现代刀具材料与切削加工技术 - 119~154.doc

第四章 硬质合金立铣刀的应用如今硬质合金立铣刀正朝着多品种、多功能、高精度及高的加工效率和高寿命方向快速发展，为各种切削机床配套使用创造了极其有利的条件。就硬质合金立铣刀而言，即有全磨制整体硬质合金立铣刀、可转位立铣刀及焊片式硬质合金立铣刀。这些立铣刀各有其特点：首先，全磨制整体硬质合金立铣刀刚性好，切削时不擅动，对保证加工精度和粗糙度、可靠性、稳定性好；对调整刀具结构方便可磨制出不同的螺旋角及齿数；宜用于涂层硬化处理，多次重复修磨提高刀具寿命及利用率。其次，可转位式立铣刀可实现一个刀体可装配多种材质的刀片，更换刀片方便，刀体利用率高，一般一把刀体可用12年，节省磨刀、换刀、调整刀具时间，是目前应用很广泛的立铣刀之一。再次是焊硬质合金刀片的立铣刀。焊接式立铣刀与可转位立铣刀比较，它的长处一是刀体与刀片一体化牢固性强，二是结构随意性强，各刀具角度选择范围大，切削刃锋利性改动方便，特别适应各种非标准刀具结构变化有更多的灵活性等等。4.1、 立铣刀的结构形式及其加工范围立铣刀各部分名称几种典型的立铣刀形式种 类形 状平头铣刀圆弧铣刀球头铣刀波形刃铣刀锥度铣刀刃数，容屑槽和刀具刚性刃数两刃三刃四刃横截面形状横截面所占比例54%56%60%特征优点容屑空间大切屑排出容易切屑排出容易表面光洁度良好刚性好表面光洁度良好缺点刚性差外径测定较困难切屑排出不畅用途1. 切槽加工2. 侧面加工3.孔加工1.切槽加工2.侧面加工3.重切削4.精加工1.浅槽加工2.侧面加工3.精加工刃长（悬伸）和刀径立铣刀刃长（悬伸）越短，刚性越高，在切削过程中不容易产生弯曲和振动，提高加工精度。刃长（悬伸）增加1倍，挠曲度f变为原来的8倍。刃长（悬伸）L减少20%，挠曲度f减少50%！刀具直径d增大20%，挠曲度f减少50%！加工范围简图4.2、 硬质合金立铣刀刀具材料的选择刀具材料的选择为整体硬质合金立铣刀是选择合金棒材的牌号，是焊接式硬质合金立铣刀应选择合金条形材牌号。 选择WCCo类并加入TaC的超细晶粒硬质合金。这类合金对应于ISO标准化的K10K50，宜制作切削加工各种钢材、铸铁，不锈钢、高温合金、钛合金、有色金属用的铣刀、钻头、铰刀、丝锥等工具。应根据各加工作业，合理匹配棒材牌号，见硬质合金棒材对照表3-2所示。 合理选择涂层硬质合金刀具材料。涂层合金基体为K类超细晶粒硬质合金棒材，其表面涂层TiCN用于加工一般硬度的钢，铸铁和不锈钢；被加工材料硬度HRC48，钢、铸铁、不锈钢、高温合金，钛合金宜选用TiAiN涂层合金；若加工上述高硬度HRC63材料时，宜选用AiTiN或hc-TiAiN涂层合金；高速切削铝合金宜选用AiTiN涂层牌号，精加工可选用CLD涂层刀具。 整体硬质合金锯片铣刀，应选择较高硬度及耐磨性和很高强度的K30K40超细晶粒合金，最常用的牌号为YS2T合金。 焊接式硬质合金立铣刀具材料的选择。根据被加工材料和加工作业，主要选择三种牌号的合金；切削钢材宜选择抗弯强度高、耐冲击韧性好，具有较好的耐磨性WCTiCCo成分基础上加入TaC的YS25牌号合金，尤其是铣削合金钢，中速，大进给量切削效果显著。铣削灰口铸铁、可锻铸铁HRC30的铸铁，以及有色金属选用ISO的K30中晶粒YG8合金就可胜任。若是切削白口铸铁、冷硬球磨铸铁、合金铸铁、不锈钢，特别是用于高精度、精铣立铣刀，应选择超细晶粒YL10.2新型合金材料，可发挥出非常显著技术经济效果。4.3 、硬质合金立铣刀的切削参数及适用范围4.3.1 粗加工硬度HRC28的钢、不锈钢、铸铁，用的合金立铣刀结构参数是： 采用三刃或四刃并在周刃上磨成切屑槽，使断屑、排屑顺利。螺旋角（）=30 40，前角（0）= 912，第一后角（o）=912，纵向前角（P）=1330，径芯厚（TW）=5560%，并根据加工需要切削尖端转角部可刃磨成直角，倒棱角和倒园型。如果遇到有排屑问题，可选用4刃螺旋角50，径芯厚（TW）=5055%的大容屑槽立铣刀。