1、刀具材料,刀具基體材料分類,一般刀具材料對比,0,500,1,000,1,500,2,000,2,500,3,000,3,500,4,000,高速鋼,硬質合金,金屬陶瓷,陶瓷,立方氮化硼 CBN,金剛石 PCD,一般刀具材料抗拉強度 N/mm,高速鋼刀具材料,高速鋼是一種量大面廣的刀具材料。由于高速鋼具有許多獨特的優(yōu)點：如強度高，韌性好，性能比較穩(wěn)定，工藝性好，能制作成各種形狀和尺寸，特別是大型復雜刀具等，因而始終保持其在刀具材料中的特殊地位。高速鋼作為傳統(tǒng)刀具材料，雖屬老領域，但新的鋼種開發(fā)及應用研究仍長盛不衰，在繼續(xù)發(fā)展。其方向主要遵循兩條原則，即尋找更價廉或供應更可靠的合金元素以及如何進

2、一步提高鋼種的綜合力學性能。,切削刀具用硬質合金分類及標志,切削刀具用硬質合金根據國際標準ISO分類，把所有牌號分成用顏色標識的六大類，分別以字母P、M、K、N、S 、H表示。分類的主要依據是加工材料的化學元素含量、結構、硬度和導熱性能。,每一類中的各個牌號分別給以一個0150之間的數(shù)字，表示從最高硬度到最大韌性之間的一系列合金，以供各種被加工材料的不同切削工序及加工條件時選用。根據使用需要，在兩個相鄰的分類代號之間，可插入一個中間代號，如在P10和P20之間插入P15，K20和K30之間插入K25等，但不能多于一個。,硬質合金是一種主要由不同的碳化物和粘結相組成的粉末冶金產品。 硬質合金很硬

3、。其主要碳化物有： - 碳化鎢(WC) - 碳化鈦 (TiC) - 碳化鉭(TaC) - 碳化鈮(NbC) 在大部分情況下，鈷作為粘結相使用。,硬質合金切削材料,在硬質合金工廠，硬質合金需經過混合、壓制和燒結。 硬質合金的分類根據ISO標準進行。這種分類的依據是工件的材料類別( P, M, K)。 不同的硬質合金材質有不同的用途，如車削、銑削、孔加工、螺紋加工、切槽等。,常用鍍層材料,碳化鈦(TiC)高硬度耐磨化合物，有著良好的抗摩擦磨損性能。 氮化鈦(TiN)的硬度稍低，但卻有較高的化學穩(wěn)定性，并可大大減少刀具與被加工工件之間的摩擦系數(shù)。 碳氮化鈦(TiCN)是在單一的TiC晶格中，氮原子?

4、(N)占據原來碳原子(C)在點陣中的位置而形成的復合化合物，TiCxNy中碳氮原子的比例有兩種比較理想的模式，即TiC0.5N0.5和TiC0.3N0.7。由于TiCN具有 TiC和TiN的綜合性能，其硬度(特別是高溫硬度)高于 TiC和TiN，因此是一種較理想的刀具鍍層材料。 氧化鋁(Al2O3)在抗氧化磨損和抗擴散磨損性能上，沒有任何材料能與氧化鋁相比。但由于氧化鋁與基體材料的物理、化學性能相差太大，單一的氧化鋁鍍層無法制成理想的鍍層刀具。 鋁氮化鈦(TiAlN) 在切削過程中鋁氧化而形成Al2O3，從而起到抗氧化和抗擴散磨損作用，但其抗氧化性能比單一的Al2O3鍍層稍差，因為TiAlN中

5、形成的Al2O3在切削過程中邊生成邊磨掉。但在高速切削時，其效果優(yōu)于不含鋁的TiCN鍍層。,PVD方法,物理氣相沉積是一種固態(tài)的金屬反應成分的過程，例如鈦。物理氣相沉積一般有真空中蒸發(fā)沉積、濺射、離子鍍三種將固態(tài)鍍層材料氣化的方法。 由于PVD工藝溫度低，不會降低硬質合金刀片自身的強度，刀片刃部可磨得十分鋒利，從而可降低機床的功率消耗。,特點： 1）牌號的選擇覆蓋了大多數(shù)的應用情況 2）薄的氮化鈦TiN涂層，厚度在2 - 4 微米之間 3）400(C) 的涂層溫度 4）提高生產率 5）摩擦系數(shù)小,優(yōu)點： 比非涂層硬質合金刀片的刀具壽命高出15。 刃口鋒利 刃口牢固性較好。 比非涂層硬質合金的刀

