最近在德國
金屬加工行業(yè)所做的一項調查表明，鉆削加工是
機械加工車間耗時最多的工序。事實上，在所有的加工工時中，有36%消耗在孔加工操作上。與此對應的是，
車削加工耗時為25%，
銑削加工耗時為26%。因此，采用高性能整體硬質合金鉆頭取代高速鋼和普通硬質合金鉆頭，能夠大幅度減少鉆削加工所需的工時，從而降低孔加工成本。
0R-W 9qP h5v=h> c 過去幾年來，切削加工
參數(shù)(尤其是切削速度)在不斷提高，特別是高性能整體硬質合金鉆頭的切削速度提高明顯。20年前，整體硬質合金鉆頭的典型切削速度為60～80m/min。如今，在
機床能夠提供足夠的功率、穩(wěn)定性和冷卻液輸送能力的條件下，采用200m/min的切削速度鉆削鋼件已不足為奇。盡管如此，與車削或銑削加工的一般切削速度相比，鉆削加工在加工效率上還有很大的提高潛力。
$+U 6c~^^ +h1X-K:I 整體硬質合金鉆頭對于基體的韌性要求很高，而鉆頭的磨損在可控和均勻穩(wěn)定的情況下是可以接受的。因此，典型的鉆削
刀具牌號比車削或銑削刀具含有更多的鈷元素。
-x!JTx[ K {?}^H W9{ 鉆頭材質通常采用微細晶粒硬質合金，以提高切削刃強度，確保均勻磨損而不發(fā)生崩刃。用硬質合金鉆頭加工時通常要使用水基切削液，因此切削刃處的溫度并不太高，但要求鉆頭具有抗熱沖擊性。性能最佳的鉆頭牌號是典型的純碳化鎢材料，而無需大量添加碳化鉭或碳化鈦。
z)u\(W*\iA xd+aO=)Td 對于整體硬質合金鉆頭而言，涂層必須發(fā)揮比僅僅提高表面硬度和耐磨性更大的作用。涂層必須在刀具與工件材料之間提供隔熱層并保持化學惰性;必須將工件材料與涂層之間的粘結作用降至最低以減小摩擦;涂層表面必須盡可能光滑;此外，麻花鉆的涂層還必須具有抗裂紋擴散能力。鉆削加工的動力學特性可能會引起微裂紋，為了保持刀具壽命，就必須阻止裂紋擴散。通過選擇正確的涂層工藝和生成適當?shù)耐繉语@微結構，可使涂層材料處于壓應力狀態(tài)下，從而大幅度延長刀具壽命。
Xhpcu1nA B~YOU 3 采用多層涂層可以獲得良好的使用效果。多層涂層能阻止微裂紋在各層涂層之間擴散，即使有個別涂層出現(xiàn)損壞和剝落，其它的涂層仍可對硬質合金基體起到保護作用。對于鉆削刀具，采用納米涂層和精確定制涂層也具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?span style="display:none"> -^< t%{d
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G%R'/* 例如，一種頂層采用TiN的新型TiAlN納米涂層可使在鉆削加工不銹鋼時遇到的許多問題迎刃而解。平滑的TiN頂層涂層可減小刀具與工件材料的粘結與摩擦，而下層的TiAlN納米涂層可為刀具提供硬度和耐磨性。這種涂層具有極佳的防裂紋擴散性和防熱震性，在鉆削不銹鋼時切削速度可達70～80m/min，幾乎是常規(guī)鉆頭的2倍。
yQN^F+. ' sa>G 為了充分發(fā)揮現(xiàn)代硬質合金基體和表面涂層的優(yōu)異性能，就必須對鉆頭的幾何參數(shù)和鉆型進行
優(yōu)化設計，必須根據(jù)加工用途對鉆尖、鉆尖角、刃帶形狀、切削刃制備、排屑槽型、排屑槽和刃帶的數(shù)量等進行合理調整。
YQR[0Y&e= Ia[<;":U 高效切削鉆頭一般都采用四種鉆尖幾何形狀中的一種。其中，帶橫刃的四面體鉆尖容易磨制，同時易于控制磨削
公差，但它的中心余隙較小，當進給量較大時后刀面會與孔底接觸，因此影響進給率的提高。另一種是錐形鉆尖，與四面體鉆尖相比它的中心余隙較大，因此鉆削時產生的軸向推力較小，但這種鉆尖幾何形狀較為復雜，不易保證刀具制造和管理的一致性。除上述兩種鉆尖型式外，可供選擇的還有螺旋鉆尖，它又分為兩種不同類型：傳統(tǒng)的螺旋鉆尖帶有一個排屑槽，切屑可從中心部位排出;新型螺旋鉆尖則同時磨制出排屑槽和后刀面，從而可消除鉆削臺階，進一步改善切屑流。由于這兩種鉆尖設計的中心余隙大于其它幾種鉆尖幾何形狀，因此具有很高的進給能力。此外，新型螺旋鉆尖還具有高速切削能力，并能以較小的軸向推力進行鉆削。這種鉆尖幾何形狀的唯一缺點是制造鉆頭時所需的磨削工藝比較復雜。
nIfp0U* @J'tPW<$ 在選擇鉆頭時，除刀具壽命和加工速度外，另一個需要考慮的主要因素是孔的加工質量。近年來，如何減少毛刺成為關注的重點。去毛刺是一種典型的手工工序，加工成本很高，如果操作不當，還可能引起嚴重問題。
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=D27Z 整體硬質合金鉆頭在高速回轉和進給時會對工件材料產生很大壓力。因此，采用常規(guī)的鉆型設計或鉆尖角度加工時，會在通孔的出口處產生較大毛刺。為解決這一問題，最簡單的方法是將鉆尖角增大到135°～145°，鉆尖角在此范圍內的鉆頭可在孔的出口處產生一個圓盤，并使工件材料始終處于拉應力作用下，使材料易于切削而不只是將其推出工件之外。切削刃制備、鉆頂?shù)估饧捌渌鼛缀螀?shù)優(yōu)化措施也會對減少毛刺起到很大作用。
D jvPeX ^SIA%S3 在鉆削灰鑄鐵和延性鑄鐵時則會產生完全不同的問題。這些材料脆性較大，在通孔的出口處更容易出現(xiàn)材料崩碎現(xiàn)象而不是形成毛刺。材料崩碎不僅會影響工件質量，還可能導致鉆頭破損。專為鑄鐵加工而設計的鉆頂?shù)估饪梢允广@頭以非常平穩(wěn)的方式鉆出工件，并保持切削直至最后一轉，從而有助于避免材料崩碎現(xiàn)象的發(fā)生。
(543`dqAmC 34J*<B[Njo 鉆尖設計需要根據(jù)排屑槽的幾何參數(shù)而不斷調整。切削刃數(shù)、橫刃厚度、排屑槽寬度、刃帶寬度等都是設計鉆尖時需要考慮的因素。此外，工件材料的影響也不容忽視。
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