请问壁厚为20MM球墨铸铁材质轴类部件，其温度在300摄氏度时，其能膨胀多少道？
kuaidi.ping-jia.net 作者：佚名 更新日期：2024-06-27
￠20.2的直柄麻花钻头芯厚是多少，叶子宽度是多少
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1.高速钢孔加工刀具 7.CZD_qRBU
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高速钢孔加工刀具仍是孔加工刀具中的主要部分。据原民主德国85年的统计资料，高速钢钻镗削刀具的产值占所有钻镗削刀具产值的79.8%，而硬质合金钻镗削刀具占20%，陶瓷刀具和超硬材料刀具各占0.1%。 pzjS@whk|P
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图2日本高速钢刀具产值图示 ,J[;y1Zg[
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1.1高速钢麻花钻 8cL C3Fp
高速钢麻花钻至今仍是金属切削刀具中使用量最大的刀具之一。例如，在德国机械加工中每年约消耗5000万支麻花钻，这些麻花钻的直径绝大部分为φ6～14mm。而我国的高速钢麻花钻年产量已达到3亿支，年产值约占刀具产品年总产值的36%。 ]5 \H'_
高速钢麻花钻在生产中已应用了几十年，其基本形状没有改变。麻花钻在钻削过程中存在的问题是：主切削刃上各点处前角值相差十分悬殊；横刃长，轴向力大；钻头各处切削速度不同；刃带后角为零与孔壁产生摩擦，加快磨损等。为此，必须针对这些问题改进，但彻底消除是困难的。从目前情况看，主要改进有： b6;k,
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1.1.1加大螺旋角 ]tI9+
为了能适应被切削材料的特性和高效率生产线的节拍，一些新设计的麻花钻选用较高的切削速度(40～50m/min)。加大螺旋角的抛物线型麻花钻(美国Bendix称为抛物线钻，英国Dormer称为螺杆式钻头，德国Guehring称为GT钻，我国上海工具厂、江西量具刃具厂等也称为抛物线钻)正是适应了这样的需要。其主要特性是： (uFqj4[m
(1)大螺旋角(通常为35～45°)及大顶角，从而增大了钻头前角，使其切削锋利； ~=w)i|G;
(2)大容屑空间，使其出屑流畅； $t853[m@5
(3)较大的钻头芯厚，使其刚性增强； &>DW3Y77
(4)采用“十”字刃磨法或“S”型刃磨法修磨横刃，使其横刃缩短，定心及钻芯处前角得到改善，切削轻快，轴向力小，可一次进刀加工出相当深度的孔，提高了工作效率，它比传统钻头具有显著的优越性。 |/Z?0L/qi
Guehring的GT钻分为GT50、GT100两种，其中GT50用于钻削能形成长切屑的软材料，如铝、铝合金、锌、铜、木材等；而GT100则用于钻削硬度在31HRC以下的钢材及铸铁。 . bC0Yc#/
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1.1.2改善横刃工作条件 uv] o6hi2
由于麻花钻横刃处轴向力很大，改善横刃工作条件受到各方面的普遍重视。改善的方法主要有两种： & )&@QI%
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• 重视改进刃磨法 -qt6^<.G3
钻尖刃磨类型主要有六种即普通刃磨法、螺旋刃磨法、综合刃磨法、三重面刃磨法、十字刃磨法和圆弧刃磨法。实验证明：螺旋刃磨法位置精度好，十字刃磨适用于较深孔加工，圆弧法易定心。最有发展前途的是十字和圆弧刃磨法。 vYep>@]g
十字刃磨法缩短横刃，减少轴向力，近来在欧美、日本很流行。刃磨过程必须保持两个切削刃的对称性。经试验表明十字刃磨法比普通刃磨法钻头寿命提高一倍，轴向力减少30%～60%，扭矩减少13%～30%，排屑顺利，但需加厚钻芯厚度。 iOByJ#`'
钻头钻尖的外缘刃带处磨损快，将使锋利的刃口在刀具磨损前的相当一段时间里变成圆弧形，为此发展起圆弧刃磨法。圆弧形钻尖切削图形加长，散热条件好，使得钻头寿命提高；另外修磨了横刃，前角分布合理；钻通孔时很少产生毛刺，飞边现象。关键是刃磨圆弧要求对称，可用手及样板控制圆弧，而美国INGERSOLL圆弧形钻尖刃磨机床已研制成功，这对发展圆弧形钻尖有促进作用。 <AA*V@r%5
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图3 DIN1412的五种特殊钻尖修磨方法 >+Rh?Sy
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DIN1412列出了五种特殊的钻尖修磨方法，其中A型称为横刃修薄型，B型称为带切削刃修磨的横刃修薄型，C型称为分割钻尖型，D型为切铸铁的双锋角型，而E型为钉形钻尖。 )8~&@xv
我国北京航空航天大学根据圆锥面刃磨原理设计了一种型号为CNC-7DGA的七坐标数控钻尖刃磨机，在一次装夹一个循环中就可完成磨外刃后面、磨圆弧刃、修磨横刃和磨单边分屑槽等多个步骤，对提高钻尖刃磨的水平，保证钻尖刃磨的质量将有促进作用。 pk.}
• 选择合理的横刃修磨法 iV2]r3
为克服横刃处负前角等恶劣的切削条件，减少轴向力，常用修磨横刃的方法来加以解决。现在常用的修磨横刃有S、N、W、X、S-X五种。S型修掉2/3横刃，减少轴向力，切屑向上排出。N型适于较薄的钻芯，目的使切屑向上排出。W型(即DIN1412中的B型)沿全沟进行芯厚减薄，切削性能和对中性较好，刚性则较差。X型(即DIN1412中的C型)横刃全修掉，是轴向力减少最多的一种。S-X型刀尖强度好，切屑易排出，可使加工效率及加工精度有所改善。 p' @ 'Kt
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S N W X S-X + Zu
图4常用的修磨横刃形式 g9'u4y
1.1.3改善冷却条件 JWi]D+p
在改善高速钢麻花钻冷却条件方面，除了加大容屑槽使切削液能更顺利地进入切削区外，使用油孔钻成为一个有力的工具。 3!MW>Xsl
例如，大螺旋角油孔麻花钻最近被广泛用于数控加工中心。为使其性能在使用中得到充分发挥，美国Cleveland麻花钻公司近来对油孔麻花钻与普通麻花钻做了大量对比试验，还研究了大进给量与钻头使用寿命及所有切削成本之间的关系。研究结果表明，大螺旋角油孔麻花钻每孔降低的成本可超过32%。与普通麻花钻相比，它能极大地提高生产率，因而极大地降低了生产成本。而总的成本下降量取决于选择作为进给量函数的刀具寿命。德国Guehring公司用普通高速钢和钴高速钢生产油孔麻花钻，槽形有普通型和GT100型(大螺旋角)等15种，普通型的规格为φ10～50.8mm，GT100型的规格为φ11～35mm，而总规格达到1216种。法国Forecreu公司采用现代化工艺方法(锻、轧、拉拔、扭转、磨削和热处理等)制造这种获得专利权的带孔圆钢，实现了以工业规模生产带一个或几个螺旋通孔或直线通孔的圆棒高速钢材，为制造油孔钻头提供了半成品。该公司产品的规格为棒料直径φ2.2～65mm，棒料长度8m。 \5},y6!