6、片的切削速度提高100%。 抗月牙洼磨損和積屑瘤,立方氮化硼CBN,氮化硼的化學組成和石墨非常相似, 顏色為白色，晶格為密排六方晶格，象石墨一樣的低硬度。 立方氮化硼刀片是由立方氮化硼細小顆粒在氮化鈦等基體材料上通過壓力燒結方式制造出來的。 石墨經高溫高壓處理變成人造金剛石，用類似的手段處理氮化硼（六方）就能得到立方氮化硼。立方氮化硼是六方氮化硼的同素異形體，是人類已知的硬度僅次于金剛石的物質。 立方氮化硼的熱穩(wěn)定性大大高于金剛石。在空氣中，人造金剛石在800時即碳化，而立方氮化硼可耐13001500的高溫，甚至在1500時也不發(fā)生相變。聚晶立方氮化硼在 1400仍然保持其硬度，與鐵族元素的化

7、學惰性比金剛石大，能以加工普通鋼和鑄鐵的切削速度切削淬火鋼、冷硬鑄鐵、高溫合金等，從而大大提高生產率.,金剛石材料,碳元素被組成兩種不同的晶格形式, 密排六方晶格的軟石墨和眾所周知的最硬的刀具材料立方晶格的金剛石。 金剛石主要存在于沉積巖中。當被開采出來的時候，金剛石主要積聚在金伯利巖石之中。此外金剛石也存在于河流沉積物中。 金剛石有天然的和人造的兩種，都是碳的同素異形體。人造金剛石是在高壓高溫條件下，借合金觸媒的作用，由石墨轉化而成的。金剛石硬度極高，是目前已知的最硬物質，其硬度接近于 10,000HV，而硬質合金的硬度僅為1,0601,800 HV ）。 金剛石刀具既能勝任硬質合金、陶瓷、

8、高硅鋁合金等高硬度、耐磨材料的加工，又可用以切削有色金屬及其合金和不銹鋼但它不適合加工鐵族材料。這是由于鐵和碳原子的親和性產生的粘附作用而損壞刀具。 大顆粒金剛石分單晶和聚晶兩種。所謂聚晶就是由許多細小的金剛石晶粒（直徑約在 1 100 m之間）聚合而成的大顆粒的多晶金剛石塊，而晶粒的無定向排列，使其具有優(yōu)于天然金剛石的強度和韌性。,刀具幾何參數(shù) (車削),車削的定義，車削切削三要素,車削加工就是工件旋轉做主運動，刀具做軸向和徑向進給運動。 線性切削速度Vc,切深ap和每轉走刀量f是車削三要素。 Vc: m/min 米/分鐘 ap: mm 毫米 fr(fn): mm/r 毫米/轉,車削三要素與

9、刀具壽命,通常： 切削速度增加20%刀片磨損增加50%； 走刀量增加20%刀片磨損增加20%； 切深增加50%刀片磨損增加20%。,但事物總有正反兩面，在正確的參數(shù)范圍之內，線速度Vc增加，使得工件塑性變形程度減少、切削溫度增加，能減少材料的加工硬化深度、降低材料的硬度,提高刀具壽命. 在正確的參數(shù)范圍之內,加大進給量f,能減少刀具與工件的摩擦路程,提高刀具壽命. 在加工鑄鐵鍛件等毛坯料時,加大切深ap,能減少刀尖與硬表皮的摩擦,提高刀具壽命.,刀尖圓弧與進給量f的關系,r(mm) 0.4 0.8 1.2 1.6 2.4 fn(mm/min) 0.120.15 0.250.5 0.360.7

10、0.51.0 0.71.6 通常粗車的刀尖圓弧半徑選擇r=1.21.6mm,進給量選擇刀尖半徑的1/2.,切削基本概念,待加工表面-工件上有待切除的表面。 已加工表面-工件上經刀具切削后產生的表面。 過渡表面(同義詞：加工表面)-工件上由切削刃形成的那部分表面，它將在下一個行程，刀具或工件的下一轉里被切除，或者由下一個切削刃切除。,刀具結構要素,前面(同義詞：前刀面) -刀具上切屑流過的表面。 后面(同義詞：后刀面) 與工件上切削中產生的表面相對的表面。 主后面(同義詞：主后刀面) -對著過渡表面。 副后面(同義詞：副后刀面) -它對著已加工表面,主切削刃 起始于切削刃上主偏角為零的點，并至少

