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什么是U钻

U 型钻头是含有硬质合金切削刀片的钻孔工具。它们的特点是使用方便、性价比高。为了方便加工各种材料,我们提供不同类型和尺寸的U钻头。

U钻的应用背景

U型钻头

与整体钻头相比,U型钻头 是通过组合由中心钻头(内边缘)和外围钻头(外边缘)形成的内切削刃和外切削刃来进行孔加工的刀具。这种结构特点决定了U钻相对于其他钻具具有不可替代的优势。

U钻的优点

  1. U型钻头与普通钻头的区别在于U型钻头使用外围切削刀片和中心刀片。当刀片磨损时,可以直接更换,无需重磨。使用可转位刀片比整体硬质合金钻头更节省材料,并且刀片一致性使得更容易控制工件尺寸。
  2. U 型钻头具有更好的刚性,并且可以使用非常高的进给率。 U型钻头的最大加工直径比普通钻头大很多,可达D50~60mm。当然,由于刀片的安装方式,U 型钻头不能做得太小。
  3. 对于不同的材料,只需改变刀片类型和牌号即可。这比整体硬质合金钻头更方便。
  4. U钻的孔精度一般优于整体硬质合金钻,具有更好的表面光洁度,特别是在润滑不足的条件下。 U 型钻头还可以校正孔的位置精度,这是整体硬质合金无法做到的。

U钻在数控加工中的优势

  1. U型钻可以在不减少切削参数的情况下在倾斜角小于30°的表面上钻孔。
  2. 在减少30%的切削参数后,U钻可以进行不连续切削,例如钻交叉孔、通孔或沉头孔。
  3. U 型钻头可以加工多阶梯孔和取芯孔、铰孔、倒角孔和偏心孔。
  4. U 型钻削过程中形成的切屑大多是短而破碎的切屑,可以通过内部冷却安全地去除这些切屑,而无需清除刀具上的切削残留物。这提高了工件加工的连续性并减少了加工时间。
  5. 当满足标准孔径比时,U 型钻削期间不需要排屑。
  6. U 型钻头是可转位刀具。当刀片磨损时,无需重磨,只需更换,更加方便且经济高效。
  7. U 形钻孔可产生表面粗糙度值和公差范围较小的孔,从而取代了一些铰孔操作。
  8. U型钻不需要预钻中心孔。盲孔具有更光滑的底面,无需打底钻头。
  9. 由于 U 型钻头采用整体硬质合金刀头刀片,因此与普通钻头相比,采用 U 型钻头技术可减少所需加工刀具的数量,并将刀具寿命延长 10-15 倍。每个刀片还具有四个切削刃,磨损后可轻松换刃,进一步节省重磨和更换时间,平均提高效率 6-7 倍。

U钻在数控机床上的使用技巧

U型钻头
  1. U型钻头对机床刚性和刀具与工件的同心度要求较高,因此适合在大功率、高刚性、高速数控机床上使用。
  2. 使用U型钻头时,中心刀片应选择韧性好的刀片,外围刀片应选择较锋利的刀片。
  3. 针对不同的材料,选择不同容屑槽形状的刀片。一般对于小进给量、小公差和较大的孔径比,采用切削力较小的刀片;而对于粗加工、大公差和较小的孔径比,请使用具有较大切削力的刀片。
  4. 使用时要经常考虑机床主轴功率、U钻夹紧稳定性、冷却液压力、流量等,控制排屑量,避免影响孔表面粗糙度和尺寸精度。
  5. 装夹时保证U钻中心与工件表面重合并垂直。
  6. 根据工件材料选择合适的切削参数。
  7. 试切削时,不要随意降低进给量或降低速度,以免折断或损坏 U 钻刀片或刀具。
  8. 当刀片在使用过程中出现磨损或断裂时,应仔细分析原因,并更换更坚韧或耐磨的刀片。
  9. 加工多台阶孔时,先加工较大的孔,然后加工较小的孔。
  10. 确保 U 形钻孔期间有足够的冷却液压力来冲洗切屑。
  11. 不要混淆 U 型钻中心和周边的刀片,否则可能会损坏 U 型钻柄。
  12. 使用U钻钻孔时,可以采用工件旋转、刀具旋转或同时旋转;但直线进给通常与工件旋转一起使用。
  13. 在 CNC 加工过程中考虑机器的能力并适当调整切削参数,通常降低速度和进给量。

CNC加工中U钻常见问题

  1. 刀片破损或损坏发生得太快,从而增加了加工成本。
  2. 加工时出现异常尖叫声,表明切削状态异常。
  3. 机床振动影响加工精度。

使用 U 钻的要点

U型钻头
  1. 注意正确的安装方向——朝上、朝下、朝内、朝外插入。
  2. 根据直径,中心高度必须在通常 0.1mm 的控制范围内进行校准。直径较小的 U 型钻头的中心高要求较高。中心高度不当会导致刀片磨损不均匀、孔过大并缩短刀片寿命。
  3. U 钻对冷却液要求很高——冷却液必须到达中心,压力越高越好。多余的冷却剂端口可以被堵塞以确保压力。
  4. 遵循制造商切削参数注意事项,但也要考虑不同的刀片品牌和机器功率。加工时参考机床负载并进行适当调整,一般采用高速和低进给。
  5. 检查并及时更换刀片。请勿反转刀片。
  6. 根据工件硬度和刀片悬伸长度调整切削深度。较硬的工件使用较大的悬伸长度和较小的切削深度。
  7. 请勿使用过度磨损的刀片。记录刀片磨损与可加工工件数量的关系,并及时更换刀片。
  8. 使用充足、正确加压的内部冷却液。其主要功能是排屑和冷却。
  9. U 型钻不适用于紫青铜或软铝等较软的材料。

U钻最重要的两个性能评价指标是什么?

刚性和排屑能力。通过螺旋油槽设计增加刚性,并通过扩大内刃排屑槽等技术改善排屑,提升U钻性能。

如何提高U型钻的刚性?

制造商通过螺旋油槽和加厚柄等设计来提高刚性。京瓷 DRX 系列使用更厚的柄,将刚性提高了 33%。

如何解决切屑去除问题?

各种切屑槽等功能以及 DRV 专注于微切削外切屑和轻质内切屑,有助于促进加工过程中有效的排屑。

U 型钻头会出现哪些问题?

潜在的问题包括钻头磨损/破损、热/摩擦问题、大切口/堵塞的困难以及由于缺乏刚性而导致的精度低。

结论

U 型钻头通过可互换刀片将内切削刃和外切削刃结合在一起。这种模块化可以实现多种材料和尺寸的加工。主要优点是效率高、成本低、使用方便,无需重新磨刀。与整体钻头相比,U 型钻头通过其模块化设计提供了多功能性。如果操作正确,U 型钻头可作为 CNC 刀具选项,实现高效且经济高效的家务劳动。

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