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刀具材料,刀具基体材料分类,一般刀具材料对比,0,500,1,000,1,500,2,000,2,500,3,000,3,500,4,000,高速钢,硬质合金,金属陶瓷,陶瓷,立方氮化硼 CBN,金刚石 PCD,一般刀具材料抗拉强度 N/mm,高速钢刀具材料,高速钢是一种量大面广的刀具材料。由于高速钢具有许多独特的优点：如强度高，韧性好，性能比较稳定，工艺性好，能制作成各种形状和尺寸，特别是大型复杂刀具等，因而始终保持其在刀具材料中的特殊地位。高速钢作为传统刀具材料，虽属老领域，但新的钢种开发及应用研究仍长盛不衰，在继续发展。其方向主要遵循两条原则，即寻找更价廉或供应更可靠的合金元素以及如何进一步提高钢种的综合力学性能。,切削刀具用硬质合金分类及标志,切削刀具用硬质合金根据国际标准ISO分类，把所有牌号分成用颜色标识的六大类，分别以字母P、M、K、N、S 、H表示。分类的主要依据是加工材料的化学元素含量、结构、硬度和导热性能。,每一类中的各个牌号分别给以一个0150之间的数字，表示从最高硬度到最大韧性之间的一系列合金，以供各种被加工材料的不同切削工序及加工条件时选用。根据使用需要，在两个相邻的分类代号之间，可插入一个中间代号，如在P10和P20之间插入P15，K20和K30之间插入K25等，但不能多于一个。,硬质合金是一种主要由不同的碳化物和粘结相组成的粉末冶金产品。 硬质合金很硬。其主要碳化物有： - 碳化钨(WC) - 碳化钛 (TiC) - 碳化钽(TaC) - 碳化铌(NbC) 在大部分情况下，钴作为粘结相使用。,硬质合金切削材料,在硬质合金工厂，硬质合金需经过混合、压制和烧结。 硬质合金的分类根据ISO标准进行。这种分类的依据是工件的材料类别( P, M, K)。 不同的硬质合金材质有不同的用途，如车削、铣削、孔加工、螺纹加工、切槽等。,常用镀层材料,碳化钛(TiC)高硬度耐磨化合物，有着良好的抗摩擦磨损性能。 氮化钛(TiN)的硬度稍低，但却有较高的化学稳定性，并可大大减少刀具与被加工工件之间的摩擦系数。 碳氮化钛(TiCN)是在单一的TiC晶格中，氮原子?(N)占据原来碳原子(C)在点阵中的位置而形成的复合化合物，TiCxNy中碳氮原子的比例有两种比较理想的模式，即TiC0.5N0.5和TiC0.3N0.7。由于TiCN具有 TiC和TiN的综合性能，其硬度(特别是高温硬度)高于 TiC和TiN，因此是一种较理想的刀具镀层材料。 氧化铝(Al2O3)在抗氧化磨损和抗扩散磨损性能上，没有任何材料能与氧化铝相比。但由于氧化铝与基体材料的物理、化学性能相差太大，单一的氧化铝镀层无法制成理想的镀层刀具。 铝氮化钛(TiAlN) 在切削过程中铝氧化而形成Al2O3，从而起到抗氧化和抗扩散磨损作用，但其抗氧化性能比单一的Al2O3镀层稍差，因为TiAlN中形成的Al2O3在切削过程中边生成边磨掉。但在高速切削时，其效果优于不含铝的TiCN镀层。,PVD方法,物理气相沉积是一种固态的金属反应成分的过程，例如钛。物理气相沉积一般有真空中蒸发沉积、溅射、离子镀三种将固态镀层材料气化的方法。 由于PVD工艺温度低，不会降低硬质合金刀片自身的强度，刀片刃部可磨得十分锋利，从而可降低机床的功率消耗。,特点： 1）牌号的选择覆盖了大多数的应用情况 2）薄的氮化钛TiN涂层，厚度在2 - 4 微米之间 3）400(C) 的涂层温度 4）提高生产率 5）摩擦系数小,优点： 比非涂层硬质合金刀片的刀具寿命高出15。 刃口锋利 刃口牢固性较好。 比非涂层硬质合金的刀片的切削速度提高100%。 