4.3.2 用于粗加工及半精加工硬度HRC48的钢、不锈钢、铸铁、高温合金、钛合金材料的刀具参数为四刃和三刃立铣刀，刀具角度是螺旋角50，前角（0）= 912，第一后角（o）=9，纵向前角（P）=1330，径芯厚（TW）=5055%的多用途立铣刀，如果排屑槽不够大，请试用三刃螺旋角45的立铣刀。如新研制不等齿波形刃立铣刀粗铣铸铁，排屑槽空间大、分层切削、进给量大、效率高、刀具寿命比原用立铣刀提高了三倍。4.3.3 精加工用立铣刀一般无过中心切削刃，主要用于HRC48的不锈钢、铸铁、高温合金、钛合金的精加工。这种刀具大多数为4个切削刃，个别做成5刃、6刃、8刃，螺旋角（）=50（焊片式为30），前角（0）= 412，第一后角（o）= 810，纵向前角（P）=1330，径芯厚（TW）=6675%，能获得更高的稳定性。如为苏州某单位制作的焊片式立铣刀，经过三次试作从刀具材料及几何角度上不断改进， 选择高硬度的超细颗粒合金， 切削刃由6刃改为8刃，后刃面上留有0.050.07mm白刃， 刀具平行度和直线度由0.01mm提升到0.005mm，粗糙度由Ra0.4降为Ra0.2，终于获得成功。经三个多月的试切，刀具寿命超过国外名牌厂家的三倍，生产率分别提高11%和38%，而且刀具价格不足日本的1/3，现已在精铣床身上实现以铣代磨，并得到推广应用。4.3.4 新开发的60大螺旋角立铣刀。专门用于粗、精铣削难加工材料的不锈钢、高温合金等。由于这些材料切削性能差，易粘刀，断排屑困难，故采用大螺旋角60，可增加容屑空间，切削刃锋利，散热性能好，抗力低有显著的稳定效果。该刀具结构参数为2刃、3刃和4刃，刀具的前角、后角与同类刀具基本相似。4.3.5 粗加工硬度HRC48和52的淬硬钢，它对刀具切削性能的要求极高。若是在使用时出现问题，建议减小径向深度，减短刀具切削长度。（一般VC=100m/min,fz=0.025mm/齿，刀具寿命85 min）该刀具齿数是以直径大小来确定的，直径5mm以下为3刃，6mm以上为4刃，螺旋角（）=50，前角（0）选择当硬度小于HRC40以下时，一般的取正值，工件硬度越高去正值越小，甚至取负值，第一后角（o）= 9，纵向前角（P）=1330。 用于精铣的立铣刀带有过中心刃的2齿和4齿，螺旋角（）=30，前角（0）=- 33，第一后角（o）= 9，纵向前角（P）=130，径芯厚（TW）=5075%，.如果该铣刀无参加中心切削，其齿数根据直径大小来确定，其中直径从620mm，固定为6齿，螺旋角（）=,60，前角（0）=-412，第一后角（o）= 9，纵向前角（P）=1330,工作后角（oe）= 7径芯厚（TW）=6675%。另外，若是精铣HRC62淬硬钢时要获得最佳表面，应以很小e进行加工时，可选用密齿型立铣刀，直径56mm为6齿，8为8齿，10为10齿，12为12齿，14为14齿，1620mm为16齿，其齿间距最小为2.62mm，最大为3.93mm，一般为3.14 mm.选用螺旋角（）=30，前角（0）=-830，第一后角（o）=-830，,纵向前角（P）=130，工作后角（oe）= 7，为增加刀具刚性，径芯厚（TW）75%，即能获得更高生产效率又可加工出更高的表面质量。4.3.6 铣削铝合金和铜制品用的立铣刀铝合金、铜合金是容易切削材料，相对加工系数K料V3.0，适用于选择很高的切削速度。但最常遇到的问题是排屑不畅，切屑易堵塞粘刀造成打刀，影响加工表面质量。（1）粗加工时首选刀具带有波刃的三刃立铣刀，减小切削力，提高排屑能力。螺旋角（）=4050，前角（0）=1215，第一后角（o）=1520，径芯厚（TW）50%。（2） 精铣时，可用二刃立铣刀，螺旋角（）=2530，前角（0）=1215,第一后角（o）=1520，径芯厚（TW）45%。刃口应锋利，切削刃尖端转角为尖角型。4.3.7 仿形切削用的立铣刀 这里讲的仿形切削是指刀具带有R的球头立铣刀和铣削工件圆弧截面的圆角型立铣刀。4.3.7.1 用球头立铣刀铣削HRC48的钢、不锈钢、铸铁、高温合金、钛合金材料。宜采用大的容屑空间和良好稳定性。（包括精铣）均应用于双切削刃刀具。螺旋角（）30，前角（0）=912，纵向前角（P）=13，径芯厚（TW）=5665%。