11、有一段切削刃擬用來在工件上切出過渡表面的那個整段切削刃。 副切削刃 切削刃上除主切削刃以外的刃，亦起始于切削刃上主偏角為零的點，但它向背離主切削刃的方向延伸。,刀具角度參考系,車刀的標注角度,前角-前面與基面間的夾角。 后角-后面與切削平面間的夾角。 楔角-前面與后面間的夾角。 主偏角r-主切削平面與假定工作平面間的夾角，在基面中測量。 副偏角 r -副切削平面與假定工作平面間的夾角，在基面中測量。 刀尖角-主切削平面與副切削平面間的夾角，在基面中測量。 刃傾角-主切削刃與基面間的夾角，在主切削平面中測量。,前角的影響,大前角的優(yōu)點： 切削力小 切削熱小 能抑制積屑瘤 不易振動 大前角的缺點：

12、 刀頭強度低 散熱體積小 彎曲應力，易造成崩刃 不易斷屑,a 拉應力 b 壓應力,從金屬切削的變形規(guī)律可知，前角是切削刀具上重要幾何參數(shù)之一，它的大小直接影響切削力、切削溫度和切削功率，影響刃區(qū)和刀頭的強度與散熱體積，從而然響刀具耐用度和切削加工生產率。選擇合理的前角，是刀具設計的重要問題,正前角 = +50 to +70,刀片被夾持在刀桿上，刀尖向上，必須要有后角，以免刀片下部與工件摩擦。這些稱為正前角刀桿和正前角刀片。,中性 = 00,在刀桿和刀片向前伸出時，需要有后角。,負前角 = -50 to -70,刀桿使刀片刀尖向下，使刀片底部離開工件。此時，刀片不需要后角。（您可使用刀片的雙面，

13、得到雙倍的刃口數(shù)。）,刀片后角 刀片下的空間,斷屑 (車削),辨別切屑,切深,進給,速度,刀片損壞,斷屑的種類,斷屑有三種形式:A/自斷屑(最好的斷屑形式); B/切屑碰到刀具斷裂; C/切屑碰到工件斷裂(不可取,應該避免) 常用的斷屑方式: 1)增加進給量f 2)取小的刀具前角 3)取大的刀具主偏角 4)加冷卻液,切屑壓縮比前角與斷屑的關系,hc,h,hc,切屑壓縮比=hc/h 1)壓縮比的值越大,則越容易斷屑.但同時切削的抗力也增加了 2)壓縮比與線速度Vc有關,當Vc減小時,壓縮比增大,所以降低線速度也利于斷屑 3)前角減小,切屑變形大,壓縮比增大,利于斷屑,主偏角與斷屑的關系,主偏角大

14、易于斷屑,f,ap,進給量與斷屑的關系,直長條無控制切屑,纏結無控制切屑,可長達數(shù)英尺的無限 卷曲的半有序的切屑,2-5卷的有序卷曲切屑,卷曲的切屑,“9”型切屑通常是理想 的斷屑,完整曲線,一半完整曲線,碎片,最佳的范圍,可用的范圍,增加進給量,進給量、倒棱寬度與切屑的關系,由此可見,當?shù)毒呤褂靡欢螘r間后,刃口鈍化嚴重,則切屑不易斷裂,斷屑器與斷屑的關系,機械,磨出的斷屑槽,斷屑槽與斷屑的關系,壓制成型 筆直的 帶角度的 波浪型的,針對精加工/半精加工/粗加工,選擇正確的槽型也利于斷屑,不銹鋼機械切削加工性能,1）機械切削加工性能/機械性能差，切削時需要好的系統(tǒng)剛性和刀具強度 2）導熱性差，

15、易燒傷刀具 3）加工硬化嚴重 4）化學活性大，易工件發(fā)生化學反應，形成熔敷，擴散成合金點，造成粘刀 5）加工之后回彈量大 6）切屑難變形，剪切力大，易熱變形,加工不銹鋼的刀具特點,1）大的刀具前角，減少切屑變形 2）取小的主偏角，增大刀尖處的散熱面積，減少刀尖磨損速度 3）增大刀具后角，減少后刀面與工件的摩擦，減少加工硬化 4）選擇不易和工件發(fā)生化學反應的刀具材質 5）刀具材質強度高 6）取較大的切深ap和進給量f,取小的切削線速度Vc 7）使用合適的冷卻液,耐熱合金機械切削加工性能,1）機械切削加工性能/機械性能差 2）在高溫時保持材料的強度 產生較高的切削力 需要較高的能量 3）導熱性差

