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Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 钻 头 技 术钻 头 技 术 Drill TechnologyDrill Technology 柯亚仕 博士 Dr Yashi Ke 阿诺 刀具技术 系列讲义之三 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 钻头技术钻头技术 概论 HSS麻花钻 硬质合金钻头 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 钻削加工特点钻削加工特点 钻削加工是金属切削加工中最难的工序之一 原因是 孔加工是成形加工 钻头的设计直接影响孔径精度 刀刃在孔中 冷却困难 切屑在孔内 排屑困难 断屑十分重要 否则会影响排屑 折断刀具 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 不同刀具所能达到的孔精度不同刀具所能达到的孔精度 刀具种类刀具种类H12H11H10H9H8H7H6H5 HSSHSSXX HSS扩孔钻HSS扩孔钻 XX 焊接式硬质合金钻焊接式硬质合金钻XX 整体硬质合金钻整体硬质合金钻XXX 整体硬质合金直槽钻整体硬质合金直槽钻XX 整体硬质合金三刃钻整体硬质合金三刃钻XX 枪钻枪钻XXX 绞刀绞刀XXX PCD扩孔钻PCD扩孔钻 XX PCD绞刀PCD绞刀 XX Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 钻 头 种 类钻 头 种 类 按材料分类 高速钢钻头 焊接式硬质合金钻头 整体硬质合金钻头 超硬钻头 按构造分类 刃数 二刃钻 三刃钻 多刃钻 钻尖 S型 X型 波型 硬质合金 阶梯 单级钻 阶梯钻 成形钻 共槽 单槽钻 多槽钻 螺旋角 螺旋槽 直槽 钻铰刀 抛光钻 棱边 单棱边 双棱边 冷却 内冷钻 非内冷钻 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 不同加工方法所能达到的孔精度不同加工方法所能达到的孔精度 加工方法孔径精度表面粗糙度Ra加工方法孔径精度表面粗糙度Ra HSS钻 IT11 1312 5 HSS钻 扩 IT10 123 2 6 3 HM麻花钻 IT7 93 2 HSS钻 铰 IT8 111 6 3 2 HM直槽钻 钻铰刀 IT7 8 1 6 HSS钻 扩 铰 IT6 80 8 3 2 HSS钻 扩 粗铰 精铰IT6 8 0 8 1 6 枪钻 单刃 IT6 80 1 0 8 挤光IT5 60 025 0 4 滚压IT6 80 05 0 4 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 金属切削的基本原理金属切削的基本原理 后角 前角 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 钻削中的力与运动钻削中的力与运动 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 钻孔中的断屑钻孔中的断屑 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 钻头技术钻头技术 概论 HSS麻花钻 硬质合金钻头 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 麻花钻的历史麻花钻的历史 1822 历史上首次阐述上述形式的麻花钻 至今在外形上变化不大 1864 Morse 莫氏 在美国成立第一家批量生产麻花钻的公司并向 全球出口麻花钻 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 DIN 1412标准的麻花钻DIN 1412标准的麻花钻 工作部分 柄部 切削部分 颈部 切削长度 螺旋槽长度 总长度 柄长 圆柱柄 扁尾 冷却孔 锥柄 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 麻花钻的概念麻花钻的概念 1 螺旋角 1 螺旋角 大小根据类型 N W H 从10 40 2 棱边 2 棱边 孔中起导向作用 倒锥度 0 02 0 08 100 mm 起减少摩擦作用 3 背部 3 背部 背部上有棱边 2 和背面 9 4 排屑槽 4 排屑槽 切屑从孔中经排屑槽排出 5 刃尖 5 刃尖 连接棱边 2 与主切削刃 6 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 麻花钻的概念麻花钻的概念 6 主切削刃 6 主切削刃 它们形成顶角 7 主后面 7 主后面 位于端面并往后磨落 形成后角 8 横刃 8 横刃 连接主切削刃 因前角为负 切削时发生挤压 产生 约50 的总轴向力 9 背面 10 排屑槽 9 背面 10 排屑槽 把切屑从孔中排出 其形状使顶角为118 时主切削刃 为直线 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 麻花钻的角度麻花钻的角度 Alpha 后角 Beta 锲角 Gamma 前角 Sigma 顶角 Psi 横刃角 Alpha 后角 Beta 锲角 Gamma 前角 Sigma 顶角 Psi 横刃角 最佳的横刃角在52 58 之间最佳的横刃角在52 58 之间 上述角度根据加工材料而定上述角度根据加工材料而定 90 90 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 钻头技术要点钻头技术要点 精度 直径 同轴度 柄部精度 槽型 螺旋角 倒锥 棱边 顶角 钻尖 修横刃 刃口处理 涂层 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 钻头类型 N W H钻头类型 N W H N W H 1 N型1 N型 螺旋角 20 30 顶角 118 用于加工至1200 N mm 的钢材 铸铁和铁合金 2 W型2 W型 螺旋角 30 40 顶角 130 140 用于加工软的长切屑的材料 如铝 铝合金 Al Mg合金及铜 3 H型3 H型 螺旋角 10 15 顶角 118 用于加工硬而脆的材料 如Mg合金 Cu Zn合金及 塑料 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 麻花钻顶角与主切削刃形状麻花钻顶角与主切削刃形状 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 顶角顶角 顶角增大 强度好 硬的材料 切削力分布好 顶角减小 强度弱 加工软材料 切削力分布差 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 Flute Form 常规刚性好抛物线 W 0 10D 0 20DW 0 20D 0 30DW 0 30D 0 45D 芯厚 钻头排削槽形状比较钻头排削槽形状比较 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 