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1.1.4其它方面 F aAuNign+
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1. 圆弧形切削刃钻头 `\f ~eN9
Tap＆Die公司推出获得专利权的的EX-Gold圆弧切削刃钻头，其设计独特，切削刃为圆弧形切削刃，钻头后面采用三重面刃磨法，具有很好的切削性能和断屑性能。它在加工中不需要退出钻头就可直接排屑；在精切时精度高，使用寿命长。美国一家飞机制造厂需在一个硬度38～40HRC的4340钢(大致相当于40Mo)制造的零件上钻削180个φ13.5mm的高精度孔，以前采用钴高速钢钻头来加工，为了保证质量和孔的精度，每钻一孔须退出钻头4～5次，生产效率不高，仍出现孔径超差的问题，而且换刀频繁(每把钻头只能钻30～50个孔)，增加了辅助时间，影响了使用者的效益。为了克服这主要加工障碍，该飞机制造厂选用EX－Gold钻头对上述材料进行孔的精加工后，解决了上述钴高速钢钻头所产生的问题，生产效率得到提高，减少了加工成本。经多个用户使用，表明这种新结构钻头是精孔加工的高效钻削工具。 7GV0D7
2. 双刃带钻头 YZ?'%ai6L>
减少刃带处摩擦，发展成双刃带钻头，在第一棱边处磨有付后角,减少摩擦、磨损，避免烧伤，提高寿命和精度。 4p ' pOL
3. 缩短长度，提高刚性 fF7rE'nO
NC机床要求高效率，必然要求钻头高刚性，因而出现缩短钻头长度，加大截面积的短钻头，世界各国相继列入标准，如德国标准DIN1897等。 xULv!yU;
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1.2中心钻 (o d Q`Y$
众所周知，中心孔是保证轴类零件加工精度的基准孔。因为中心孔的60°锥面既是加工时的定位基准，又是以后维修时的基准，因而中心孔是否合适是决定轴类零件加工质量的关键，可见中心孔的加工非常重要。近年来随着机械工业的迅猛发展，对轴类零件中心孔的要求愈来愈高，如在高精度机床上加工出来的零件，其圆度、同轴度要求在1～2µm范围内，在超精密机床上加工则要求达到0.2～0.5µm。总之，根据轴类零件的加工要求，中心孔必须达到一定的加工精度和表面粗糙度，60°锥面应具有一定的宽度，不能有振纹、毛刺与啃刀等缺陷。中心孔的加工要用到中心钻。我国生产的中心钻主要有三种类型:A型——不带保护锥；B型——带保护锥和R型——圆弧型，全国年产量达数百万支，使用面广量大，其中主要是A型和B型两种。 # Cpo^% E
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1.2.1普通中心钻结构上存在的不足 OXI_=h8uE
目前生产中普遍采用的中心钻在结构上存在一些问题，主要是： Vkt "iG,
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1. 中心钻的钻孔部分比较长，通常由于加工时切削速度比较低(v＜10m／min)，再加上手动进给不均匀及轴的端面不平整等原因，此部分常易折断。 l! sv$J#n
2. 用中心钻加工出来的中心孔60°锥面部分宽窄不一，太窄时锥面与顶尖的接触面积小，当切削力较大时会使工件从顶尖孔中滑出，轻则使刀具工件损坏，重则会造成机床或人身事故；而太宽时则容易使工件外形加工成多棱形，表面上产生振纹，增大了加工表面粗糙度，影响到轴类零件的加工精度(如径向跳动、圆度、锥度与同轴度等)。此外，由于中心孔60°锥面的宽窄不一，会造成所加工的一批零件的轴向尺寸长短不一。 BQ0 CO:P;
3. 通常标准中心钻的钻孔部分均留有一定的重磨余量(约0.4～0.6mm)，而在生产现场大多数情况下此部分尚未经刃磨即已经折断。为此，有人在使用新中心钻以前即事先将钻孔部分适当磨短后再用。但这也会出现问题，因为如磨得太短,就容易使机床上的顶尖尖端直接碰到中心孔的底部，使顶尖与中心孔的锥面接触不良而导致工件不能正确地定位，使加工出来的轴类零件产生不圆度误差。如将顶尖的尖端部分磨平若干，虽有一些效果，但这样做很不合理，也不符合工艺要求。一般认为，根据零件加工精度的要求，用φ2～3.15mm的中心钻钻孔时，60°锥面宽度以1.5～2.5mm左右较宜。 */]rssT<
由上可知，普通的标准中心钻由于结构上具有一些不足，再加上使用不当，往往在加工时会影响到中心钻的使用寿命、零件的加工质量、加工效率和加工成本。因此近年来国内外通过科学分析与试验研究，通过改进中心钻的结构来提高其切削性能，提高其使用寿命，改善加工质量。为此发展了若干种新型中心钻，并在应用中取得了良好的效果。 Y%799|B!H0
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1.2.2圆弧刃中心钻 <{qgVO|E
根据普通标准中心钻，特别是小型中心钻的钻孔部分往往太长，当加工较硬或较韧的材料时很易折断的结构特点，圆弧刃中心钻适当减短标准中心钻的圆柱形钻孔部分长度，而适当加大其直径，即可提高中心钻的强度。但圆弧刃中心钻钻出的孔不是圆锥形而是圆弧形，因而它与机床顶尖的接触部分为一个圆或窄的锥圆形带，在轴类零件加工时可提高工件外圆的圆度。当然，圆弧刃中心钻的制造要比较麻烦些。 uh fo:JgRk
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1.2.3螺旋槽中心钻 1Kzuj+a
我国所用的中心钻，容屑槽形状都是直槽结构。这种结构虽然制造方便，但其切削性能并不理想，切屑不易自动排出，刀具使用寿命低。螺旋槽中心钻就可克服这些缺点。国外如美国、德国等工具制造厂均能生产直槽与螺旋槽中心钻，而且制定了标准。对比试验表明，采用螺旋槽中心钻加工时切削轻快，得到银白色带状连续切屑，刀纹清晰，被加工孔壁光亮，刀刃上无崩刃和明显的磨损，在几乎相同的切削条件下，螺旋槽中心钻的耐用度比直槽中心钻提高了4倍之多。 1h&/*%j
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图5 带球形部中心钻及其中心孔 ?&YPO~ \W
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1.2.4带球形部中心钻 cVR']Q
带球形部中心钻是国外的改进结构。其中心钻头部由圆柱形钻孔部、球形部与锥部等三部分组成。其特点是： C"_js`QFe
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1. 圆柱形钻孔部分长度l比普通标准中心钻要短一些，因而具有较高的强度与刚性。 pLN dL1d
2. 该中心钻由于增加了一个扩孔部分，一方面钻出的中心孔锥面宽度较窄，比较合理。特别对精度要求高的轴加工，用标准中心钻加工出中心孔后，还要进行一次扩孔才能达到工艺要求，而用带球形部中心钻钻孔时就不再需要增加这道工序。另一方面，采用此种中心钻时其扩孔长度能保证中心孔顶尖的深度尺寸。 [E % #??
3. 用普通标准中心钻加工出来的中心孔由于孔浅、锥面宽，淬硬后中心孔常常难以磨削加工，而带球形部中心孔锥面较窄，改善了中心孔的接触状况。 W)8fv?
