可换齿冠钻头及其竞争优势
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可换齿冠钻头只有齿冠采用硬质合金制造,它与钢制刀体装配在一起,比整体硬质合金钻头便宜得多。虽然可换齿冠钻头的价格比高速钢钻头贵,但其切削性能要好得多。

伊斯卡的CHAMDRILLJET具有的两个冷却孔将切削液引致切削刃

山高的可换齿冠钻头用一个拉杆上的螺钉旋进齿冠底部,将齿冠安全可靠地拉紧在刀体上

伊斯卡公司采用键结构将齿冠转动锁紧在刀体上

一个CHAMDRILLJET内冷钻的透视效果图

设计思路

整体硬质合金钻头性脆且价格昂贵;与其相比,高速钢钻头韧性较好,价格也较便宜,但钻头太长时无法保证加工效果;可转位钻头具有较好的性价比,但钻削加工后还必须进行后续铰削或镗削加工;焊接式硬质合金钻头磨损后需要重焊。因此,为什么不能在钢制刀体上制造一个整体硬质合金钻冠或刃尖,以同时获得硬质合金切削刃和钢制刀体二者的优势呢?这就是可换齿冠钻头的设计思路。
这种复合结构钻头不仅能将硬质合金钻头的切削精度和速度与钢制刀体价格低廉的特点结合起来,而且可以免除两道既耗时又费钱的工序:钻头的更换装卡和钻头刃部的重磨。这种钻头在达到焊接式硬质合金钻头精度的同时,可以提高生产率、降低生产成本。整体硬质合金齿冠采用自定心几何形状设计,适用于尺寸精度要求高的加工场合,使用户能够满足较为严格的孔径公差。

主要优势

(1)快速更换

据山高刀具公司的钻削产品经理Fredrik Sundström介绍,缩短生产周期和节省生产成本是可换齿冠钻头的主要优势。自从7年前开发出可换齿冠钻头以来,它一直在与高速钢钻头和焊接式硬质合金钻头进行竞争,而勿需重磨和再涂层是其最显著的优点。实际上,可换齿冠钻头的工作效率如此之高,甚至可与整体硬质合金钻头媲美;而与整体硬质合金钻头相比,其钢制钻体又如此价廉。
节省时间是指在更换齿冠时无需从钻夹头上取下刀体,只需从刀体上取下齿冠然后换上新齿冠即可。如果操作者需要加大孔径尺寸,只需更换刀头而无需将刀体从机床上取下。一个刀体可适配多种尺寸规格的齿冠。齿冠与刀体的联接方式有多种:住友电工硬质合金公司采用两个穿过齿冠的螺杆将其与刀体连在一起;山高刀具公司用一个拉杆上的螺钉旋进齿冠底部,将齿冠安全可靠地拉紧在刀体上;伊斯卡公司和英格索尔公司都采用键结构将齿冠转动锁紧在刀体上。
Sundström介绍说,更换一个齿冠仅需20秒钟,且更换后无需作任何调整。当然,必须用压缩空气对连接界面进行清洁,以避免刀体受损。
伊斯卡公司的培训经理Mike Gadzinski估计,更换一个齿冠耗时约为30秒,而更换一把整体式刀具需要10分钟。他说,汽车工业确实非常欢迎这项技术,因为缩短停机时间对于他们太重要了。

(2)节省成本

可换齿冠钻头制造商通常也以该刀具的低成本而自豪。因为可换齿冠钻头只有齿冠采用硬质合金制造,它与钢制刀体装配在一起,比整体硬质合金钻头便宜得多。虽然可换齿冠钻头的价格比高速钢钻头贵,但其切削性能要好得多。由于一个刀体可适配多个不同尺寸规格的齿冠,因此只需要购买少量刀体。
Sundström说,采用可转位刀片式钻头进行钻孔加工成本最低,但其金属去除率却无法与CrownLoc系列可换齿冠钻头相比,且钻孔后几乎总是需要进行附加的铰孔或精镗加工。而可换齿冠钻头的特点之一就是无需附加工序。采用整体硬质合金钻头钻孔时,虽然安装在机床上的可能只有一个钻头,但仓库里需要有一个,还有一个在重磨工位上,另一个刚从机床上卸下,而另一个正在前往加工工位的途中……它们加起来数量并不少。而采用可换齿冠钻头后,只需在抽屉里放上一些齿冠,一个磨损后再换上一个新的即可。
山高刀具公司不推荐对齿冠进行重磨。由于齿冠无需重磨,操作者可使刀刃的磨损超过刃尖上某一点,而对于整体硬质合金钻头,磨损到该点时通常就应该停止加工进行重磨了。伊斯卡公司的Gadzinski也同意可换齿冠钻头不应重磨的观点,认为重磨处理会增加大量人工费用。此外,他指出,对齿冠进行重磨(以及再涂层)的刀具寿命可能只有新齿冠刀具寿命的一半,如果操作工人不知道他所使用的钻头是重磨钻头还是新钻头,当达到重磨钻头(而非新钻头)的平均寿命时他将停止使用。如果该钻头是新的,那么其有效寿命的一半将被浪费。另一方面,如果一个重磨过的齿冠被误认为是新的,就有可能超寿命运行以至于损害工件。
根据Sundström的观点,一个刀体根据实际应用需要,至少可更换15~20次新齿冠。如果采用正确的装夹和冷却技术(山高刀具公司推荐采用内冷却),加工钢件时每个齿冠可持续加工约120分钟。

不同的看法

REM销售公司的区域销售经理Dan Murphy认为,可换齿冠钻头是一种很好的补缺刀
本文作者:胡红兵(编译)
原载:《工具展望》2008年第2期
上载于:2009-7-23 9:37:47

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