标准麻花钻与深孔钻的排削槽形状比较标准麻花钻与深孔钻的排削槽形状比较 标准麻花钻 深孔钻 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 深孔加工中不同钻头的扭矩比较深孔加工中不同钻头的扭矩比较 深孔钻 抛物线钻头 普通麻花钻 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 排屑槽与孔加工刀具排屑槽与孔加工刀具 在强度足够的前提下 排屑槽尽可能大 刀具越精密 切削余量越小 排屑槽数可越多 钻头 2 3 槽 扩孔钻 3 槽 铰刀 4 6槽 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 DIN 1412 标准的修磨类型DIN 1412 标准的修磨类型 横刃 k 处前角是绝对值很大的负值 横刃处没有切削而只发生严重挤压 不利的切削条件通过缩短横刃长度 即修磨 横刃 来改善 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 ThrustThrust ThrustThrust The Effect of RThe Effect of R ThinningThinning Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 类型 A 类型 A 修 磨 横 刃修 磨 横 刃 通过修磨横刃达到 改善钻削时的定心精度 减小30 左右的轴向力 改善切削条件 修磨后的横刃长度约为 0 1 x D 类型A用于软而韧的钢材 轻金属及塑料 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 类型 B 类型 B 修磨横刃 修正主切削刃修磨横刃 修正主切削刃 主切削刃修正成 3 到 15 直到钻心前角不变 前角可修磨成适合不同材料 可替代类型 H 用于高强度的材料 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 类型 C 类型 C 磨 成 交 叉 型磨 成 交 叉 型 横刃磨至 0 1 0 5 mm由两条中心刃替代 第二后面角为 35 45 轴向力减少约 60 应用于一般和较高强度的钢材 大钻心 的钻头 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 加工铸铁时刃尖磨损很大 刃尖被磨成70 并修磨钻心 通过修磨改善了刃尖的切削条件 用于灰铸铁 铸铁 GTW GTS GGG 类型 D 类型 D 用于铸铁的双重顶角用于铸铁的双重顶角 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 类型 E 类型 E 磨 成 中 心 尖磨 成 中 心 尖 带中心尖并修磨钻心 修正主切削刃使镰刀型刀刃磨成直线 非常精确的定心 切削穿透时产生一圆片 用于薄壁的工件 铁皮 和软的材料如铜和 木料 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 钻头技术钻头技术 概论 HSS麻花钻 硬质合金钻头 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 整体硬质合金钻的应用条件整体硬质合金钻的应用条件 功率大 刚性好的机床 回转精度高 轴向跳动小的机床 刀具夹紧后的总回转误差最大为0 02mm 最好使用液压夹头 带内冷却道的钻头需要高的油泵压力 高的进给量和转速 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 硬质合金钻头种类 焊接硬质合金钻头 可换硬质合金钻头整体硬质合金直槽钻 整体硬质合金麻花钻 整体硬质合金三刃麻花钻 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 可调式硬质合金刀片浅孔钻可调式硬质合金刀片浅孔钻 调节x值即可改变孔径 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 可换式硬质合金组合钻可换式硬质合金组合钻 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 高速钢钻与硬质合金钻的比较高速钢钻与硬质合金钻的比较 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 典型的硬质合金阶梯钻典型的硬质合金阶梯钻 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 硬质合金钻的S型横刃硬质合金钻的S型横刃 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 硬质合金钻的X型横刃及倒刃硬质合金钻的X型横刃及倒刃 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 硬质合金钻的波刃钻型硬质合金钻的波刃钻型 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 硬质合金直槽钻的横刃修法硬质合金直槽钻的横刃修法 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 硬质合金钻头刃尖钝化处理 超细晶粒硬质合金 刃尖钝化了的刀刃 细晶粒硬质合金 刃尖钝化了的刀刃 细晶粒硬质合金 切削重要工件材料所需的刃尖钝化量 优质钢 0 08 0 2 mm 高强度钢 0 05 0 1 mm 碳素钢 0 05 0 1 mm 铸铁 0 03 0 05 mm 切削锲体 铁屑 切削开裂线 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 直线度的比较直线度的比较 普通HSS 涂层麻花钻 整体 硬质合金钻 整体硬质 合金直槽钻 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 硬质合金双棱边钻硬质合金双棱边钻 双棱边 1 直线度好 2 表面光洁度好 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 钻孔问题及解决方法钻孔问题及解决方法 1 23456789解决方法解决方法 降低刀尖总跳动 增加倒锥 降低刃高差 提高刀具对称度 改善切削刃型 改善刃口处理 增加顶角 降低刀具长度 选用涂层 提高内冷压力 降低切削速度 提高切削速度 降低进给 提高进给 问题编号 问题描述问题编号 问题描述 1 孔径超差 2 喇叭孔 3 孔圆度不好 4 孔表面质量差 5 孔出口有毛刺 6 崩刃 7 钻背堵屑 8 钻头折断 9 堵屑 Dr Yashi Ke Drill Technology Version 2010 钻头的失效形式钻头的失效形式 1 原因 1 切削速度太慢 2 倒刃太宽 3 刃口未涂层 原因 1 刚性不好 夹持不紧 2 跳动太大 3 断续切削 原因 1 切削速度太快 2 进给太小 3 后角太小 原因 1刚性不好 夹持不紧 2 断续切削 3 过度磨损 4 错误刀具 积屑瘤刀尖崩口后刀面磨损主刃崩口 Dr Yashi Ke Drill Technology V