双刃铣刀后角（o）的选择是随着刀具直径变化而变化直径后角参数（o）13204814918122010在半精加工和普通铣削时使用4个切削刃铣刀，以获得最佳生产率，切削速率不变，进给量可为2刃的1.5倍，螺旋角、前角参数与双相同，切削刃，纵向前角（P）=13。直径后角参数（o）13204814918122010在铣削硬度HRC43和52的淬硬钢和高硬度材料时，首选双刃球头立铣刀，若半精加工或精加工，宜采用4刃球头立铣刀，能获得更高的生产效率。两种切削刃的球头立铣刀，其螺旋角均为30，纵向前角（P）=130，径芯厚（TW）=5075%。二刃球头立铣刀前角（P）均为03。直径后角参数（o）13192048131510161113四刃球头立铣刀后角（o）68=141016=124.3.7.2 对用于铝材的仿形铣削。该刀具主要特点，双切削刃容屑空间极大，径芯厚（TW）45%，大的前角（0）=1215。球头立铣刀后角（o）参数直径后角参数（o）3192148131510161113对于铣削高硅合金材料，使用涂层球头立铣刀，将获得更高的生产效率。另外，在高速仿形精铣时，可采用螺旋角为0度得双切削刃球头立铣刀，其效果会更好些。4.4、 铣削用量的选择关于焊接式硬质合金螺旋立铣刀、整体硬质合金立铣刀切削用量的选择见推荐参考表表4.4-1至4.4-10所示。表4.4-1 硬质合金立铣刀加工平面和台阶时的进给量表立铣刀类型铣刀直径D（毫米）铣 削 深 度 （mm）135812每 齿 进 给 量 f 齿（毫米 / 齿）整体硬质合金立铣刀10120.030.0214160.060.040.040.0318220.080.050.060.040.040.03焊片硬质合金螺旋立铣刀20250.120.070.100.050.100.050.080.0530400.180.100.120.080.100.060.100.0650600.200.100.160.100.120.080.120.06注：1.在功率较大的机床上，装夹系统刚性较好的情况下进给量取大值；在功率中等的机床上进给量取小值。2.用立铣刀铣沟槽时，表列进给量应适当减小。表4.4-2 焊片式硬质合金立铣刀铣削侧面参数表被加工材料碳钢、合金钢合金钢、工具钢淬火钢铸铁、铝合金硬度30HRC以下30 40HRC40 45HRC切削速度(mm/min)30 7030 5020 3030 70刀具直径(mm)转数min-1进给速度(mm/min)转数min-1进给速度(mm/min)转数min-1进给速度(mm/min)转数min-1进给速度(mm/min)101.6001601.300130800501.600320121.3501.0606601.350161.0008005001.000208006404008002564012551010032035640250305304202605303545036023045040400320200400220453501102809018035020050320250160320180推荐材质P20 P25P20 P25P20 P25K10注：侧面铣削p = 1.5D（柱铣时则为工件被切削部分宽度），e = 0.1 D（D：刃部直径）柱铣时则为切削深度。表4.4-3 焊片式硬质合金立铣刀铣削槽参数表p = 1D以下（带有过中心刃）被加工材料碳钢、合金钢合金钢、工具钢淬火钢铸铁、铝合金硬度30HRC以下30 40HRC40 45HRC切削速度(mm/min)30 5020 4010 2030 70刀具直径(mm)转数min-1进给速度(mm/min)转数min-1进给速度(mm/min)转数min-1进给速度(mm/min)转数min-1进给速度(mm/min)101.3008096060480201.600190121.0608004001.350168006003001.00020640480240800255106038045190106403042032016053035360270135450403202401204001304528055210401053501205025019095320110推荐材质P20 