4. 带球形部中心孔由于空间大便于储存润滑油，保证60°锥面得到充分的润滑，以减少摩擦与热量。与标准中心钻相比，有利于提高轴类零件的加工精度。 t *$E
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1.3高速钢铰刀 %LF94}?),
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1.3.1高速钢铰刀主要问题 ` |hLhq~
高速钢铰刀在铰孔过程中往往会产生各种各样的误差：如在尺寸与形位方面的误差，铰出的孔会有扩张或收缩现象，存在喇叭口、多棱形孔，加工表面粗糙度大，有波度等等。 r?'k7nLe`r
经分析，造成上述现象的原因大致如下： Uls '8`I
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1. 直槽铰刀的刀齿并未严格地控制在一个圆周上，铰削过程中刀齿上的负荷有周期性变化，切削深度均匀性不一致，在铰削过程中产生颤振，使铰出的孔表面粗糙度变差，而且可能呈多棱形甚至引起“啃刀”等等。 SX32CY;
2. 制造铰刀时刀齿上存在径向跳动。 'NxCSpRzW
3. 铰刀在使用一段时间后刀齿磨损，造成刀齿不等高现象。 =NOz&"v9
4. 被加工基体材料不均匀，硬度不一致。上道工序所形成孔的质量不高。 b8>}UOth
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1.3.2高速钢铰刀主要改进 *XdT sXm
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1.3.2.1增大容屑空间 J6`0'8[lK%
由于铰孔属于封闭式切削，为了避免切屑堵塞，保证加工孔的表面质量，在铰刀刀齿具有足够强度的前提下，必须要有充分的容屑空间。增大铰刀容屑空间的措施有： YfFE<.
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1. 适当减小铰削余量。 zl. rnj
2. 适当增大容屑槽深度。 4+M1kQa
3. 采用折线形或曲线形齿背。 P:ge}3E[6;
4. 适当减少铰刀的齿数。如有的工厂曾将标准铰刀的切削部分前端间隔地磨掉一齿，以增大容屑空间，改善了冷却条件。在后端留有1/4的刀齿长度作为修光、校准与导向之用。这祥在加工钢和铸件深孔时可较大幅度地减小加工表面粗糙度并提高铰刀的耐用度。 %ZN|X !%qW
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1.3.2.2采用不等齿距 &LA;The~
普通铰刀来用等齿距分布制造简单，但只能满足一般加工精度的要求。在铰孔时刀齿如遇到加工材料中硬的质点时，切削力骤增，铰刀会失去平衡而发生振动，在孔壁上压出纵向凹痕。如果采用等齿距分布，每个刀齿遇到硬质点，在原处重复地产生纵向凹痕，使凹痕加深，会使孔壁表面粗糙，甚至成为椭圆形或多棱形。为了提高加工表面质量，可采用不等齿距分布。通常，为了便于制造和测量，采用对顶齿间角相等的不等齿距分布。国外曾推荐一种不等齿距铰刀，如齿数为6的，按45°、60°与75°不等分距加工，使铰削过程中每个刀齿不会重复切入前一刀齿的切痕，因此所加工孔的精度可达H5，圆度误差可小到1～3µm，并可减小表面粗糙度，甚至可以代替内孔磨削，因此适合于加工阀门的导向孔，喷射泵的汽缸孔等。 %~cQzj>
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1.3.2.3研制螺旋铰刀 ->C'nz}?
普通铰刀铰出的孔圆度误差大，铰削过程不平稳，易产生振动，特别在锥孔铰削时常会产生高频振动，影响到铰孔质量。因此国内外纷纷研制发展螺旋铰刀。 J'm-RZRx#
螺旋铰刀是将普通铰刀的直齿形改进为螺旋齿形，其优点是切削连续，工作过程平稳，可大大改善铰刀的切削性能。采用螺旋铰刀，形成斜角切削，可使切屑顺利排出，铰刀的强度和刚性得到提高，不容易产生崩刃和振动；实际工作前角大，刃口锋利，可避免韧性材料粘结和出现拉毛现象，从而减小了孔壁的表面粗糙度。 @&PNnIZH
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2.硬质合金孔加工刀具 xvpM%qhL
2.1微型硬质合金整体钻头的发展 >M@JTN,]*D
随着宇航、电子工业、轻工业及医疗器械的发展，促进了整体硬质合金小钻头的发展。微孔钻削常要求具备高达(1～12)×104r/min的转速。为了提高钻头刚性，这种小钻头多采用韧性高、抗弯强度高的细颗粒的硬质合金材料制成。在结构上，小于1mm的钻头常制成粗柄的，而直径稍大些的，则制成短型整体硬质合金钻头。整体硬质合金小钻头使用时应注意消振、对中、排屑及冷却问题，一般应采用传感器进行监控。如美国麻省理工学院就研制了整体硬质合金小钻头的同位素监控方法。 &Z'<\xZ^F
日本东芝钨株式会社的小直径钻头分为UH(0.1～0.3mm)、RH(0.3～1.65mm)、COS(1～6mm)三种系列。苏联BHNN也研制了0.4～2mm的粗柄硬质合金钻头，比同种规格的高速钢钻头寿命提高100倍。试验说明，用0.8～8mm的直柄硬质合金钻头加工难加工材料和耐热合金材料，效果很好。美国Amplx公司发展了电镀金刚石整体小钻头系列产品，可钻削0.13～0.51mm的小孔。据国外报导，最小的整体硬质合金钻头直径为0.02～0.03mm。 HPw e_C
随着印刷电路板向小型、轻型、高密度和高可靠性的要求发展和其用量的日趋扩大，孔的精度也越来越高，孔径越来越小，孔的分布密度越来越大，这样就给这些印刷电路板的微孔加工带来各种困难。作为印刷电路板专用钻头，钻头的材料和形状也要随印刷电路板的种类和孔的深度而改变，一般说来，纸、酚醛树脂印刷电路板或玻璃纤维、环氧树脂印刷电路板切削性能较好，而表面附有铜层的材料对切削性能影响较大。在多层板的情况下，印刷电路板内部有铜层，一般说来，表面铜层的厚度为18～35µm，内部铜层的厚度为35～70µm。这种铜层对钻头的磨损和折损有很大的影响，铜层越厚，钻头折损率就越高。因而加工多层板要比加工两面附铜板的切削用量小，特别是钻头的直径越小时，为减少钻头的折损，常用改变钻芯厚度和钻槽的比值来增加钻头的横截面积，以提高钻头的刚性。最近开发了新型的MD类硬质合金可以减小钻孔时的摩擦，即减少污斑现象，并具有良好的耐磨性和较长的寿命，因此能适应印刷电路板的高速、高效生产的需要。 ;T` , r3
2.2中等尺寸硬质合金钻头 $ =nZ6AL <
2.2.1三刃整体硬质合金钻头 @i.muG T
三刃整体硬质合金钻头特点是： +f~J=\.\8>
1. 比二刃钻头钻芯厚、强度高，从而补偿了硬质合金韧性差的弱点； QV2K\G.<w
