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現(xiàn)代直槽鉆的“先驅(qū)”是模具鉆頭(diedrills),這種鉆頭尺寸短、剛性好,鉆尖結(jié)實,適合以較低的主軸轉(zhuǎn)速和較小的進給率鉆削加工硬鋼材料,它的高強度和高剛性使其能夠加工出直線度和圓度俱佳的孔。模具鉆頭之所以能取得好的加工效果,是因為設(shè)計鉆頭時所針對的加工材料通常是產(chǎn)生短切屑的金屬。在直槽鉆頭的加工應(yīng)用中,切屑控制仍然是一個關(guān)鍵問題。直槽鉆只有在加工那些不會產(chǎn)生長卷須狀切屑的材料時才能獲得最佳效果,這些材料包括鑄鐵、粉末合金(P/M)、中-高硅含量(6%或更高)硅鋁合金等。
但是,隨著機床技術(shù)、冷卻液輸送技術(shù)以及刀具幾何形狀設(shè)計的進步,直槽鉆的加工應(yīng)用范圍正在不斷擴展。傳統(tǒng)的思維方式認為鉆頭的螺旋槽對于排屑來說是必不可少的,直槽鉆只能用于在鋁和鑄鐵上鉆削孔深為2D～3D(D為孔徑)的淺孔。但如今開發(fā)的高壓冷卻系統(tǒng)和更高的機床主軸轉(zhuǎn)速,使得采用內(nèi)冷卻的直槽鉆的斷屑和排屑性能大大提高。
在條件適宜的加工場合,直槽鉆頭可表現(xiàn)出遠遠優(yōu)于螺旋槽鉆頭的良好加工性能。直槽鉆頭的優(yōu)勢是能夠加工出圓度和直線度較高的孔,而且其切削速度比標準的鈷或高速鋼鉆頭更快。例如,用直徑0.394″(φ10mm)的GuhringRT150GG直槽鉆替代麻花鉆加工鋁件時,麻花鉆的切削速度為50sfm(15m/min),進給量為0.005ipr(0.127mm/r)；而直槽鉆的切削速度可達800sfm(245m/min),進給量達0.007ipr(0.178mm/r)。直槽鉆所用切削時間僅為麻花鉆的1/10。
直槽鉆能顯著提高加工效率的部分原因是基于鉆頭的基本設(shè)計——直槽為切屑排出孔外提供了一個直接通道。但是,由于直槽鉆頭的切削刃缺少一個正前角,因此它的卷屑和斷屑能力很差,在加工延展性較好的材料時尤其如此。
切削速度(特別是足夠高的切削速度)是成功應(yīng)用直槽鉆的另一個因素。切削速度越快,形成的切屑就越小。直槽鉆正是通過較快的主軸轉(zhuǎn)速而不是較高的進給率來達到高生產(chǎn)率的。
許多高性能、高鉆進率的麻花鉆頭在切削刃上都有相當大的倒棱,這就要求鉆頭進入工作的進給量應(yīng)超過切削刃的倒棱尺寸,從而使切削刃能夠?qū)ぜ牧线M行切削而不只是推擠它。對于某些加工應(yīng)用及被加工材料,麻花鉆的切削刃倒棱工作狀態(tài)良好,而這些麻花鉆通常是以高于直槽鉆的進給率和低于直槽鉆的切削速度進行鉆削的。