P25P20 P25P20 P25K10表4.4-4 通用整体硬质合金立铣刀侧面铣削参数表p = 1.5D，e = 0.2D（D：刃部直径）被加工材料碳钢、合金钢合金钢、工具钢淬火钢铸铁、铝合金硬度30HRC以下30 40HRC40 45HRC切削速度(mm/min)25 4510 3010 2035 55刀具直径(mm)转数min-1进给速度(mm/min)转数min-1进给速度(mm/min)转数min-1进给速度(mm/min)转数min-1进给速度(mm/min)111.000907.200555.6004014.00013025.6003.6002.8007.20033.700802.400501.800354.80012042.8001.8001.4003.60052.200901.450551.100402.90013061.9001.2009302.40081.400100900607001.800160101.1007205601.400129306004601.2001801670045035090020560110360702804572016025450290220570303702406019040480140表4.4-5 通用整体硬质合金立铣刀铣槽参数表p = 0.5D以下，（p = 0.25以下不足3）被加工材料碳钢、合金钢合金钢、工具钢淬火钢铸铁、铝合金硬度30HRC以下30 40HRC40 45HRC切削速度(mm/min)25 4510 3010 2035 55刀具直径(mm)转数min-1进给速度(mm/min)转数min-1进给速度(mm/min)转数min-1进给速度(mm/min)转数min-1进给速度(mm/min)19.600706.400254.8002011.0008024.8003.2002.4005.60033.2002.1001.6003.70042.4001.6001.2002.80051.900801.25030950252.2009061.6001.0508001.90081.2008006001.400109606404801.100128005304009301660040030070020480903209024035560100253802501904503032080210801603037090表4.4-6 整体硬质合金立铣刀铣削有色金属材料参数表侧面铣削（D：刃部直径）被加工材料纯铝高硅铝合金硅镁铝合金硅镁锌铝合金铜合金切削速度(mm/min)250 30030 5075 125250 30030 60刀具直径(mm)转数min-1进给速度(mm/min)转数min-1进给速度(mm/min)转数min-1进给速度(mm/min)转数min-1进给速度(mm/min)转数min-1进给速度(mm/min)147.8008008.00020019.10038040.00015014.300150243.8007806.40017015.90040035.8007.200329.2004.20010.60023.8004.800421.9001.0003.2002308.00055017.9003.600517.5002.5006.40014.3002.900614.6002.1005.30011.9001702.400170811.0001.6002604.0006508.9001.800108.8001.2001.3003.2007.1001.400127.3001.0502802.7007506.0001.200165.5008.002.0004.500900切深量p = 1.5 D以下，t = 0.2 D以下p = 1.5 D以下，e = 0.1 D以下表4.4-7 整体硬质合金立铣刀铣削有色金属材料参数表铣槽被加工材料纯铝高硅铝合金硅镁铝合金硅镁锌铝合金铜合金切削速度(mm/min)250 30030 5075 125250 30030 