2. 刀尖前端形成特殊形状，切削时可自动定心，故不需加工中心孔； 9[)KG\|%
3. 因刃多使每转进给量增大(切铝时可达20m/min)，又可进行高速切削(切铝时最高可达1000m/min)，从而可大幅度缩短加工时间; iSaI:?md
4. 加工精度高，尺寸精度达H9，位置精度为±0．011mm，粗糙度Rz为20－25µm； c=bR[]]%~_
5. 寿命长：加工合金钢、铸铁和铝合金可分别为20m和80m; LUMC M>_
6. 重磨容易，不需专门刃磨机。这种钻头适于加工孔深为3D～4D的下列材料的孔：低合金、钛合金、奥氏体锰钢、硬青铜、高硬度铸铁及硅铝合金等。加工奥氏体锰钢及钛合金时，其切削速度可达40m/min，加工铝合金切削速度为130m/min。 C`6~I2} 5}
7. 这种钻头要求机床刚性好，尤其是机床主轴轴承精度和钻夹回转精度必须高。因此，一般用于数控机床或加工中心等。德国Bilz公司、Hertel公司、Guehring公司和ILIX公司首先推出这种钻头，继之日本菱高精机株式会社也有产品问世。Bilz规格为4～20mm,Hertel称为TF钻头，规格为3～20mm,Guehring的GS200型规格为3～20mm(分左右两种旋向),ILIX的规格为2～16mm。 (DFP??s
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TF钻头 SE钻头 マルチ钻头 新钻尖钻头 , 6()a
图6四种中等尺寸硬质合金钻头 |Sgqa#!3
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2.2.2 S型硬质合金钻头 E%bjp9/:c
这种钻头瑞典Sandvik称为Delta-C钻头，直径为3～12.7mm;日本井田株式会社称为Diget钻头；德国Hertel称为SE钻头，直径范围为3～20mm。这种钻头的特点是经过修磨使得横刃缩短，轴向力减少50％；钻芯附近前角为正值，因此切削锋利;槽形为抛物线型,芯厚度大，刚性强；有两个喷油冷却孔，冷却条件好；圆弧形切削刃和排屑槽形布置合理，便于切屑断裂成小块顺利排出。适于加工难加工材料、高温合金、铬镍铁合金(Inconel合金)材料等。一般常用钻孔深度为3.5D。这种钻头加工精度为IT9，粗糙度为Ra1～2μm。使用时应保持钻头中心与机床主轴同心度不得大于0.03μm。由于速度比较高，产生热量大，应充分冷却。 es -Kr.&L
2.2.3强力硬质合金钻头 t s_v,k0
日本住友电气株式会社和三菱金属株式会社均生产这种钻头，前者称为マルチ钻头，后者称为リツチカド钻头。规格为4～18mm。分为标准型与短型两种。标准型适于加工深度为3D～4D的孔，短型适于加工深度为1.5D的孔。该钻头可补充可转位与焊接式钻头之间µ的空档代替高速钢麻花钻，钻头强度取决于芯厚与沟背比。标准麻花钻的芯厚为直径的15%～23%，沟背比为(1～1.3):1，而强力钻头的芯厚为直径的30%，沟背比为0.5：1，因此，使截面积增加了约30%，抗弯强度、扭转强度也相应地提高了约2倍。此外，由于控制横刃，钻头的横刃几乎为零，中心部分有前角。为了进一步减少切削力，把切削刃做成圆弧刃，径向前角为正值，而扭矩几乎不变。采用圆弧切削刃与钻头沟槽位置配合很好，使切屑成小圆弧形状，容易折断，排屑流畅，但必须采用耐磨性和强度都比较高的硬质合金材料。这种钻头生产率为高速钢麻花钻的3～5倍。直径越小，提高幅度越大，而直径小于16mm时，效果更显著。但切削刃对称性应严格控制在0.02mm，孔加工精度为:扩张量不大于30µm，表面粗糙度对于钢和铸铁为Ra25～40µm，寿命比高速钢钻头提高10倍。 R Ax|WI$4}
2.2.4无横刃焊接式硬质合金钻头 0{qa8%t
日本三菱金属株式会社、歧阜金属株式会社生产这种被称为新钻尖钻头的产品，规格为9.5～30.5mm，用于加工孔深小于5D的孔。该钻头的特点是：轴向力小，生产率为高速钢钻头的5～10倍，切削速度为高速钢的6倍，进给量为1.5倍，孔的扩大量不超过40µm。进给量大于0.2mm/r时，切屑更为细小。以新钻尖钻头与其他镶硬质合金刀片钻头作比较，能观察出当工件硬度增加时，新钻尖钻头的平均轴向推力和主轴功率方面比其他镶硬质合金刀片钻头增加较小，工件硬度从66HRB增加到104HRB时，新钻尖钻头的平均轴向推力增加了25%，而其他镶硬质合金刀片钻头轴向推力则要增加63%～97%。2.3 可转位硬质合金钻头 =m\f
可转位硬质合金钻头在世界上比较盛行，各国在结构形式、刀片形状上各有千秋，使用范围大多在16～170mm左右，切削的孔深多数为3D以下(浅孔钻)，特殊的达8D(深孔钻)。这种钻头效率高于麻花钻3～10倍，采用TiC涂层后切削速度可达300m/min。近期对于大尺寸的可转位硬质合金钻头，发展为刀垫式，这样刀体可多次使用，以德国Hertel公司、Walter公司、Komet公司、Bilz公司、瑞典Sandvik公司等为代表。 sbMW6Rxu+
2.3.1硬质合金可转位浅孔钻 0UUR!}2c
对于直径大于12mm、孔深小于3D的孔，目前国际上已广泛采用硬质合金可转位刀片制成浅孔钻。这种钻头不仅具有高切削性能，而且无需重磨钻尖。只要更换刀片，钻头体可长期使用。所以很受欢迎，已成为数控钻床和加工中心上的常用钻头。钻前也无须在工件上预钻中心孔，具有自定心能力。瑞典Sandvik公司提供的T－MAXU浅孔钻，其尺寸范围为17.5～58mm。德国Hertel公司提供的Drill-Fix浅孔钻，其尺寸范围为16～82mm;德国KOMET公司提供的ABS－KUB浅孔钻，可扩大到12～82;德国WIDIA公司提供的WIDAXBW浅孔钻，又可扩大到12～105mm，而且三家德国公司的浅孔钻均制有冷却液的注入孔，Hertel公司和KOMET公司的产品出屑槽又为螺旋形，对排屑极为有利。这种钻头具有很高的金属切除率,对普通碳钢的钻削速度达120～150m/min，且具有很高的刚性。另外，德国WIDIA公司还提供可转位的浅孔套料钻(一般的最大孔深为3D，特殊的最大孔深为5D)，尺寸范围为65～400mm。 q'3K6y~y
日本东芝钨株式会社生产的TDJ型TAC浅孔钻，品种有8种，可以加工孔径小于18mm的深度小于2D的孔，钻杆直径为25mm。其结构为机夹可转位式，具有内刃与外刃两个刃口。该钻
300度保温后，孔能大6—8道。
按标准钻头芯厚在6mm左右，叶宽在12.5左右。
上镗床镗孔。可以先用超硬钻头打一个中心孔。
孔加工在金属切削加工中占有重要地位，一般约占机械加工量的1/3。其中钻孔约占22%～25%，其余孔加工约占11%～13%。我国1990年孔加工刀具的产量约占刀具产品总产量的71.38%，产值约占刀具产品总产值的45.52%。由于孔加工条件苛刻的缘故，孔加工刀具的技术发展要比车、铣类刀具迟缓一些，许多机械加工部门至今仍采用高速钢麻花钻。近些年来，随着中、小批量生产越来越要求生产的高效率、自动化以及加工中心的飞跃发展与普及，也促进了孔加工刀具技术有所发展。 y5Eo~S-(GK 78
