硬質合金鉆頭修磨與涂層技術的應用

高速加工模具技術中，工藝技術是配合機床和機床刀具使用的關鍵因素。以目前國內模具生產的情況來看，工藝技術已經在很大程度上制約了高速加工模具的應用。一方面是由于高速加工應用的時間比較短，還沒有形成比較成熟的、系統化的工藝體系和標準；另一方面是高速切削工藝試驗成本高，需要投入較大的資金和較長的時間。

目前車間內所加工的產品為HOWO被動錐齒輪，具有16個φ17的通孔，其材料為SAE8822H。該產品原材料硬度在HB165-190，由于含有一定成分的Ni元素，造成粘性較大。針對該工件的特性，選取合適的鉆頭，優化切削參數，提高加工效率成為當務之急。

       數控套刀鉆頭材料的選取 

       根據材料的加工特性，要求鉆頭具有以下特點：鉆頭的硬度必須大于被加工工件的硬度；由于鉆頭在加工工件時承受著很大的扭轉力和軸向力，因此必須具有足夠的強度和韌性；由于被加工材料韌性好，要求切削時刀刃要足夠鋒利，因此刀具材料必須具有足夠的抗磨損能力，這樣才能減少加工硬化；由于該工件化學特性要高，因此要求刀具材料和鈦合金親和力要差，以免行程擴散而造成粘刀、斷鉆現象。

       目前，適用于做刀具的材料種類極其繁多，包括工具鋼、硬質合金、超硬材料等。

       起初，嘗試采用普通高速鋼鉆頭進行涂層進行試驗，普通高速鋼鉆頭價格低廉，當采用涂層技術后，可以明顯降低刀具與工件的摩擦系數，提高刀具壽命。但是由于機床轉速較高，所使用鉆頭強度不夠，加工過程中造成鉆頭折斷，效果并不理想。

硬質合金是Z新發展起來的一種刀具材料，適用于大多數材料的粗精加工，包括鋼、鑄鐵、特殊材料和塑料。為此，決定采用整體硬質合金鉆頭。

       鉆頭修磨各參數的確定 

       1.麻花鉆的主要輔助平面

       麻花鉆的幾個主要輔助平面為基面、切削平面、中剖面和柱剖面。 如果不考慮輔助運動，麻花鉆頭主切削刃上任意點的基面，由于麻花鉆的架構特點，鉆頭主切削刃上各點的基面是變化的。主切削刃上任意點的切削平面，是包含該點切削速度方向而又切于該點加工表面的平面。切削平面和基面垂直，且主切削刃上各點的切削平面均不相同。主切削刃上任意點的柱剖面是通過該點并以鉆頭中心線為中心線而做的圓柱面，主切削刃上不同的柱剖面是不同半徑的圓柱面。

       2.麻花鉆鉆頭的主要幾何參數的選取

       麻花鉆鉆頭的主要幾何參數選擇包括鉆頭頂角的選擇、鉆頭切削刃前角和后角的選擇、鉆頭螺旋角對鉆頭壽命的影響分析以及刃口的相關處理。 鉆頭頂角決定切屑寬度和鉆頭前角的大小。當鉆頭直徑和進給量一定時，增大頂角，則鐵屑變窄，單位切削刃上的負荷減輕。頂角對前角有很大影響，相應增加頂角有利于改善鉆心處的切削條件。頂角影響切屑流出的方向。根據相關刀具設計資料，結合所加工產品硬度不高，但粘性較大的特點，選取該鉆頭頂角為140°。 

       高速加工模具工藝處理應該遵循以下原則：

      ①采用小直徑刀具精加工時，切削速度隨著材料硬度的增加而降低。

      ②保持相對平穩的進給量和進給速度，切削載荷連續，減少突變，緩進緩退。避免直接垂直向下進刀而導致崩刃：斜線軌跡進刀的銑削力逐漸加大，對刀具和主軸的沖擊小，可明顯減少崩刃；螺旋式軌跡進刀切入，更適合型腔模具的高速加工。

      ③小進給量、小刀紋切削。通常進給量小于銑刀直徑10%，進給寬度小于銑刀直徑40%。

      ④保留均勻精加工余量。