60刀具直径(mm)转数min-1进给速度(mm/min)转数min-1进给速度(mm/min)转数min-1进给速度(mm/min)转数min-1进给速度(mm/min)转数min-1进给速度(mm/min)147.8005608.00014019.10028040.00028014.300110243.8006006.40015.90035.8007.200100329.2004.20010.60024.0004.800421.9007503.2001908.00040017.9003903.600517.5002.5006.40014.3002.900110614.6002.1005.30011.9002.400120811.0001.6002104.0004609.0004601.800108.8009001.3003.2007.2001.400127.3001.1002.7005306.0005301.200165.5008002.0004.500900切深量p = 1.0 D以下p = 0.5 D以下表4.4-8 整体硬质合金大螺旋立铣刀铣削参数表侧面铣削，p = 1.5D，e = 0.3D（D：刃部直径）被加工材料碳钢、合金钢碳钢、不锈钢淬火钢、自硬钢耐热钢、钛合金硬度250HB以下40HRC以下40 45HRC切削速度(mm/min)20 4015 3520 3010 30刀具直径(mm)转数min-1进给速度(mm/min)转数min-1进给速度(mm/min)转数min-1进给速度(mm/min)转数min-1进给速度(mm/min)19.5001007.900707.200506.4004024.8003.9003.6003.20033.400803.000502.300402.0003042.500902.000601.7001.50051.9001201.600701.400501.2504061.7001.400801.10010004581.2001.00090060800101.0009009070065012900750600530166005004003602050045035030025400140350100280702505530300130300902306020045注：为60大螺旋角铣刀，不推荐铣槽。使用3刃立铣刀时，将进给速度提高1.2倍（转数不变）使用4刃立铣刀时，将进给速度提高1.5倍（转数不变）使用4刃长刃型立铣刀时，将转数、进给速度降低标准刃型的50%以下。表4.4-9 整体硬质合金球头立铣刀铣削参数表（1）粗铣，p=0.3D，Pf=0.7D（R1以下为p=0.2D，Pf=0.6D）被加工材料碳钢、合金钢合金钢、自硬钢淬火钢铸铁硬度30HRC以下30 40HRC40 45HRC切削速度(mm/min)20 6020 4015 2520 60刀具直径(mm)转数min-1进给速度(mm/min)转数min-1进给速度(mm/min)转数min-1进给速度(mm/min)转数min-1进给速度(mm/min)1（R0.5）12.500609.600506.4004012.5001002（R1.0）6.300804.800653.2006.3001203（R1.5）4.200953.200752.100454.2001404（R2.0）3.1002.4001.6003.1005（R2.5）2.5001.9001.2502.5006（R3.0）2.1001201.600801.050502.1001808（R4.0）1.5501.2008001.55010（R5.0）1.2509606401.25012（R6.0）1.0508005301.05016（R8.0）78060040078020（R10.0）62048032062025（R12.5）49038025049030（R15.0）4203207521045420注：本表是使用双刃标准刃和短刃球头立铣刀时的切削参数。使用颈部长型立铣刀时，将转数、进给速度降低至上表的55%以下。使用4刃立铣刀时，将进给速度提高至1.5倍，转数不变。