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1.高速钢孔加工刀具 7.CZD_qRBU
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高速钢孔加工刀具仍是孔加工刀具中的主要部分。据原民主德国85年的统计资料，高速钢钻镗削刀具的产值占所有钻镗削刀具产值的79.8%，而硬质合金钻镗削刀具占20%，陶瓷刀具和超硬材料刀具各占0.1%。 pzjS@whk|P
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图2日本高速钢刀具产值图示 ,J[;y1Zg[
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1.1高速钢麻花钻 8cL C3Fp
高速钢麻花钻至今仍是金属切削刀具中使用量最大的刀具之一。例如，在德国机械加工中每年约消耗5000万支麻花钻，这些麻花钻的直径绝大部分为φ6～14mm。而我国的高速钢麻花钻年产量已达到3亿支，年产值约占刀具产品年总产值的36%。 ]5 \H'_
高速钢麻花钻在生产中已应用了几十年，其基本形状没有改变。麻花钻在钻削过程中存在的问题是：主切削刃上各点处前角值相差十分悬殊；横刃长，轴向力大；钻头各处切削速度不同；刃带后角为零与孔壁产生摩擦，加快磨损等。为此，必须针对这些问题改进，但彻底消除是困难的。从目前情况看，主要改进有： b6;k,
;o[Q 2v^
1.1.1加大螺旋角 ]tI9+
为了能适应被切削材料的特性和高效率生产线的节拍，一些新设计的麻花钻选用较高的切削速度(40～50m/min)。加大螺旋角的抛物线型麻花钻(美国Bendix称为抛物线钻，英国Dormer称为螺杆式钻头，德国Guehring称为GT钻，我国上海工具厂、江西量具刃具厂等也称为抛物线钻)正是适应了这样的需要。其主要特性是： (uFqj4[m
(1)大螺旋角(通常为35～45°)及大顶角，从而增大了钻头前角，使其切削锋利； ~=w)i|G;
(2)大容屑空间，使其出屑流畅； $t853[m@5
(3)较大的钻头芯厚，使其刚性增强； &>DW3Y77
(4)采用“十”字刃磨法或“S”型刃磨法修磨横刃，使其横刃缩短，定心及钻芯处前角得到改善，切削轻快，轴向力小，可一次进刀加工出相当深度的孔，提高了工作效率，它比传统钻头具有显著的优越性。 |/Z?0L/qi
Guehring的GT钻分为GT50、GT100两种，其中GT50用于钻削能形成长切屑的软材料，如铝、铝合金、锌、铜、木材等；而GT100则用于钻削硬度在31HRC以下的钢材及铸铁。 . bC0Yc#/
,E7mnP-MJ}
1.1.2改善横刃工作条件 uv] o6hi2
由于麻花钻横刃处轴向力很大，改善横刃工作条件受到各方面的普遍重视。改善的方法主要有两种： & )&@QI%
5rWy^"8fW8
• 重视改进刃磨法 -qt6^<.G3
钻尖刃磨类型主要有六种即普通刃磨法、螺旋刃磨法、综合刃磨法、三重面刃磨法、十字刃磨法和圆弧刃磨法。实验证明：螺旋刃磨法位置精度好，十字刃磨适用于较深孔加工，圆弧法易定心。最有发展前途的是十字和圆弧刃磨法。 vYep>@]g
十字刃磨法缩短横刃，减少轴向力，近来在欧美、日本很流行。刃磨过程必须保持两个切削刃的对称性。经试验表明十字刃磨法比普通刃磨法钻头寿命提高一倍，轴向力减少30%～60%，扭矩减少13%～30%，排屑顺利，但需加厚钻芯厚度。 iOByJ#`'
钻头钻尖的外缘刃带处磨损快，将使锋利的刃口在刀具磨损前的相当一段时间里变成圆弧形，为此发展起圆弧刃磨法。圆弧形钻尖切削图形加长，散热条件好，使得钻头寿命提高；另外修磨了横刃，前角分布合理；钻通孔时很少产生毛刺，飞边现象。关键是刃磨圆弧要求对称，可用手及样板控制圆弧，而美国INGERSOLL圆弧形钻尖刃磨机床已研制成功，这对发展圆弧形钻尖有促进作用。 <AA*V@r%5
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图3 DIN1412的五种特殊钻尖修磨方法 >+Rh?Sy
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DIN1412列出了五种特殊的钻尖修磨方法，其中A型称为横刃修薄型，B型称为带切削刃修磨的横刃修薄型，C型称为分割钻尖型，D型为切铸铁的双锋角型，而E型为钉形钻尖。 )8~&@xv
我国北京航空航天大学根据圆锥面刃磨原理设计了一种型号为CNC-7DGA的七坐标数控钻尖刃磨机，在一次装夹一个循环中就可完成磨外刃后面、磨圆弧刃、修磨横刃和磨单边分屑槽等多个步骤，对提高钻尖刃磨的水平，保证钻尖刃磨的质量将有促进作用。 pk.}
• 选择合理的横刃修磨法 iV2]r3
为克服横刃处负前角等恶劣的切削条件，减少轴向力，常用修磨横刃的方法来加以解决。现在常用的修磨横刃有S、N、W、X、S-X五种。S型修掉2/3横刃，减少轴向力，切屑向上排出。N型适于较薄的钻芯，目的使切屑向上排出。W型(即DIN1412中的B型)沿全沟进行芯厚减薄，切削性能和对中性较好，刚性则较差。X型(即DIN1412中的C型)横刃全修掉，是轴向力减少最多的一种。S-X型刀尖强度好，切屑易排出，可使加工效率及加工精度有所改善。 p' @ 'Kt
U(w,%
0cc?Qh1q;
S N W X S-X + Zu
图4常用的修磨横刃形式 g9'u4y
1.1.3改善冷却条件 JWi]D+p
在改善高速钢麻花钻冷却条件方面，除了加大容屑槽使切削液能更顺利地进入切削区外，使用油孔钻成为一个有力的工具。 3!MW>Xsl
例如，大螺旋角油孔麻花钻最近被广泛用于数控加工中心。为使其性能在使用中得到充分发挥，美国Cleveland麻花钻公司近来对油孔麻花钻与普通麻花钻做了大量对比试验，还研究了大进给量与钻头使用寿命及所有切削成本之间的关系。研究结果表明，大螺旋角油孔麻花钻每孔降低的成本可超过32%。与普通麻花钻相比，它能极大地提高生产率，因而极大地降低了生产成本。而总的成本下降量取决于选择作为进给量函数的刀具寿命。德国Guehring公司用普通高速钢和钴高速钢生产油孔麻花钻，槽形有普通型和GT100型(大螺旋角)等15种，普通型的规格为φ10～50.8mm，GT100型的规格为φ11～35mm，而总规格达到1216种。法国Forecreu公司采用现代化工艺方法(锻、轧、拉拔、扭转、磨削和热处理等)制造这种获得专利权的带孔圆钢，实现了以工业规模生产带一个或几个螺旋通孔或直线通孔的圆棒高速钢材，为制造油孔钻头提供了半成品。该公司产品的规格为棒料直径φ2.2～65mm，棒料长度8m。 \5},y6!
