选对刀具：高速钢与硬质合金在精密加工中的抉择

随着车间拓展高精密加工业务，可能是时候将HSS切削刀具更换为整体硬质合金钻头、铰刀和镗刀了。理由如下。

机床车间仍有高速钢麻花钻和夹持铰刀的位置，但绝不在较新型数控车床和加工中心上。

这些刀具因耐用、低成本而流行。但凡追求最大吞吐量， Kennametal Inc.知识中心美洲项目经理Aaron Schade表示，应选用专为现代机床切削刀具设计的刀具，而非1950年前发明的自动车床、立铣床和夹持式车床用刀具。

因为HSS麻花钻会偏离中心。无内冷功能，意味着大量啄钻和刀具寿命缩短。速度也比硬质合金钻头慢至少四倍。

HSS刀具适合手持应用、原型和维修、孔质量非关键场合。但在相对较新的数控机床上用它们，无异于给跑车装廉价白壁轮胎。

HSS铰刀同理。虽可大进给，但表面光洁度和生产率远低于硬质合金同类产品。

为何转向硬质合金钻头和铰刀合情合理

为何更多车间不采用硬质合金麻花钻和铰刀？主因简单：制造商往往秉持“一直这么干”的心态，Schade说。

若现行方法奏效，往往无动力改变，即使改变对速度和质量都有利。

“接单后，车间人员摸索出产法，便维持现状，因为‘行得通，进行下一单’，”Schade说。“易陷入此困境，故Kennametal花大力气推广刀具技术进步。”

进步包括整体硬质合金钻头。Kennametal旗下通用GOdrill微钻和高性能SGL钻头。

两系列直径达20毫米(0.787英寸)，具内冷等HSS钻头不具备的先进特性。

观看GOdrill微钻实战：

视工件材料、刀具夹持、设备刚性等，整体硬质合金钻头可将公差控制在几千分之一英寸，表面光洁度可免去铰削或镗削。

“难以量化精度预期，因每应用不同，”Kennametal全球加工技术组高级工程师Joe Slusarcyk说。“但给定良好装夹和最小刀具跳动，整体硬质合金钻头完全能达到IT8孔精度。与其被问能达什么公差时回答‘视情况’，我建议直接试用，结果多半令您欣喜。”

此尺寸范围之外是模块化可换刀头钻头，如Kennametal KenTIP FS钻头，直径6-26毫米(0.236-1.023英寸)，深度达12xD。虽模块化钻头孔精度可能低于整体硬质合金，但仍优于HSS钻头，且价格大多数车间可接受。

或许更重要，这些刀具的高性能和快速换头，是淘汰HSS麻花钻、加长钻和莫氏锥柄钻头的有力论据。

硬质合金在铰削和镗削中的表现

那铰削如何？文章标题另一动词“镗削”又如何？若作业要求孔质量超硬质合金钻头能力，整体硬质合金铰刀或是下一逻辑步骤。

“打孔者多关注直径和表面光洁度，铰刀在两方面表现优异，”Schade说。“若追求更高圆柱度、直线度和定位度，镗削更好，但代价是更长循环时间。”

Kennametal首席应用工程师Keith Hoover同意。“铰刀是多刃精加工工具，通常意味着比镗削生产率高4-10倍，取决于刃数，”他说。“反面是镗刀提供更大尺寸控制灵活性，可加工多直径。铰刀也可通过定制多阶梯工具实现。”

硬质合金在此亦称霸。Kennametal等刀具商提供各类整体硬质合金铰刀几何——多带内冷——无理由牺牲循环时间省几美元。

大直径场合也有模块化选项，含Kennametal RHR盘式铰刀。

需镗削时，三位专家均建议关注Kennametal DeVibrator可调谐镗刀。产品线拥可换镗头、内冷、可阻尼高达14xD长径比振动。

别让切屑横飞。阅读“钻削改善切屑控制的8大关键贴士”。

刀柄在钻削、铰削、镗削中的关键作用

尽管现代钻头、铰刀、镗刀优势众多，Hoover警示并非人人适用。

“若在ER筒夹或Weldon侧固刀柄上运行我司钻头，不大可能获得液压夹头下的刀具寿命和孔质量，”他说。“铰刀同理，需浮动刀柄或可调液压夹头将跳动降至最低。”

机床装配、刀柄、适配器素质须与制造商生产的极高性能硬质合金钻削铰削产品匹配，Slusarcyk说。

“若刀具未装高性能适配器，机床磨损或装配刚性不足，永远无法获得原本可获益处，”他说。“但即便如此，通用硬质合金在几乎所有数控应用中仍优于HSS，无论刀柄如何。”

您车间已转用整体硬质合金？如何决定何时用HSS、何时上高性能？