滿足鉆削加工的 “ 新維度 ”

在實體材料上用鉆削工具加工出孔的操作稱為鉆孔。由于一次成孔，軸向力大，所以為了限制過大的動力消耗，鉆頭的直徑多在30-50毫米之間。若是直徑更大的孔，鉆削后則需再用擴、鏜等方法繼續加工。

不同零件的鉆孔，對孔徑、孔深、精度、表面質量、結構特征、機械性能和特定功能等有著不同的要求。為了提高孔加工的質量、加工效率，同時還要考慮節能、環保、降低成本等因素，用戶往往會對不同應用的鉆削工具提出不同的要求。

來自德國MAPAL 集團旗下的MILLER 公司是歐洲專業制造鉆銑削工具的企業，它又和生產鉸刀的BECK 公司、生產刀柄的WTE公司構成“BMW刀具行業伙伴（T-T-P）”，協同解決加工中心上的刀具刀柄各種問題。

如果你問他們是否能夠滿足各種各樣鉆削工具的要求，回答是：“一切皆有可能！”。本期中，讓我們一同來看看他們的出色表現。

當傳統麻花鉆無法滿足加工需求

現代切削工藝的要求越來越多樣化，而為了便于制造和使用，必須首先開發出標準化鉆削工具用以量產，用最經濟的方式適應最廣泛地需要。而標準化，又必須建立在先進的設計和材料選配上，才能得到用戶歡迎。

鉆削工具中，最常用是麻花鉆，但是麻花鉆存在許多固有的缺點。MILLER公司對應地進行一些改進——設計了特殊形狀結構，提高了加工精度。一般鉆頭的經濟加工精度是IT 11-12級，好一些的可達10-9級，而MILLER各系列的產品均能達到9級，有的甚至還能達到8-7級，同時MILLER采用了優質微粒硬質合金和專為鉆削開發的MxF等涂層，從而大大提高了切削效率，延長了使用壽命。

圖1 MEGA-SPEED 鉆頭

被加工材料中，使用最多的是鋼鐵、不銹鋼、鑄鐵，當這些材料對鉆孔提出更加高速高效的需求時，采用MEGASPEED鉆頭（圖1），能比一般鉆頭切削速度提高約2 倍，進給量則能提高約30%，為此MILLER 設計制造了全新的刃形、Mx2,MxM 涂層、不規則的刃距和三條導向刃帶，這樣一來，既能避振又減小了摩擦，高光潔度拋光的螺旋槽使切屑順暢地排除。

MILLER 的MEGA-DEEP 系列產品適鉆深度達40×D，直徑范圍為3-16 毫米。進行了特殊改進的排屑槽形和前端徑向刃帶，可實現深孔條件下高速和大進給。對鋼和鑄鐵加工的深孔鉆具配有MxF 涂層，鋁材加工的鉆具則無需搭配涂層，高光潔度的拋光即可。另外，上述刀具均不需要專用的深孔鉆床。

“ 鉆 ” 出一個新維度

除了如上提到的卓越性能，MILLER豐富的鉆具系列更是將鉆削提升到了一個新維度。

● 鉆出小且深的孔。MILLER的SMART 系列，其直徑僅為1-2.9毫米，可鉆出的深度達12×D，鉆頭盡管細仍做出兩內冷潤滑油孔，同時具備MxF涂層。

● 鉆出階梯孔——MEGA-STEP系列則可一次可鉆出階梯孔，其標準方案也適合用于擴孔和公制螺紋孔的倒角加工的階梯鉆。MEGA-階梯孔鉆頭無論是否具備內冷孔，均有MxF涂層，直徑范圍是2.5-14毫米。

● 鉆出精度、同心度、位置精度、圓度均高的孔——MILLER公司的提供MEGA-Quadro鉆頭，具有兩條切削刃，兩條附加的可作精加工的導向刃。精度可達IT8級，甚至更高。具有有內冷孔和無內冷孔兩種。鉆孔深度可達5倍、8倍、12倍鉆頭直徑。直徑范圍：3-20毫米。

● 零件上作為導向的孔。加工中應主要能保證它的導向、性能好，而且要長期可靠。MILLER公司開發的GIGA-鉆頭具有四個切削刃、四個導向刃，提高了定向導向性能，使進給量和刀具壽命倍增，加工表面粗糙度Rz 可達4μm，同心度小于4μm，并有很高的尺寸穩定性。在很多情況下，可鉆斷續孔和鑄孔，即使鉆斷續孔也能保證良好的導向性能。在許多場合還可以加工不通孔，它也同時具備MxF涂層。

● 加工出尺寸精度、表面質量、導向性“三高”的孔。MILLER 公司提供MEGA 鉆鉸刀具有兩條鉆削刃，四條鉸削刃。它自身的尺寸精度達IT8-7，一次加工就可完成一般需要鉆、鉸兩道工序的精度，甚至還能達到更高的精度。這樣大大節省了加工時間和輔助時間，也可節省生產線上的工位，提高了效率，加工出的孔表面光潔、尺寸穩定、同心度好。盡管總刃數較多，但刃磨后可恢復較高的精度。

圖2 MEGA-180o 鉆頭

● 一次即能鉆出平底孔。MILLER公司專門設計制造了頂角為180o 的鉆頭，它具有特殊的形狀可加工出孔的平底面（圖2）。通常這種孔需要進行兩次加工：首先鉆孔要達到孔要求的深度，再用锪鉆進行第二次加工，加工出孔底平面。而MEGA-180o 鉆頭可一次加工完成，這種鉆頭還可在45o 斜面上鉆導向孔，比一般有頂角的鉆頭徑向力小，加工質量高。它有四條刃帶，在孔中導向性高，排屑性能好。