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1.1.4其它方面 F aAuNign+
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1. 圆弧形切削刃钻头 `\f ~eN9
Tap＆Die公司推出获得专利权的的EX-Gold圆弧切削刃钻头，其设计独特，切削刃为圆弧形切削刃，钻头后面采用三重面刃磨法，具有很好的切削性能和断屑性能。它在加工中不需要退出钻头就可直接排屑；在精切时精度高，使用寿命长。美国一家飞机制造厂需在一个硬度38～40HRC的4340钢(大致相当于40Mo)制造的零件上钻削180个φ13.5mm的高精度孔，以前采用钴高速钢钻头来加工，为了保证质量和孔的精度，每钻一孔须退出钻头4～5次，生产效率不高，仍出现孔径超差的问题，而且换刀频繁(每把钻头只能钻30～50个孔)，增加了辅助时间，影响了使用者的效益。为了克服这主要加工障碍，该飞机制造厂选用EX－Gold钻头对上述材料进行孔的精加工后，解决了上述钴高速钢钻头所产生的问题，生产效率得到提高，减少了加工成本。经多个用户使用，表明这种新结构钻头是精孔加工的高效钻削工具。 7GV0D7
2. 双刃带钻头 YZ?'%ai6L>
减少刃带处摩擦，发展成双刃带钻头，在第一棱边处磨有付后角,减少摩擦、磨损，避免烧伤，提高寿命和精度。 4p ' pOL
3. 缩短长度，提高刚性 fF7rE'nO
NC机床要求高效率，必然要求钻头高刚性，因而出现缩短钻头长度，加大截面积的短钻头，世界各国相继列入标准，如德国标准DIN1897等。 xULv!yU;
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1.2中心钻 (o d Q`Y$
众所周知，中心孔是保证轴类零件加工精度的基准孔。因为中心孔的60°锥面既是加工时的定位基准，又是以后维修时的基准，因而中心孔是否合适是决定轴类零件加工质量的关键，可见中心孔的加工非常重要。近年来随着机械工业的迅猛发展，对轴类零件中心孔的要求愈来愈高，如在高精度机床上加工出来的零件，其圆度、同轴度要求在1～2µm范围内，在超精密机床上加工则要求达到0.2～0.5µm。总之，根据轴类零件的加工要求，中心孔必须达到一定的加工精度和表面粗糙度，60°锥面应具有一定的宽度，不能有振纹、毛刺与啃刀等缺陷。中心孔的加工要用到中心钻。我国生产的中心钻主要有三种类型:A型——不带保护锥；B型——带保护锥和R型——圆弧型，全国年产量达数百万支，使用面广量大，其中主要是A型和B型两种。 # Cpo^% E
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1.2.1普通中心钻结构上存在的不足 OXI_=h8uE
目前生产中普遍采用的中心钻在结构上存在一些问题，主要是： Vkt "iG,
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1. 中心钻的钻孔部分比较长，通常由于加工时切削速度比较低(v＜10m／min)，再加上手动进给不均匀及轴的端面不平整等原因，此部分常易折断。 l! sv$J#n
2. 用中心钻加工出来的中心孔60°锥面部分宽窄不一，太窄时锥面与顶尖的接触面积小，当切削力较大时会使工件从顶尖孔中滑出，轻则使刀具工件损坏，重则会造成机床或人身事故；而太宽时则容易使工件外形加工成多棱形，表面上产生振纹，增大了加工表面粗糙度，影响到轴类零件的加工精度(如径向跳动、圆度、锥度与同轴度等)。此外，由于中心孔60°锥面的宽窄不一，会造成所加工的一批零件的轴向尺寸长短不一。 BQ0 CO:P;
3. 通常标准中心钻的钻孔部分均留有一定的重磨余量(约0.4～0.6mm)，而在生产现场大多数情况下此部分尚未经刃磨即已经折断。为此，有人在使用新中心钻以前即事先将钻孔部分适当磨短后再用。但这也会出现问题，因为如磨得太短,就容易使机床上的顶尖尖端直接碰到中心孔的底部，使顶尖与中心孔的锥面接触不良而导致工件不能正确地定位，使加工出来的轴类零件产生不圆度误差。如将顶尖的尖端部分磨平若干，虽有一些效果，但这样做很不合理，也不符合工艺要求。一般认为，根据零件加工精度的要求，用φ2～3.15mm的中心钻钻孔时，60°锥面宽度以1.5～2.5mm左右较宜。 */]rssT<
由上可知，普通的标准中心钻由于结构上具有一些不足，再加上使用不当，往往在加工时会影响到中心钻的使用寿命、零件的加工质量、加工效率和加工成本。因此近年来国内外通过科学分析与试验研究，通过改进中心钻的结构来提高其切削性能，提高其使用寿命，改善加工质量。为此发展了若干种新型中心钻，并在应用中取得了良好的效果。 Y%799|B!H0
_' QL|NJE
1.2.2圆弧刃中心钻 <{qgVO|E
根据普通标准中心钻，特别是小型中心钻的钻孔部分往往太长，当加工较硬或较韧的材料时很易折断的结构特点，圆弧刃中心钻适当减短标准中心钻的圆柱形钻孔部分长度，而适当加大其直径，即可提高中心钻的强度。但圆弧刃中心钻钻出的孔不是圆锥形而是圆弧形，因而它与机床顶尖的接触部分为一个圆或窄的锥圆形带，在轴类零件加工时可提高工件外圆的圆度。当然，圆弧刃中心钻的制造要比较麻烦些。 uh fo:JgRk
ZNrM ;/+
1.2.3螺旋槽中心钻 1Kzuj+a
我国所用的中心钻，容屑槽形状都是直槽结构。这种结构虽然制造方便，但其切削性能并不理想，切屑不易自动排出，刀具使用寿命低。螺旋槽中心钻就可克服这些缺点。国外如美国、德国等工具制造厂均能生产直槽与螺旋槽中心钻，而且制定了标准。对比试验表明，采用螺旋槽中心钻加工时切削轻快，得到银白色带状连续切屑，刀纹清晰，被加工孔壁光亮，刀刃上无崩刃和明显的磨损，在几乎相同的切削条件下，螺旋槽中心钻的耐用度比直槽中心钻提高了4倍之多。 1h&/*%j
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图5 带球形部中心钻及其中心孔 ?&YPO~ \W
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1.2.4带球形部中心钻 cVR']Q
带球形部中心钻是国外的改进结构。其中心钻头部由圆柱形钻孔部、球形部与锥部等三部分组成。其特点是： C"_js`QFe
Q,qoRE0L
1. 圆柱形钻孔部分长度l比普通标准中心钻要短一些，因而具有较高的强度与刚性。 pLN dL1d
2. 该中心钻由于增加了一个扩孔部分，一方面钻出的中心孔锥面宽度较窄，比较合理。特别对精度要求高的轴加工，用标准中心钻加工出中心孔后，还要进行一次扩孔才能达到工艺要求，而用带球形部中心钻钻孔时就不再需要增加这道工序。另一方面，采用此种中心钻时其扩孔长度能保证中心孔顶尖的深度尺寸。 [E % #??
