钻削数控加工测量及速度控制的主要技巧

01

使用冷却液的技巧

冷却液的正确使用对获得良好的钻削性能非常重要，它将直接影响排屑、刀具寿命和加工孔的质量。

(1)冷却剂的使用

1)内部冷却设计

冷设计永远是避免切屑堵塞的首选，尤其是在加工长切屑材料和钻深孔(大于3倍孔径)时。对于水平钻头，当冷却液流出钻头时，至少30cm长度内不应有切削液下冲。

2)外部冷却设计

当切屑形成良好且孔深较浅时，可以使用外部冷却液。为了提高排屑效果，刀具轴线附近应至少有一个冷却液喷嘴(或在非旋转应用中有两个喷嘴)。

3)干钻技能，不使用冷却剂。

一般不推荐干钻。

a)可用于短切屑材料和孔深为直径3倍的应用。

b)适用于卧式机床。

c)建议降低切割速度。

d)工具寿命将会缩短。

不建议干钻用于:

a)不锈钢材料(ISO M和s)

b)可换头钻头

4)高压冷却(HPC) (~70巴)

使用高压冷却液的优点是:

a)由于增强的冷却效果，工具寿命更长。

b)提高不锈钢等长切屑材料加工中的排屑效果，尽可能延长刀具寿命。

c)排屑性能更好，因此安全性更高

d)根据给定的压力和孔径提供足够的流量，以保持冷却剂的供应。

(2)使用冷却液的技巧

确保使用含有极压添加剂的可溶性切削油(乳液)。为保证最佳的刀具寿命，油水混合物中的含油量应在5-12%之间(加工不锈钢和高温合金材料时在10-15%之间)。增加切削液的含油量时，一定要用分油器检查，确保不会超过推荐的含油量。

当条件允许时，内部冷却剂总是优先于外部冷却剂。

清洁的油可以提高润滑效果，在不锈钢钻孔时带来好处。一定要和EP添加剂一起用。清洁油既可用于整体硬质合金钻头，也可用于可转位刀片钻头，并取得了良好的效果。

在稳定的工作条件下，压缩空气、雾化切削液或MQL(微润滑)可能是一个成功的选择，尤其是在加工一些铸铁和铝合金时。由于温度升高可能会对刀具寿命产生负面影响，建议降低切削速度。

02

芯片控制技能

切屑的形成和去除是钻孔中的关键问题，这取决于工件的材料、钻头/刀片槽的选择、冷却剂的压力/容量和切削参数。

切屑堵塞会导致钻头径向移动，影响钻孔质量、钻头寿命和可靠性，或导致钻头/刀片断裂。

当切屑能够顺利地从钻头排出时，切屑的形成是可以接受的。识别它的最好方法是在钻井过程中进行监测。连续的声音表示排屑良好，间歇的声音表示排屑堵塞。检查进给力或功率监视器。如果有异常，原因可能是芯片堵塞。检查芯片。如果薯条长而弯曲，但不卷曲，则薯条被阻塞。检查那个洞。芯片被阻挡后，会看到一个粗糙的表面。

避免芯片堵塞的提示:

1)确保使用正确的切削参数和钻头/齿尖凹槽形状。

2)检查切屑形状-调整进给率和速度。

3)检查切削液流量和压力。

4)检查切割边缘。当整个断屑器不工作时，切削刃可能被损坏/折断，导致长切屑。

5)检查可加工性是否因新工件批量而改变-调整切削参数。

(1)可转位刀片切屑

刀片中心形成的锥形切屑易于识别。刀片周围形成的切屑类似于车削。

(2)整体硬质合金钻头的切屑

切屑将从切削刃的中心向四周形成。值得注意的是，最初钻入工件时产生的初始切屑总是很长，但这不会造成任何问题。

(3)可更换钻头的芯片

03

进给和切割速度的控制

(1)切削速度Vc的影响(米/分钟)

除了材料硬度，切削速度也是影响刀具寿命和功耗的主要因素。

1)切削速度是决定刀具寿命的最重要因素。

2)切割速度会影响功率Pc (kW)和扭矩Mc (Nm)

