如何选择钻头

如何选择钻头
钻头
钻头

在机械加工中,孔加工约占总加工量的1/5,而钻孔约占整个孔加工的30%。相信各位在一线工作的人员都不会陌生 钻头在购买钻头的时候,会遇到不同材质、不同颜色的钻头,那么不同颜色的钻头到底有什么区别呢?颜色和钻头质量有什么关系吗?买什么颜色的钻头比较好呢?

钻头颜色和质量之间有关系吗

首先,单纯通过颜色是无法区分钻头质量的,颜色和质量之间并没有直接必然的关系,不同颜色的钻头主要是加工工艺不同,当然从颜色上也可以大致判断,不过目前质量差的钻头也会对其颜色进行加工,以达到优质钻头的外观风格。

不同颜色的钻头有什么区别

高品质的全磨制高速钢钻头经常呈现白色,当然,滚压钻头也可以通过精磨外圆来实现白色。之所以说是高品质,除了材质本身,磨制过程中的品控也相当严格,不会出现刀具表面烧伤的情况。黑色的是经过氮化处理的钻头,氮化处理是将加工完成的刀具置于氨水和水蒸气的混合液中,在540℃~560C°加热,通过化学方法提高刀具的耐用度。市面上大部分黑色钻头只是黑色(为了掩盖刀具表面的烧伤或黑皮),实际使用效果并没有得到有效提升。

生产钻头的工艺有三种,黑色的是滚压的,最差,白色是清边打磨的,因为不会像滚压那样产生高温氧化,不会破坏钢材的晶粒结构,用来钻硬度稍高的工件。黄褐色的钻头,行业内叫含钴钻,含钴钻本来是白色的,磨削出来的,后期雾化后就变成黄褐色(一般叫琥珀色),是目前行业内最好的。M35(Co 5%)也有金色的,这种钻头叫镀钛钻,镀钛钻又分装饰镀和工业镀,装饰镀根本没什么作用,就是好看,金灿灿的。工业镀就棒,硬度HRC78,比含钴钻(HRC54)的硬度高。

HRC65超硬钻头(内冷)
HRC65超硬钻头(内冷)

如何选择钻头

既然颜色不是评判钻头质量的标准,那么如何选择钻头呢?

从经验上看,白色的一般都是全磨制的高速钢钻头,质量应该是最好的;金色的是镀氮化钛的,一般要么最好,要么比较差;黑色的品质也是参差不齐,有的是用很差的碳素工具钢做的,容易退火生锈,所以需要发黑处理。

一般购买钻头时可以看一下钻柄上的商标和直径公差标记,如果标记清晰,激光或电腐蚀的质量不会太差。如果是模压的,如果字的边缘有凸起,则钻头质量较差,因为字的凸起轮廓会导致钻头装夹精度达不到要求,而字的边缘清晰,与钻柄圆柱面相交良好,则质量好。另外还要看钻头的切削刃,全磨制的钻头,刃口很好,螺旋面符合要求,而劣质钻头的后角面质量很差。

钻孔精度

选择好钻头之后我们再来看看钻孔精度,孔的精度主要由孔径大小、位置精度、同轴度、圆度、表面粗糙度、孔毛刺等因素组成。

钻孔时影响加工孔精度的因素:

  • 钻头的装夹精度及切削条件,如刀柄、切削速度、进给量、切削液等;
  • 钻头的尺寸、形状,如钻头的长度、刀片的形状、钻芯的形状等;
  • 工件的形状,如孔的侧面形状、孔的形状、厚度、夹紧状态等。

扩张

孔扩大是由于加工时钻头的摆动引起的。刀架的摆动对孔径和孔的定位精度影响很大,因此当刀架磨损严重时,应及时更换新刀架。钻小孔时,摆动的测量和调整比较困难,所以最好选用粗柄小直径钻头,刀刃与刀柄同轴度要好。使用重磨钻头时,孔精度下降的原因多是由于刀背形状不对称造成的。控制刀刃的高低差,可以有效地抑制孔的切削和扩大。

R圆整度

由于钻头振动,钻孔形状易呈多边形,孔壁出现膛线状。常见的多边形孔多为三角形或五边形。形成三角形孔的原因是钻头在钻孔时有两个旋转中心,它们以600次交换的频率振动。产生振动的主要原因是切削阻力不平衡。钻头旋转一圈时,加工孔的圆度不好,造成切削第二圈时阻力不平衡,又重复上次的振动,但振动相位有一定的偏移,造成孔壁出现膛线。

当钻孔深度达到一定程度时,钻头刃口与孔壁间的摩擦增大,振动衰减,膛线消失,圆度变好。这种孔型从纵剖面看,开口呈漏斗状。出于同样的原因,切削时也可能出现五角形、七角形孔。要消除这种现象,除控制夹头振动、切削刃高低差、背刃形状不对称等因素外,还应采取增加钻头刚度、增加每转进给量、减小背角、刃磨横刃等措施。

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当钻头的切削面或钻孔面为斜面、曲面或台阶时,定位精度较差,由于此时钻头为径向单面切削,刀具寿命降低。

为了提高定位精度,可以采取以下措施:

  • 先钻中心孔;
  • 使用 立铣刀 铣削孔座;
  • 选择切削性能好、刚性好的钻头;
  • 降低进给速度。

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钻孔时,孔的进出口处都会出现毛刺,特别是在加工韧性材料和薄板时更是如此。其原因是当钻头即将钻透时,被加工材料发生塑性变形。此时钻头外缘附近原本应该被切削刃切下的三角形部分在轴向切削力的作用下发生变形向外弯曲,并在钻头外缘倒角及刃口边缘的作用下进一步卷曲,形成卷边或毛刺。

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