3. 用普通标准中心钻加工出来的中心孔由于孔浅、锥面宽，淬硬后中心孔常常难以磨削加工，而带球形部中心孔锥面较窄，改善了中心孔的接触状况。 W)8fv?
4. 带球形部中心孔由于空间大便于储存润滑油，保证60°锥面得到充分的润滑，以减少摩擦与热量。与标准中心钻相比，有利于提高轴类零件的加工精度。 t *$E
JJ)EtY+ <
un?{+lK S'
1.3高速钢铰刀 %LF94}?),
8,
1.3.1高速钢铰刀主要问题 ` |hLhq~
高速钢铰刀在铰孔过程中往往会产生各种各样的误差：如在尺寸与形位方面的误差，铰出的孔会有扩张或收缩现象，存在喇叭口、多棱形孔，加工表面粗糙度大，有波度等等。 r?'k7nLe`r
经分析，造成上述现象的原因大致如下： Uls '8`I
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1. 直槽铰刀的刀齿并未严格地控制在一个圆周上，铰削过程中刀齿上的负荷有周期性变化，切削深度均匀性不一致，在铰削过程中产生颤振，使铰出的孔表面粗糙度变差，而且可能呈多棱形甚至引起“啃刀”等等。 SX32CY;
2. 制造铰刀时刀齿上存在径向跳动。 'NxCSpRzW
3. 铰刀在使用一段时间后刀齿磨损，造成刀齿不等高现象。 =NOz&"v9
4. 被加工基体材料不均匀，硬度不一致。上道工序所形成孔的质量不高。 b8>}UOth
$.>p+a`U
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1.3.2高速钢铰刀主要改进 *XdT sXm
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1.3.2.1增大容屑空间 J6`0'8[lK%
由于铰孔属于封闭式切削，为了避免切屑堵塞，保证加工孔的表面质量，在铰刀刀齿具有足够强度的前提下，必须要有充分的容屑空间。增大铰刀容屑空间的措施有： YfFE<.
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1. 适当减小铰削余量。 zl. rnj
2. 适当增大容屑槽深度。 4+M1kQa
3. 采用折线形或曲线形齿背。 P:ge}3E[6;
4. 适当减少铰刀的齿数。如有的工厂曾将标准铰刀的切削部分前端间隔地磨掉一齿，以增大容屑空间，改善了冷却条件。在后端留有1/4的刀齿长度作为修光、校准与导向之用。这祥在加工钢和铸件深孔时可较大幅度地减小加工表面粗糙度并提高铰刀的耐用度。 %ZN|X !%qW
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1.3.2.2采用不等齿距 &LA;The~
普通铰刀来用等齿距分布制造简单，但只能满足一般加工精度的要求。在铰孔时刀齿如遇到加工材料中硬的质点时，切削力骤增，铰刀会失去平衡而发生振动，在孔壁上压出纵向凹痕。如果采用等齿距分布，每个刀齿遇到硬质点，在原处重复地产生纵向凹痕，使凹痕加深，会使孔壁表面粗糙，甚至成为椭圆形或多棱形。为了提高加工表面质量，可采用不等齿距分布。通常，为了便于制造和测量，采用对顶齿间角相等的不等齿距分布。国外曾推荐一种不等齿距铰刀，如齿数为6的，按45°、60°与75°不等分距加工，使铰削过程中每个刀齿不会重复切入前一刀齿的切痕，因此所加工孔的精度可达H5，圆度误差可小到1～3µm，并可减小表面粗糙度，甚至可以代替内孔磨削，因此适合于加工阀门的导向孔，喷射泵的汽缸孔等。 %~cQzj>
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1.3.2.3研制螺旋铰刀 ->C'nz}?
普通铰刀铰出的孔圆度误差大，铰削过程不平稳，易产生振动，特别在锥孔铰削时常会产生高频振动，影响到铰孔质量。因此国内外纷纷研制发展螺旋铰刀。 J'm-RZRx#
螺旋铰刀是将普通铰刀的直齿形改进为螺旋齿形，其优点是切削连续，工作过程平稳，可大大改善铰刀的切削性能。采用螺旋铰刀，形成斜角切削，可使切屑顺利排出，铰刀的强度和刚性得到提高，不容易产生崩刃和振动；实际工作前角大，刃口锋利，可避免韧性材料粘结和出现拉毛现象，从而减小了孔壁的表面粗糙度。 @&PNnIZH
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2.硬质合金孔加工刀具 xvpM%qhL
2.1微型硬质合金整体钻头的发展 >M@JTN,]*D
随着宇航、电子工业、轻工业及医疗器械的发展，促进了整体硬质合金小钻头的发展。微孔钻削常要求具备高达(1～12)×104r/min的转速。为了提高钻头刚性，这种小钻头多采用韧性高、抗弯强度高的细颗粒的硬质合金材料制成。在结构上，小于1mm的钻头常制成粗柄的，而直径稍大些的，则制成短型整体硬质合金钻头。整体硬质合金小钻头使用时应注意消振、对中、排屑及冷却问题，一般应采用传感器进行监控。如美国麻省理工学院就研制了整体硬质合金小钻头的同位素监控方法。 &Z'<\xZ^F
日本东芝钨株式会社的小直径钻头分为UH(0.1～0.3mm)、RH(0.3～1.65mm)、COS(1～6mm)三种系列。苏联BHNN也研制了0.4～2mm的粗柄硬质合金钻头，比同种规格的高速钢钻头寿命提高100倍。试验说明，用0.8～8mm的直柄硬质合金钻头加工难加工材料和耐热合金材料，效果很好。美国Amplx公司发展了电镀金刚石整体小钻头系列产品，可钻削0.13～0.51mm的小孔。据国外报导，最小的整体硬质合金钻头直径为0.02～0.03mm。 HPw e_C
随着印刷电路板向小型、轻型、高密度和高可靠性的要求发展和其用量的日趋扩大，孔的精度也越来越高，孔径越来越小，孔的分布密度越来越大，这样就给这些印刷电路板的微孔加工带来各种困难。作为印刷电路板专用钻头，钻头的材料和形状也要随印刷电路板的种类和孔的深度而改变，一般说来，纸、酚醛树脂印刷电路板或玻璃纤维、环氧树脂印刷电路板切削性能较好，而表面附有铜层的材料对切削性能影响较大。在多层板的情况下，印刷电路板内部有铜层，一般说来，表面铜层的厚度为18～35µm，内部铜层的厚度为35～70µm。这种铜层对钻头的磨损和折损有很大的影响，铜层越厚，钻头折损率就越高。因而加工多层板要比加工两面附铜板的切削用量小，特别是钻头的直径越小时，为减少钻头的折损，常用改变钻芯厚度和钻槽的比值来增加钻头的横截面积，以提高钻头的刚性。最近开发了新型的MD类硬质合金可以减小钻孔时的摩擦，即减少污斑现象，并具有良好的耐磨性和较长的寿命，因此能适应印刷电路板的高速、高效生产的需要。 ;T` , r3
2.2中等尺寸硬质合金钻头 $ =nZ6AL <