● 能鉆中心孔。工件在車床等機床上加工時，預先應鉆出中心孔，用它作定位面裝在機床兩頂尖上，以使工件得到正確的安裝。在這位置上和刀具進行正確的相對運動，才可得到較高精度的零件。MILLER 公司也提供多種中心孔鉆。

圖3 TTD 系列鉆頭

● 可更換刀頭。整體硬質合金鉆頭價格較貴，幾次重磨后就會被廢棄，造成了浪費。這就需要能提供可更換刀頭的鉆頭，型號為TTD 的鉆頭即滿足了這方面的要求。TTD 刀頭是硬質合金，鉆頭刀體是高級鋼材。因此硬質合金用得很少，大大降低了成本。同時由于刀頭和刀體間定位裝配結構合理，采用了獨特的徑向鋸齒結構（圖3），加工中穩定性和精度都能達到很高，重復定位精度和同心度也高。TTD 能傳遞大的扭矩，它具有3-4 條導向刃，可達到和整體硬質合金鉆頭同樣的加工質量和效率。刀頭能快速更換安裝，不需要重磨，也無需再調整機床，保證了高的可靠性和高的效能。它的可鉆深度可達12×D。直徑范圍擴大為12-45 毫米。

● 能夠最大限度地節能環保，實現綠色加工。眾所周知，冷卻潤滑液不但影響生態環境，危害人體健康，消耗能源，而且其費用還占到整體生產成本的7％-20％，是刀具費用的3-5倍。其中除本身的成本外，還包括對它們的輸送和供應系統有關設備的運轉管理、投資成本和相關費用。MILLER公司一方面和其他公司一樣，研究了如何減少潤滑液的使用，配合壓縮空氣，形成含油氣霧的半干式冷卻潤滑，即MQL技術。開發了用該技術的鉆削頭和刀柄系統，改進了柄的形狀，使氣霧導管避免干涉的空間做得最小，確保切屑順利排出，將產生的熱量控制在最小，并能同時保證實現大進給。不僅如此，MILLER公司還是全球首先研制出在鉆孔這類嚴苛加工條件下，能完全不用冷卻潤滑液的綠色鉆頭，該技術獲得了德國巴登- 符騰堡州特別的表彰和嘉獎。

這類綠色鉆頭的原理是，干切削時，由于沒有冷卻液，加工中產生的大部分切削熱可以通過切屑傳出。因此一個決定性的因素是：切屑應迅速從切削區排出，這意味鉆頭幾乎沒有時間來聚集熱量。否則很快會對刀具壽命產生直接的大影響?；诖?，MILLER的幾種鉆頭（適合鉆淬硬鋼和鋼的有M1600和M2215、M2218系列，以及較適合的QUADRO 型M2255、M2258、M2262系列和鉆鉸刀的M2253 系列）都具有這些特點——大螺距，變螺距結構，易于容屑排屑的螺旋槽形和較好的剛性和穩定性；各切削刃部設計，既要鋒利以減少切削力和切削熱，又需易使切屑易于碎斷排出；需要具有紅硬性高摩擦系數低，又能隔熱、難導熱的涂層和材料。專用的MxF 涂層非常理想地得到運用，TiAlN 涂層次之。

當然能進行干式加工的鉆頭也可用于濕式加工和MQL 式加工。這需要在具體成本和技術分析時，預先加以考慮。但開創了能夠完全不用冷卻潤滑液的綠色鉆頭，其環保節能社會和經濟意義長遠非凡，將能更好地造福社會。

圖4 直槽鉆頭

● 為經濟又高質量地鉆削灰鑄鐵、鋁和鋁合金及其他有色金屬的孔，能提供直槽鉆頭。這類材料一般切削性能較好、短切屑。MILLER 推出了帶四刃帶，兩刃的無涂層直槽鉆頭（圖4）。其剛性比螺旋槽高許多，它具有特殊的頭部形狀，頂角為130o，定心能力高。還能在斜面上、斷續面上鉆孔。因為制造容易，能為客戶設計制造他們專用的高效的直槽的階梯鉆、帶加工倒角錐面的階梯鉆，焊接PCD 刀片階梯鉆等。一般的直槽鉆頭前角小，排屑性能差，不適合深孔加工。但MILLER開發的帶內冷卻孔的直槽鉆，鉆孔深度提高到了12×D。

● 實現定制化的非標刀具。為滿足客戶為生產進一步合理化而提出特殊結構設計的個性化要求，MILLER 公司憑借眾多專家多年的寶貴經驗，通過和客戶的緊密合作和對話，可把許多創新的想法變成現實，由此誕生了各種非標準特殊結構尺寸的刃型、容排屑槽、材質和涂層的鉆削工具（圖5）。MILLER公司擁有的高度現代化的先進生產設備，也是技術創新方面強有力的保證之一。

圖5 各種特殊結構形狀材質的鉆頭

除此外，MILLER還可供應完全根據客戶圖紙定制的特殊鉆削工具，精確地滿足客戶特定加工需要。如從具有PCD刃的復雜階梯鉆到鉆孔和插補銑削相結合的刀具等等。還包括鉆削時，是否使用冷卻液，如何改善冷卻液的供應裝置，如何使冷卻液供應量最佳，這些使生產過程優化的方法和相應技術。