可一次加工出孔和衬套的无屑热熔钻削技术
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图1 无屑钻削技术利用摩擦加热工件材料,通过一次加工同时形成孔和衬套

图2 一旦形成衬套,即可用滚压成形丝锥在衬套上攻丝,而无需再在薄壁工件上焊(铆)接螺母
在薄壁工件上钻孔算不上是一种很大的挑战,但此类加工可能需要采取某种工件支承措施,以抵消钻头开始钻入工件材料时所产生的压力。根据加工要求,被加工孔可能还需要进行去毛刺或倒角加工。
在许多情况下,加工出的这些孔在零部件装配时需要装入轴承或紧固件。对于常规的薄壁钻削,孔的深度就等于工件的厚度。而这些孔可能并不适合加工螺纹或为轴承座套提供足够的支承。为此,常常需要在工件上焊接或铆接一个螺母,或在孔中安装一个特制的衬套。Flowdrill公司开发的Flowdrill钻头采用了一种无屑钻削技术,可以在一次加工中同时加工出孔和支承衬套,从而避免了另外焊(铆)接螺母或安装衬套。
Flowdrill钻削概念是采用一个圆锥形钻头,它以很高的轴向(向下)压力和旋转速度与工件材料接触,钻头产生的摩擦热可使工件材料软化而具有延展性,足以使钻头钻入工件并在孔的周围形成环颈和衬套。环颈(位于工件表面以上)和衬套(位于工件表面以下)的总厚度可以达到工件厚度的3倍。增加的厚度可以为轴承提供支承,或采用类似Flowtap丝锥在其上加工螺纹。Flowdrill无屑钻削工艺适合加工壁厚0.5~12.5mm的低碳钢、不锈钢、钛、铝、铜、黄铜和其它各种具有延展性的工件材料。常见的加工对象包括汽车的排气、操纵和框架零部件、压力箱和水箱、各种导管和管道系统、HVAC歧管和金属家具等。
Flowdrill硬质合金钻头的直径范围为1.5~50mm,加工重复性可达0.013mm,可用于标准钻床或CNC数控机床,加工功率水平为1.5~3.5kW,主轴转速1000~3500r/min。根据被加工孔径、工件材料和厚度的不同,选用的切削参数也有所不同。为了优化孔的加工质量和精度,在每次加工前必须采用手动方式或通过自动喷雾系统加注润滑剂。Flowdrill钻头典型的加工循环时间为2~6秒。钻头的夹持采用套筒夹头,刀柄型式为2#和3#莫氏锥柄或20mm直圆柱柄。
对于需要光滑连接表面或倒角孔的加工,可采用平面型Flowdrill钻头,以切除在工件表面形成的环颈。带槽钻尖型Flowdrill钻头推荐用于加工表面涂层的工件材料,因为这种钻尖有助于在钻削加工开始时去除涂层。带槽Flowdrill钻头还有助于防止薄壁工件在钻头向下的压力作用下可能产生的变形。通过预先钻削一个小的起始孔也能避免工件变形。
Flowtap滚压成形丝锥可用于加工各种标准螺纹、公制螺纹和NPT螺纹廓形。由于这种螺纹不是通过切削而是通过挤压形成的,因此具有较高的拉伸强度和扭矩值。
本文作者:张宪(编译)
原载:《工具展望》2007年第2期
上载于:2008-1-11 10:29:35

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