16、4）有硬的硬質合金成分有研磨作用 5）加工硬化嚴重 6）化學活性大，高溫下與工件發(fā)生化學反應，形成熔敷，擴散成合金點，造成粘刀 7）在小切深時，難以斷屑。 8）加工之后回彈量大 9）變形系數(shù)小，切屑在前刀面上滑動摩擦路程增大，加速刀具磨損,成功加工耐熱合金的建議,1）選擇鋒利、正前角但有一定強度的槽型 2）使用足夠的進給量f和切深ap，以免刀尖摩擦或擠壓工件。 3）使用特別針對耐熱合金加工而設計的精細顆?；?，非涂層和物理涂層硬質合金牌號。 4）適當?shù)膸Ьы毣蚧旌闲偷奶沾傻镀瑑H可用于粗加工。而且應使用變化的切深以減少缺口狀磨損。 5）使用大量的冷卻液 6）確保機床和夾具的剛性和穩(wěn)定性，以免產生

17、振動。 7）使用支撐良好，并有著足夠后角和刃口強度的刀具進行粗加工，在斷續(xù)切削時尤其應該注意這一點。 8）在銑削時，建議采用有正確的銑刀位置的順銑方式加工， 以獲得在出口處最小的切屑厚度， 從而減少積屑瘤的產生。 9）銑刀盤應有大的容屑空間。 10）確保好的刀具精度，以獲得穩(wěn)定的和平衡的切削負荷。,銑削刀具,銑削類型,平裝刀片,平裝結構銑刀的刀體結構工藝性好，容易加工，并可采用無孔刀片。 切削力方向的硬質合金截面較小，故平裝結構的銑刀一般用于輕型和中量型的銑削加工。,立裝刀片,立裝結構的刀片由于刀片采用切削力夾緊，夾緊力隨切削力的增大而增大，因此可省去夾緊元件，增大容屑空間。由于刀片切向安裝，

18、在切削力方向的硬質合金截面較大，因而可進行大切深、大走刀量切削，這種銑刀適用于重型和中量型的銑削加工。,立裝刀片,立裝刀片,BF拉刀式銑刀,優(yōu)點：1）不用對刀，換刀片操作方便 2）表面質量高 3）沒有毛刺翻邊,QC鑄鐵專用銑刀,常規(guī)用途的銑刀類型 螺釘夾緊的刀片 可調銑刀類型 楔塊夾緊的刀片和修光刃刀片，用于精銑加工。,小刀夾系統(tǒng)可以實現(xiàn)在同一個刀體完成多種任務； 凸輪式軸向調整可得到同一刀尖高度（等齒高）； 內冷可改善粗糙度和刀具壽命； 大刀盤采用的是航空鋁合金材料制成，減少重量。在刀體表面的涂層可以抵抗切屑對刀體的磨損； 小刀夾可是機夾式也可是焊接式的,以適用于您的加工狀況。,鋁 合 金

19、面 銑 刀,粗齒銑刀,適用于普通機床的大余量粗加工和軟材料或切削寬度較大的銑削加工；當機床功率較小時，為使切削穩(wěn)定，也常選用粗齒銑刀。,密齒銑刀,適用于普通機床、專機和加工中心的銑削加工；可以實現(xiàn)精密高效加工.但密齒銑刀對機床的功率要求較高,對機床/夾具/工件/刀柄的剛性要求較高,不適合系統(tǒng)剛性較差時的加工,可轉位銑刀主要幾何角度的符號及意義,銑刀主偏角,主偏角為切削刃與切削平面的夾角。可轉位銑刀的主偏角主要有90、88、75、60、45等幾種。 主偏角對徑向切削力和切削深度影響很大。徑向切削力的大小直接影響切削功率和刀具的抗振性能。銑刀的主偏角越小，其徑向切削力越小，抗振性也越好，但切削深度