表4.4-10：整体硬质合金球头立铣刀铣削参数表（2）精铣，p = 0.1D以下，Pf = 0.1D（D：刃部直径）被加工材料碳钢、合金钢合金钢、自硬钢淬火钢铸铁硬度30HRC以下30 40HRC40 45HRC切削速度(mm/min)60 10050 7035 4560 100刀具直径(mm)转数min-1进给速度(mm/min)转数min-1进给速度(mm/min)转数min-1进给速度(mm/min)转数min-1进给速度(mm/min)125.00024019.00020012.50016025.000400212.7003209.5002606.30012.70048038.5003806.4003004.2001808.50056046.4004.8003.1006.40055.1003.8002.5005.10064.2004803.2003202.1002004.20072083.2002.4001.5503.200102.5501.9001.2502.550122.1001.6001.0502.100161.6001.2007801.600201.3009606201.300251.0007604901.000308506403004201808505604.5、 立铣刀常见问题及解决方法4.5.1排除立铣刀加工故障的措施内容故障发生状况措施刀具折断（使用整体小直径和钎焊小直径立铣刀时）切入工件时刀具拔出时1、减小进给量。2、减小悬伸量。3、把切削刃长缩短到必要长度的最小限度。正常加工时1、减小进给量。2、磨损量控制 尽早更换刀具。3、更换夹具或弹簧夹头。4、减小刀具悬伸量。5、对刀具进行钝化处理。6、如果使用的4刃立铣刀，换成3刃或2刃铣削刀（防止堵屑）7、将干式铣削换成湿式（使用切削液）。湿式铣削供液方向从前方供给时换成从斜后方或横向上方供液，冷却液流量应足够。进给方向变更时1、利用圆弧插补（NC机床），或者暂时停止（暂停）。2、降低（减少）方向转换前后的进给量。3、更换夹具或弹簧夹头。崩刃刀尖部分崩刃1、用手动修磨在转角部倒角。2、将顺铣改为逆铣。切深界面部分崩损1、将顺铣改为逆铣。2、降低铣削速度。崩刃分布在中央部分或者遍布整个切削刃1、进行钝化倒棱或者加大倒棱。2、改变主轴转数（机床有振动时）。3、提高铣削速度。4、铣削中有摩擦声时，加大进给量。5、如果采用的干式铣削，换成湿式或者用空气冷却。6、更换夹具或弹簧夹头。7、降低切削速度。切削刃大崩刃1、减小进给量。2、如果使用的4刃立铣刀，换成3刃或2刃立铣刀。3、进行钝化倒棱或者加大倒棱。4、更换夹具或弹簧夹头。【使用整体立铣刀时】1、降低铣削速度。2、如果采用的干式铣削，换成湿式铣削。湿式铣削的供液方向是从前方供给时，换成从斜后方或横向上方供液，冷却液流量应足够。【使用钎焊立铣刀时】1、如果采用的湿式铣削，换成干式，使用压缩空气。当供气是从前方供给时，换成从斜后方或横向上方供液，冷却液流量应足够。2、在钢材铣槽中，以标准切削条件为目标值选择适当的铣削速度。（在低铣削速度侧产生低速性破损，压着物分离损伤）（在高铣削速度侧铣深槽中，会产生堵屑、热龟裂）刀具早期磨损1、降低铣削速度。2、将逆铣改为顺铣。3、加大进给量。4、采用湿式或者压缩空气冷却铣削。5、如果使用的再研磨立铣刀，应提高铲背面的粗糙度。已加工面不良表面光洁，但凹凸大1、降低进给量。2、如果使用的2刃，改成4刃。切削短细，但有粘屑1、提高铣削速度。2、采用湿式或者压缩空气（加大流量）。3、进行微小倒圆钝化处理。4、将逆铣改为顺铣。5、加大进给量或者切削余量。有横向切痕1、进行微小倒圆钝化处理。2、采用非水溶性切削液。3、将顺铣改为逆铣。残留有过度切削痕1、减小切削余量。2、提高铣削速度。3、减小进给量。形状精度不良精加工尺寸偏小1、将逆铣改为顺铣。2、减小切削余量。3、更换卡盘或者弹簧夹头。4、减小立铣刀悬伸量。5、提高铣削速度。直角度不良1、减小切削余量。2、更换卡盘或者弹簧夹头。3、减小立铣刀悬伸量。4、提高铣削速度。5、如果使用的2刃，换成4刃。6、减小进给量。7、检查磨损量，更换刀具。产生振动1、加大进给量（0.04mm/齿以上时减小）。2、更换铣削速度。3、更换卡盘或者弹簧夹头。