3)更高的切削速度将产生更高的温度并增加侧面磨损，尤其是在外围刀具尖端。

4)加工一些软而长的切屑材料(即低碳钢)时，较高的切削速度有利于切屑的形成。

切割速度太快:

a)侧面磨损太快。

b)塑性变形

c)孔质量差，孔径超差

切割速度太低:

a)产生碎片状肿瘤。

b)排屑效果差。

c)更长的切割时间

(2)进给速度fn的影响(mm/r)

1)它影响切屑形成、表面质量和孔质量。

2)影响功率Pc (kW)和扭矩Mc (Nm)

3) AG会影响进给力Ff (N)，在工况不稳定时要考虑。

4)影响机械应力和热应力。

AG进料速度:

a)断屑困难。

b)切割时间短。

c)刀具磨损小，但钻头崩刃风险增加。

d)孔的质量下降。

低进料速度:

a)芯片更长更薄

b)质量改进

c)加速工具磨损。

d)更长的切割时间

e)钻薄而硬的零件时，进给速度应保持较低。

04

获得高质量孔的技术

(1)排屑

确保排屑性能符合要求。切屑堵塞会影响孔的质量、可靠性和刀具寿命。钻头/刀片的槽型和切削参数非常重要。

(2)稳定性，刀具夹紧

使用尽可能短的钻头。最小跳动量的精制刚性手柄。确保机床主轴状态良好，找正准确。确保零件固定稳定。对不规则表面、倾斜表面和交叉孔应用正确的进给速度。

(3)工具寿命

检查刀片磨损并设置刀具寿命管理程序。最有效的方法是用进给力监控器监控钻孔。

4)维护

定期更换刀片压紧螺钉。首先清洁刀架，然后更换刀片，并确保使用扭矩扳手。在重新研磨整体硬质合金钻头之前，不要超过最大磨损量。

05

不同材料的钻孔技巧

(1)低碳钢钻孔技能

对于经常用于焊接零件的低碳钢来说，切屑形成可能是一个难题。钢的硬度、碳含量和硫含量越低，产生的切屑越长。

1)如果问题与切屑形成有关，则提高切削速度vc并降低进给速度fn(请注意，在加工普通钢时应提高进给速度)。

2)使用高压和内部冷却剂供应。

(2)奥氏体和双相不锈钢的钻孔技巧

奥氏体、双相和超级双相材料可能导致与切屑形成和切屑排出相关的问题。

1)正确的槽型非常重要，因为它能正确地塑造切屑，有助于排出切屑。一般来说，最好用锋利的刀片。如果问题与切屑形成有关，增加进给速度fn会使切屑更容易断裂。

2)内部冷却设计，高压。

(3)CGI(蠕墨铸铁)钻孔技能

CGI通常不需要特别关注。它会产生比灰铸铁更大的切屑，但这些切屑很容易破碎。切削力大，所以会影响刀具寿命。使用超级耐磨的材料。所有铸铁都有典型的工具尖端磨损。

1)如果问题与切屑形成有关，增加切削速度Vc并减少进给量fn。

2)内部冷却设计。

(4)铝合金的钻孔技巧

毛刺的形成和切屑的去除可能会成为一个问题。这也可能导致因卡住而缩短工具寿命。

1)为确保最佳切屑形成，使用低进给率和高切削速度。

2)为了避免缩短工具寿命，可能需要测试不同的涂层，以最大限度地降低粘附力。这些涂层可以包括金刚石涂层或者根本没有涂层(取决于基底)。

3)使用高压乳化液或喷雾冷却剂。

(5)钛合金和高温合金的钻孔技巧

表面硬化会影响后续工艺。很难获得良好的排屑性能。

1)选择加工钛合金的坡口类型时，最好有锋利的刃口。加工镍基合金时，坚固的沟槽非常重要。如果发生加工硬化，尝试增加进给速度。

2)高达70巴的高压冷却液提高了性能。

(5)淬火钢的钻孔技巧

获得可接受的工具寿命。

1)降低切割速度以减少热量。调整进料速度，以获得合格且易于排出的碎片。

2)高浓度混合乳液。