20、也隨之減小。,當主偏角減少時，指向工件的合成切削力增加。合成力的方向是垂直于刃口的。,主偏角,45主偏角,90主偏角,90主偏角,90 主偏角,75 主偏角,60 主偏角,45主偏角,90主偏角銑刀,在銑削帶凸肩的平面時選用，一般不用于純平面加工。該類刀具通用性好(即可加工臺階面，又可加工平面)，在單件、小批量加工中選用。由于該類刀具的徑向切削力等于切削力，進給抗力大，易振動，因而要求機床具有較大功率和足夠的剛性。在加工帶凸肩的平面時，也可選用88主偏角的銑刀，較之90主偏角銑刀，其切削性能有一定改善。,6075主偏角銑刀,適用于平面銑削的粗加工。由于徑向切削力明顯減小(特別是60時)，其抗振

21、性有較大改善，切削平穩(wěn)、輕快，在平面加工中應優(yōu)先選用。75主偏角銑刀為通用型刀具，適用范圍較廣；60主偏角銑刀主要用于鏜銑床、加工中心上的粗銑和半精銑加工。,45主偏角銑刀,此類銑刀的徑向切削力大幅度減小，約等于軸向切削力，切削載荷分布在較長的切削刃上，具有很好的抗振性，適用于鏜銑床主軸懸伸較長的加工場合。用該類刀具加工平面時，刀片破損率低，耐用度高；在加工鑄鐵件時，工件邊緣不易產生崩刃。,銑刀前角,銑刀的前角可分解為徑向前角f和軸向前角p，徑向前角f主要影響切削功率；軸向前角p則影響切屑的形成和軸向力的方向，當p為正值時切屑即飛離加工面。,雙正前角,切削輕快，排屑順利但切削刃強度較差。適用于

22、加工軟材料和不銹鋼、耐熱鋼、普通鋼和鑄鐵等。在小功率機床、工藝系統(tǒng)剛性不足、以及有積屑瘤產生時應優(yōu)先選用該形式。,雙負前角,抗沖擊能力強，采用負型刀片，適用于粗銑鑄鋼、鑄鐵和高硬度、高強度鋼。 但銑削功率消耗大，需要極好的工藝系統(tǒng)剛性,正負前角,切削刃抗沖擊性能較強，切削刃也較鋒利。適用于加工鋼、鑄鋼和鑄鐵。大余量銑削時，效果也較好,順銑,順銑時刀具旋轉方向和進給方向相同。順銑開始時切屑的厚度在為最大值，切削力是指向機床臺面的。 順銑是為獲得良好的表面質量而最常用的加工方法。它具有較小的后刀面磨損、機床運行平穩(wěn)等優(yōu)點，適用于在較好的切削條件下加工高合金鋼。 使用說明： 不宜加工含硬表層的工件（

23、如鑄件表層），因為這時刀刃必須從外部通過工件的硬化表層，從而產生較強的磨損。,逆銑,逆銑時刀具旋轉方向與進給方向相反。逆銑開始時切屑的厚度為0，當切削結束時切屑的厚度增大到最大值。銑削過程中包含著拋光作用。切削力是離開安裝工件的機床工作臺面的。 鑒于采用這種方法產生一些副作用，諸如后刀面磨損加快從而降低刀片耐用度，在加工、高合金鋼產生表面硬化，表面質量不理想等，所以這種方法極少使用。 使用說明： 必須完全將工件夾緊，否則有提起工作臺的危險。,順銑和逆銑,在面銑削中，順銑和逆銑也會出現(xiàn)，但其切削作用將受到旋轉的位置以及刀具的尺寸和幾何形狀的影響。安裝刀具時，如果主軸的中心位于工件之外，而且刀具的

24、旋轉方向與進給方向相同，這樣得到的是順銑；如果旋轉的方向與進給方向相反則得到的是逆銑。,切屑厚度,每齒進給量是一個重要的切削數(shù)據，它在銑削中是可變化的，它對切屑厚度的影響極大，而切屑厚度在銑削過程中也是一個重要的因素。逆銑時，銑削開始時薄的切屑對于刀具的磨損和切削力是不利的。由于力作用的結果，刀具與工件趨向于分離，而且在刀刃切入前就打滑，刀具發(fā)生磨損。這種情況對刀口的有害性比刀刃切入金屬要大得多。順銑以最大的切屑厚度開始切入，而且要求將機床的進給裝置調整到沒有間隙。刀具切入時，一旦裝有工件的工作臺退讓了，則刀具、工件甚至機床都有損壞的危險。,刀具定位(1),刀具每一次切入，其切削刃都要經受一次