4、减小立铣刀悬伸量。5、粗铣用2刃，精铣用4刃。6、将顺铣改为逆铣。4.6、硬质合金立铣刀的修磨方法硬质合金立铣刀在切削过程中，经常发生由后刀面磨损和月牙洼磨损等原因损伤切削刃，应尽早进行再刃磨。否则，当刀具磨损非常显著后，不仅再刃磨量大，而且再刃磨后的刀具寿命也要降低。在一般情况下，主要修磨立铣刀齿背后刀面、前刀面、端面切削刃和端面的后刀面等部位。其再刃磨的方法是：一定要使用金刚石砂轮，粗磨时280#，精磨时400#，浓度75%以上。齿前后角为1810，小直径要稍大些。另外，用于铣削铝合金的立铣刀，其角度还要大一些。（可参照原实物刀具角度设定）球头立铣刀的再研磨，只修磨后刀面，半径减小。再修磨后的刀刃必须进行钝化处理。再修磨后的刀具，应在V型台上检测外圆切削刃（及底刃）的跳动，如果其跳动在0.01mm以内就是合格的。以简图形式注明再修磨方法及各部位。磨前面（刃内面）磨齿背后面磨端面切削刃磨底刃后面第五章 硬质合金钻削刀具的应用硬质合金钻削刀具结构已发展有焊合金片式、钢柄焊接整体合金工作刃式、整体硬质合金及涂层硬质合金钻头（钻头并有内冷却孔），装夹可转位刀片式钻头，还有深孔钻、枪钻帽式钻头（头部换刀片）等等。各种钻头均按ISO标准P、M、K分类合理优化配置刀具材料。获得具有非常显著的使用效果。5.1、 钻头结构简图形式钻头的各部分名称、形状和切削特征钻头各部分名称具有代表性的几种主后刀面形式形状 （圆锥型） （双平面型） （烛台型）特征后刀面呈圆锥面，越向钻头中心处，后角越大。应用范围较广，软材料及高硬度材料均可加工。后刀面为双平面的钻头，磨削方便，且切入性能良好。小直径钻头常用。双重顶角的钻头，具有良好的定心性，钻通孔时毛刺较少。是加工薄板的首选钻头5.2、 硬质合金钻头几何参数的选择1）钻头前角0。主切削刃上各点的前角是变化的，在钻头最外缘最大，自外缘向中心逐渐减小，到1/3直径处前角为0，再往中心前角为负值（接近横刃处前角约为-30，横刃上的前角约为-54 -60）。前角大小与螺旋角有关（横刃除外），螺旋角越大，前角越大，反之越小。前角大小决定着切屑变形程度。2）螺旋角。螺旋角是钻头轴线与螺旋方向所形成的夹角。螺旋角的大小，直接影响前角的大小，它的作用是容屑、排除切屑和施加切削液等。螺旋角大，则切削阻力小，但螺旋角过大会影响钻头的刚性，所以螺旋角一般取18 32左右。日本钻头螺旋角标准规定为30，在DIN标准中规定螺旋角参数，即标准螺旋角（= 21 37）适于钻削钢和铸铁；低螺旋角（= 15 17）适于钻削硬材料和和脆性材料，例如黄铜、镁合金等；大螺旋角（= 30 40）适于钻削软材料、易粘附刀刃之材料，例如铝、铝合金等。同时，DIN标准还规定钻头直径大小其有所区别，直径小钻头其也相应小些，目的是保护钻体的刚度。例如：0.2 0.4， = 18 22；0.4 1.00，= 20 24；1.0 2.5，= 23 27。但从当前发展趋向看取大值。3）钻头锋角2。锋角的大小影响前角、切削厚度、切削宽度、切屑流出的方向、光洁度和孔的扩张量；锋角加大，前角也增大；锋角减小，则切削厚度减薄、切削宽度增大；锋角大，定心差，影响扩孔量增大。因此，合理选择锋角是很重要的。目前一般出厂钻头，2 = 1182，但一般常用2 = 100 140，对软的材料取小些，反之取大些。4）钻头后角o。钻头切削刃上每一点的后角是不相等的，与前角相反，在外缘处小，接近中心大。在切削过程中，后角的大小，对工件与刀具后面发生摩擦影响很大，后角越大，摩擦越小，但刃口强度减弱。因此，应根据不同材料和切削要求来选择。目前一般麻花钻外缘处的后角按钻头直径大小分为：直径小于15毫米，o = 10 14；直径 = 15 30毫米，o = 9 12；直径大于30毫米，o = 8 11。5）横刃斜角。横刃与主切削刃在垂直于钻头轴线的端面投影图中所夹的锐角。当刃磨的后角大时，横刃斜角减小，横刃变长，钻削时轴向力增大。一般横刃斜角 = 50 55。6）钻心厚度dc。钻头的中心厚度称钻心厚度。主要为保持钻头有足够的强度和定心作用。钻心厚度过大，虽然强度增加，但容屑空间减小，横刃变长，切削时轴向力也增加。