本的解決方案，將更高的生產(chǎn)率、更長的刀具壽命以及更好的應(yīng)用安全性相結(jié)合起來。

（編輯 余 捷）

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2010－05－18）

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