25、或大或小的沖擊負載，該沖擊負載是由工件材料、切屑的橫截面積和以及切削的類型所決定的。刀刃與工件間順利的初始接觸是銑削的關鍵點，這將取決于刀具的直徑和幾何形狀的選擇以及刀具的定位。,第一種情況，切入時的沖擊發(fā)生在刀片最外部的刀角上。該刀具的中心遠離工件，切削刃的最薄弱的部位受到沖擊負載。,第二種是有利的情況，刀具的中心位于工件很中央，初始沖擊發(fā)生在遠離刀尖的刀刃部分。切削刃的切入角應盡可能做成負角，一旦刀具正常地切入后，這種切入的全過程可認為是經正確選用的刀刃將以刀刃的負角切入。,切削長度,在銑削中，切削長度對刀具壽命的影響要比切屑厚度的影響大。中心定位的刀具使每一條切削刃得到最短的切削長度，刀

26、具向橫向移動將使弧形的切削長度變長。將刀具調節(jié)接近中心意味著可得到最大的平均切屑厚度。,cutting forces arc of cut,優(yōu)點:長的切削弧度 =長的刀具壽命 減少振動,面銑刀偏心切削的優(yōu)點:,鉆頭使用指南,整體硬質合金麻花鉆,工作部分直徑Dc公差: m7, 柄部直徑d1 公差: h6,40% 的金屬加工是孔加工 孔加工中的80%是淺孔加工,Drive movements.,2,鉆尖角2的影響 1）鉆尖角小，則切削刃變長，鉆頭承受的扭矩增大； 2）鉆尖角小，切屑變寬變薄，不易斷屑； 3）鉆尖角小，軸向抗力變小，徑向抗力變大，不利于鉆相貫孔，不利于在斜面鉆孔。,Back tape

27、r(倒錐).,1）所有的鉆頭、絲錐、鉸刀都有倒錐； 2）加工硬材、易加工硬化和回彈較大的材質，可以取較大的倒錐以減少與孔壁的摩擦；,Web taper.,Plain cylindrical普通圓柱柄,Morse taper莫氏錐柄,Standard shank標準圓柱柄,Different drill shanks.,一、鉆頭刃帶的作用 1）保持鉆頭尺寸 2）支撐孔壁，自導向，在加工過程中起穩(wěn)定鉆削的作用 二、四刃帶（double land）鉆頭的特點 1）孔精尺寸精度和形狀精度高 2）孔表面質量高 3）可以加工深孔（最大40倍直徑的深度，需內冷卻）,切削刃,修光刃,刀具刃口鈍化,Cleara

28、nce angle.,Insufficient clearance causes the drill to rub behind the cutting edge. It will make the drill work hard, generate heat and increase axial thrust. Results in poor hole quality and drill breakage.,Excessive clearance results in lack of support behind cutting edge with quick dulling and poo

29、r toollife despite initial free cutting action. Clearance angle behind cutting tip for general purposes is 8 - 12 average.,Influence of clearance on performance.,過小的后角會導致后刀面與工件摩擦,使軸向力增加,切削不輕快.孔表面質量下降,鉆頭易折斷,過大的后角使刃口強度減弱,不耐磨損,壽命降低.理想的后角是8 - 12,60 - 70% 30 - 40%,Axial forces軸向抗力.,10% of diameter,Form A

30、 Web thinning,Form D Cast Iron,Form E Centre point,reground to 140,point angle normal 118,reground to 90,Main cutting edge design for reground twist drills.,Typ N general purpose,Typ H brittle materials,Typ W soft materials,Basic drill types.,一般來說，螺旋角越大，則主切削刃的前角越大；螺旋角越大，則鉆頭的剛性越差。 螺旋槽的作用： 1）容屑 2）靠螺旋輸

31、出切屑 3）迫使切屑卷曲,Solid Carbide Drill AlphaJet直槽鉆，用于短切屑材料的加工，切屑靠冷卻沖出，所以絕大多數(shù)的直槽鉆都帶有內冷卻孔,Profile of a twist drill.,Flute profiles.,Graph for pecking cycles.,d2 = d1 + 0,5.1,d1,90 . 130,Step drill for machining with minimum burr formation.,The influence of tip-angle on the cutting forces.,軟材,硬材,小的鉆尖角鉆尖先切入工件