2.2.1三刃整体硬质合金钻头 @i.muG T
三刃整体硬质合金钻头特点是： +f~J=\.\8>
1. 比二刃钻头钻芯厚、强度高，从而补偿了硬质合金韧性差的弱点； QV2K\G.<w
2. 刀尖前端形成特殊形状，切削时可自动定心，故不需加工中心孔； 9[)KG\|%
3. 因刃多使每转进给量增大(切铝时可达20m/min)，又可进行高速切削(切铝时最高可达1000m/min)，从而可大幅度缩短加工时间; iSaI:?md
4. 加工精度高，尺寸精度达H9，位置精度为±0．011mm，粗糙度Rz为20－25µm； c=bR[]]%~_
5. 寿命长：加工合金钢、铸铁和铝合金可分别为20m和80m; LUMC M>_
6. 重磨容易，不需专门刃磨机。这种钻头适于加工孔深为3D～4D的下列材料的孔：低合金、钛合金、奥氏体锰钢、硬青铜、高硬度铸铁及硅铝合金等。加工奥氏体锰钢及钛合金时，其切削速度可达40m/min，加工铝合金切削速度为130m/min。 C`6~I2} 5}
7. 这种钻头要求机床刚性好，尤其是机床主轴轴承精度和钻夹回转精度必须高。因此，一般用于数控机床或加工中心等。德国Bilz公司、Hertel公司、Guehring公司和ILIX公司首先推出这种钻头，继之日本菱高精机株式会社也有产品问世。Bilz规格为4～20mm,Hertel称为TF钻头，规格为3～20mm,Guehring的GS200型规格为3～20mm(分左右两种旋向),ILIX的规格为2～16mm。 (DFP??s
D?s'6 =
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TF钻头 SE钻头 マルチ钻头 新钻尖钻头 , 6()a
图6四种中等尺寸硬质合金钻头 |Sgqa#!3
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2.2.2 S型硬质合金钻头 E%bjp9/:c
这种钻头瑞典Sandvik称为Delta-C钻头，直径为3～12.7mm;日本井田株式会社称为Diget钻头；德国Hertel称为SE钻头，直径范围为3～20mm。这种钻头的特点是经过修磨使得横刃缩短，轴向力减少50％；钻芯附近前角为正值，因此切削锋利;槽形为抛物线型,芯厚度大，刚性强；有两个喷油冷却孔，冷却条件好；圆弧形切削刃和排屑槽形布置合理，便于切屑断裂成小块顺利排出。适于加工难加工材料、高温合金、铬镍铁合金(Inconel合金)材料等。一般常用钻孔深度为3.5D。这种钻头加工精度为IT9，粗糙度为Ra1～2μm。使用时应保持钻头中心与机床主轴同心度不得大于0.03μm。由于速度比较高，产生热量大，应充分冷却。 es -Kr.&L
2.2.3强力硬质合金钻头 t s_v,k0
日本住友电气株式会社和三菱金属株式会社均生产这种钻头，前者称为マルチ钻头，后者称为リツチカド钻头。规格为4～18mm。分为标准型与短型两种。标准型适于加工深度为3D～4D的孔，短型适于加工深度为1.5D的孔。该钻头可补充可转位与焊接式钻头之间µ的空档代替高速钢麻花钻，钻头强度取决于芯厚与沟背比。标准麻花钻的芯厚为直径的15%～23%，沟背比为(1～1.3):1，而强力钻头的芯厚为直径的30%，沟背比为0.5：1，因此，使截面积增加了约30%，抗弯强度、扭转强度也相应地提高了约2倍。此外，由于控制横刃，钻头的横刃几乎为零，中心部分有前角。为了进一步减少切削力，把切削刃做成圆弧刃，径向前角为正值，而扭矩几乎不变。采用圆弧切削刃与钻头沟槽位置配合很好，使切屑成小圆弧形状，容易折断，排屑流畅，但必须采用耐磨性和强度都比较高的硬质合金材料。这种钻头生产率为高速钢麻花钻的3～5倍。直径越小，提高幅度越大，而直径小于16mm时，效果更显著。但切削刃对称性应严格控制在0.02mm，孔加工精度为:扩张量不大于30µm，表面粗糙度对于钢和铸铁为Ra25～40µm，寿命比高速钢钻头提高10倍。 R Ax|WI$4}
2.2.4无横刃焊接式硬质合金钻头 0{qa8%t
日本三菱金属株式会社、歧阜金属株式会社生产这种被称为新钻尖钻头的产品，规格为9.5～30.5mm，用于加工孔深小于5D的孔。该钻头的特点是：轴向力小，生产率为高速钢钻头的5～10倍，切削速度为高速钢的6倍，进给量为1.5倍，孔的扩大量不超过40µm。进给量大于0.2mm/r时，切屑更为细小。以新钻尖钻头与其他镶硬质合金刀片钻头作比较，能观察出当工件硬度增加时，新钻尖钻头的平均轴向推力和主轴功率方面比其他镶硬质合金刀片钻头增加较小，工件硬度从66HRB增加到104HRB时，新钻尖钻头的平均轴向推力增加了25%，而其他镶硬质合金刀片钻头轴向推力则要增加63%～97%。2.3 可转位硬质合金钻头 =m\f
可转位硬质合金钻头在世界上比较盛行，各国在结构形式、刀片形状上各有千秋，使用范围大多在16～170mm左右，切削的孔深多数为3D以下(浅孔钻)，特殊的达8D(深孔钻)。这种钻头效率高于麻花钻3～10倍，采用TiC涂层后切削速度可达300m/min。近期对于大尺寸的可转位硬质合金钻头，发展为刀垫式，这样刀体可多次使用，以德国Hertel公司、Walter公司、Komet公司、Bilz公司、瑞典Sandvik公司等为代表。 sbMW6Rxu+
2.3.1硬质合金可转位浅孔钻 0UUR!}2c
对于直径大于12mm、孔深小于3D的孔，目前国际上已广泛采用硬质合金可转位刀片制成浅孔钻。这种钻头不仅具有高切削性能，而且无需重磨钻尖。只要更换刀片，钻头体可长期使用。所以很受欢迎，已成为数控钻床和加工中心上的常用钻头。钻前也无须在工件上预钻中心孔，具有自定心能力。瑞典Sandvik公司提供的T－MAXU浅孔钻，其尺寸范围为17.5～58mm。德国Hertel公司提供的Drill-Fix浅孔钻，其尺寸范围为16～82mm;德国KOMET公司提供的ABS－KUB浅孔钻，可扩大到12～82;德国WIDIA公司提供的WIDAXBW浅孔钻，又可扩大到12～105mm，而且三家德国公司的浅孔钻均制有冷却液的注入孔，Hertel公司和KOMET公司的产品出屑槽又为螺旋形，对排屑极为有利。这种钻头具有很高的金属切除率,对普通碳钢的钻削速度达120～150m/min，且具有很高的刚性。另外，德国WIDIA公司还提供可转位的浅孔套料钻(一般的最大孔深为3D，特殊的最大孔深为5D)，尺寸范围为65～400mm。 q'3K6y~y
日本东芝钨株式会社生产的TDJ型TAC浅孔钻，品种有8种，可以加工孔径小于18mm的深度小于2D的孔，钻杆直径为25mm。其结构为机夹可转位式，具有内刃与外刃两个刃口。该钻
300度保温后，孔能大6—8道。