为了兼顾两者关系，往往把钻心制成锥形，由切削部分逐渐向柄部方向增厚。一般钻心约为dc = 0.125d0，由切削刃口向柄部逐渐增厚到约dc = 0.2d。7）钻头直径倒锥0.04-0.07/1008）钻削难加工材料钻头的刀尖形式表5.2-1 切削用量推荐值被加工材料切削速度Vc（m/min）进给量f（mm/rev）高硬度钢HRC40 50812180.020.050.10高硬度钢HRC50 603790.010.040.06高锰钢810120.030.070.10耐热钢、镍铬铁耐热合金1015200.020.050.08冷硬铸铁810120.020.050.08注：转数（min-1）= 切削速度10003.14刀具直径工作台进给量（mm/min）= 转数每转进给量5.3、 钻头刃口钝化技术参数硬质合金刀具（刀片）经刃磨后的切削刃（刃口）都会有程度不同地存在着微观缺口，它直接影响刀具刃口强度、切削加工的稳定性、工件表面光洁度和刀具寿命。而经过刃口钝化后的刀具能有效提高刃口强度，提高刀具寿命和切削过程的稳定性。刀具有一个好的刃口形式和刃口钝化质量是又快又好进行切削加工的前提。因此，钝化刀具刃口值得大力推广使用。刀具刃口钝化方法：一是手工研磨，利用金刚石油石和含有金刚石细磨料尼龙刷进研磨刃口；其次机械研磨法，利用工具磨床或者专门钝化机对刀具刃口进行钝化处理，将刀具刃口上毛刺去掉，锐边倒钝为光滑均匀的圆弧，达到去毛刺、刃口钝化和表面精整的目的。这些方法均适合各种硬质合金刀具刃口处理之作用。由于钻头结构及被加工件材料不同，其刃口钝化的宽度不同，各钝化部位形态见简图和各参数表。用于钻削钢件之钻头R部分倒大圆弧。 用于铸铁、铝的钻头R部分不倒圆弧。（刀刃保留原样） 切削刃的钝化倒棱。表5.3-1 钻钢用钻头R部分倒大圆弧参数值直径 材料 66 1212 20软钢 25 25 25H0.08 0.120.01 0.150.15 0.20硬钢 25 25 25H0.05 0.100.08 0.120.10 0.15表5.3-2 钻铸铁、铝合金钻头R部分不倒圆弧参数值钻头直径工件材料 6.0以下6.1 8.0以上8.1 10以上10.1 16以下普通铸铁 10 10 10 10H0.03 0.050.04 0.060.05 0.070.06 0.08球墨铸铁 25 25 25 25H0.05 0.070.06 0.090.08 0.110.10 0.12铝 合 金不钝化倒棱H不钝化倒棱注：= 角度，H = 钝化倒棱宽度表5.3-3 推荐倒棱宽度和角度被加工材料倒棱宽度H（mm）12 1818.5 26软钢0.15 0.20.2 0.3普通结构钢0.25 0.350.3 0.4碳钢0.1 0.150.15 0.25合金钢不锈钢0.1 0.150.15 0.2普通铸铁0.03 0.050.05 0.15.4、 整体硬质合金麻花钻切削用量推荐值切削用量的确定与被加工材料及其性能、几何参数、工件孔精度要求、钻头直径大小、机床工艺系统等因素有关。通常情况下，最佳切削用量选择见附表所示。（涂层合金钻头带内冷却钻头其切削速度将提高至30%）表5.4-1 整体硬质合金麻花钻切削用量推荐值被加工材料抗拉强度 / 硬度切削速度V（m / min）进 给 量 f（mm / rev）钻 头 直 径冷却液358121620碳素钢500 N/mm240900.020.060.080.120.180.20乳化液600 N/mm24080600 N/mm23070合金钢和铸钢700 N/mm230600.020.050.070.100.140.17乳化液900 N/mm23050900 N/mm22540可锻铸铁50700.040.060.100.150.200.25干态乳化液普通铸铁180 HB601000.040.080.120.150.200.25干态乳化液200 HB5080220 HB4565球墨铸铁220 HB50650.030.070.100.120.180.20乳化液220 HB3050铝及铸铝含10%Si以上铝合金701300.050.100.120.16