32、,起到定心作用,大的鉆尖角軸向抗力更多,可以減小徑向力,防止徑向偏移,The drilling process - flute form and rake.,Neg.,Corr.,Pos.,hard materials,heat treated materials,soft materials,hard materials,Rake angle.,淺孔鉆與整體硬質合金鉆頭的比較,可轉位刀片鉆頭 切削速度Vc 高 進給f 低 不需重磨 刀長不變 穩(wěn)定的刀具壽命 刀具材料容易改進,整體硬質合金鉆頭 切削速度Vc 低 進給f 高 鉆孔精度高 鉆孔表面粗糙度好,直徑 12.7 - 26,冷卻液,這些數(shù)

33、據是最小值確保了可靠的加工影響冷卻的因素有冷卻液的壓力和流量 垂直加工: 參數(shù) + 30 40 %,3倍長徑比,5倍長徑比,8倍長徑比,1 - 首選 : 使用最短的鉆頭采用65槽型 2 - 調節(jié)進給量以獲得流暢的切屑流動。 3 - 鉆深大于1倍長徑比，建議采用切削液 3 - 使用的刀桿為側面夾緊。,特殊GY-SAF 的鉆頭,SD100 12 30,長徑比 : 2倍的長徑比有著很好的剛性和強度。 4倍的長徑比為了鉆更深的孔。,刀片 LCMT 12 16,斷屑槽寬度,較大的硬質合金厚度,強度更好的刀片適用于大的進給量。 斷屑槽寬度和較厚的刀片厚度能夠承受較難的鉆削加工。,刀片 XPMT 16.5

34、30,直徑16.5-30 mm鉆頭的刀片有4條切削刃。,鉆頭在兩個刀片座采用相同的單一刀片。,1,2,3,4,4 條切削刃 每個刀片座使用2條切削刃。,在中心和周邊位置的切削刃有2種不同的槽型，確保了極好的斷屑和排屑。,刀片的支撐是獨立的，以保護切削刃。,刀片XPMT 16.5 - 30,切削液孔保證了加工的高穩(wěn)定性。,SD100 12 30,2倍長徑比時孔的精度,- 0.3,+0.1,4倍長徑比時孔的精度,- 0.3,+0.2,刀尖圓角、進給量與表面粗糙度,孔加工刀具失效分析,后刀面磨損,機械磨損是刀片磨損最主要的原因，并隨著切削速度提高而增大，磨損痕跡有直角和銳角兩種。 后刀面磨損引起的后

35、果： 切削力的增大， 振動加劇， 溫度升高， 表面質量降低， 刀刃偏差導致工件尺寸精度下降。 補救措施： 降低切削速度 選擇更耐磨的硬質合金 檢查刀尖高度 選擇進給量與切深的正確比例。,前刀面磨損,主要在加工鑄鐵和某些非鐵材料時產生。,月牙洼磨損,切削速度過高，進給速度過高，或切削前角太小都是產生月牙洼磨損的原因。流出的高溫切屑在硬質合金刀片的切削表面產生月牙洼磨損。過量的月牙洼磨損回削弱切削刃，導致切屑變形以及切削力增大，增加刀刃破損的危險。 補救措施： 降低切削速度和/或進給量。選擇較耐磨的材料。選用配正型前角刀片的刀桿。,連續(xù)切屑,解決方法 增大進給 增大速度并減少進給 改進刀片槽型,切

36、屑損傷刀桿,解決方法 增大進給 增大冷卻壓力 增大切削速度,碎切屑流動不暢,解決方法 增大冷卻壓力 增大速度 減少進給,崩刃,外刀片崩刃 解決方法 檢查刀具，如需要可降低進給 選高韌性刀片 選擇可承受大進給的槽型 減少進給,內刀片崩刃 解決方法 檢查夾緊情況 檢查機床夾緊情況 減少進給 選高韌性刀片,積屑瘤和外刀片磨損太快,積屑瘤 解決方法 加速 選更鋒利刀片 加大冷卻壓力,外刀片磨損太快 解決方法 減少速度 增大冷卻壓力 選更耐磨刀片,與機床相關的問題,振動 解決方法 檢查刀具及工件的夾緊 增大進給 增大切削速度，同時減少進給 減少切削速度,機床停轉 扭距過大的解決方法 減少進給 選擇更鋒利

37、的刀片幾何槽型 預鉆小孔，然后用擴孔刀擴孔 機床功率不夠的解決方法 減少切削速度 減少進給 選擇更鋒利的刀片幾何槽型 預鉆小孔，然后用擴孔刀擴孔,鉆出通孔,對于鉆通孔而言，在孔被鉆穿之前，將在孔底形成一個圓盤，此圓盤一直受到鉆頭向外的一個推力。因此在車間上，必須預先采用措施來避免此圓盤飛出打傷機床，對于升放式機床，必須采用保護措施。 根據工件材料不同，在鉆通孔時，工件有變形或損壞的可能性。,在進給太大時，對于鑄件來講，在孔底部此圓盤會斷裂飛出。可通過降低進給的方法減少其影響。,對于韌性工件來講，在孔壁將產生大量毛刺，通過降低進給和選用更鋒利刀片可減少此趨勢。,夾緊,穩(wěn)固的裝夾是取得好的加工質量

38、的孔及刀具壽命的失決條件。 薄壁件更需要好的支撐和夾緊，因為切削力將使工件彎曲變形而且刀片在鉆出工件時，切削刃會損傷。,層疊工件鉆加工,加工層疊工件，淺孔鉆不合適，因為在孔底會出現(xiàn)一個圓盤無法消除。,斷續(xù)切削,一般情況下，淺孔鉆鉆入和鉆出的表面都是預加工過的，如在毛坯面上鉆孔，須減小進給。 對于進給減少到何種程度須按實際情況而定（未完全切入之前） 如表面斜度在5以下，無須降低。 大于5須減少30%-50%左右。 鉆鏈式孔或嚴重斷續(xù)切削，須減小50%左右。 鉆相對端面時，也須減少50%左右。,鉆入貫通孔,鉆相對端面孔,斜面鉆入與鉆出,鉆鏈式孔和斷續(xù)切削,絲錐使用指南,T2-011-0011-E-

39、p,Plug tap with short taper (1 to 3 thread lead),Second tap with average taper length (3 to 5 thread lead),Taper tap with long taper length (7 to 10 thread lead),Nut thread with extra long taper (12 to 16 thread lead),Thread former (without flutes),Fluteless tap with long spiral point without swarf

40、or lubricant flutes (for use on thin sheet metal),Thread Formers and TapsCharacteristics of the Lead Angle,Tap Geometry,1) Rake angle 2) Chamfer relief angle 3) Lead/chamfer angle 4) Spiral point angle 5) Eccentric relief angle 6) Thread relief 7) Pitch 8) Width of land,T3-028-0101-E-p,Rake Angle on

41、 Taps,T3-016-0101-E-p,Tap geometry - spiral point / rake angle,Type 21 (AL),Type 17 (N),Type 47 (Ti),Decreasing rake angle by increasing stability,B9_044_E.ppt,Taps The Geometry,T2-018-0011-E-p,Flute Design: - The fluteform, especially the rake angle influences the chip-formation when working in dif

42、ferent materials.,Different Types of Relief,T3-017-0101-E-p,Tap - back taper,back taper tapered pitch-diameter e.g. 1 : 1.000 on 10 mm length 0,01 mm,Thread-reliefs,profile-relief - outside diameter - P.D. pitch-diameter - minor dia,eccentric relief - P.D. pitch-diameter - minor dia,no-eccentric rel

43、ief,T2-017-0011-E-p,0.007 mm (.0003“),1 mm (.04“),0.003 mm (.0001“),1 mm (.04“),TapsThe Geometry,The lead/chamfer,T3-029-0101-E-p,Form of chamfer,6-8 number of threads,3,5-5 number of threads,2-3 number of threads,3,5-5 number of threads,1,5-2 number of threads,B9_034_E.ppt,Leads/chamfers,T3-030-010

44、1-E-p,Chip cross-sections at different lengths of chamfer,T3-045-0101-E-p,T2-015-0011-E-p,TapsThe Geometry,T2-019-0011-E-p,TapsThe Geometry,T2-016-0011-E-p,TapsThe Geometry,T2-013-0011-E-p,Tap with pilot,Tap with internal (female) centre,Tap with external (male) centre,Tap with external (male) centre combined with shoulder,Thread Formers and Taps,T2-021-0011-E-p,Number of holes,Taps Influence of chamfer length,Nomenclature,T3-020-0101-E-p,Straight flute,Spiral flute,Straight flu