抗月牙洼磨损和积屑瘤,立方氮化硼CBN,氮化硼的化学组成和石墨非常相似, 颜色为白色，晶格为密排六方晶格，象石墨一样的低硬度。 立方氮化硼刀片是由立方氮化硼细小颗粒在氮化钛等基体材料上通过压力烧结方式制造出来的。 石墨经高温高压处理变成人造金刚石，用类似的手段处理氮化硼（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异形体，是人类已知的硬度仅次于金刚石的物质。 立方氮化硼的热稳定性大大高于金刚石。在空气中，人造金刚石在800时即碳化，而立方氮化硼可耐13001500的高温，甚至在1500时也不发生相变。聚晶立方氮化硼在 1400仍然保持其硬度，与铁族元素的化学惰性比金刚石大，能以加工普通钢和铸铁的切削速度切削淬火钢、冷硬铸铁、高温合金等，从而大大提高生产率.,金刚石材料,碳元素被组成两种不同的晶格形式, 密排六方晶格的软石墨和众所周知的最硬的刀具材料立方晶格的金刚石。 金刚石主要存在于沉积岩中。当被开采出来的时候，金刚石主要积聚在金伯利岩石之中。此外金刚石也存在于河流沉积物中。 金刚石有天然的和人造的两种，都是碳的同素异形体。人造金刚石是在高压高温条件下，借合金触媒的作用，由石墨转化而成的。金刚石硬度极高，是目前已知的最硬物质，其硬度接近于 10,000HV，而硬质合金的硬度仅为1,0601,800 HV ）。 金刚石刀具既能胜任硬质合金、陶瓷、高硅铝合金等高硬度、耐磨材料的加工，又可用以切削有色金属及其合金和不锈钢但它不适合加工铁族材料。这是由于铁和碳原子的亲和性产生的粘附作用而损坏刀具。 大颗粒金刚石分单晶和聚晶两种。所谓聚晶就是由许多细小的金刚石晶粒（直径约在 1 100 m之间）聚合而成的大颗粒的多晶金刚石块，而晶粒的无定向排列，使其具有优于天然金刚石的强度和韧性。,刀具几何参数 (车削),车削的定义，车削切削三要素,车削加工就是工件旋转做主运动，刀具做轴向和径向进给运动。 线性切削速度Vc,切深ap和每转走刀量f是车削三要素。 Vc: m/min 米/分钟 ap: mm 毫米 fr(fn): mm/r 毫米/转,车削三要素与刀具寿命,通常： 切削速度增加20%刀片磨损增加50%； 走刀量增加20%刀片磨损增加20%； 切深增加50%刀片磨损增加20%。,但事物总有正反两面，在正确的参数范围之内，线速度Vc增加，使得工件塑性变形程度减少、切削温度增加，能减少材料的加工硬化深度、降低材料的硬度,提高刀具寿命. 在正确的参数范围之内,加大进给量f,能减少刀具与工件的摩擦路程,提高刀具寿命. 在加工铸铁锻件等毛坯料时,加大切深ap,能减少刀尖与硬表皮的摩擦,提高刀具寿命.,刀尖圆弧与进给量f的关系,r(mm) 0.4 0.8 1.2 1.6 2.4 fn(mm/min) 0.120.15 0.250.5 0.360.7 0.51.0 0.71.6 通常粗车的刀尖圆弧半径选择r=1.21.6mm,进给量选择刀尖半径的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-工件上经刀具切削后产生的表面。 过渡表面(同义词：加工表面)-工件上由切削刃形成的那部分表面，它将在下一个行程，刀具或工件的下一转里被切除，或者由下一个切削刃切除。,刀具结构要素,前面(同义词：前刀面) -刀具上切屑流过的表面。 后面(同义词：后刀面) 与工件上切削中产生的表面相对的表面。 主后面(同义词：主后刀面) -对着过渡表面。 副后面(同义词：副后刀面) -它对着已加工表面,主切削刃 起始于切削刃上主偏角为零的点，并至少有一段切削刃拟用来在工件上切出过渡表面的那个整段切削刃。 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为零的点，但它向背离主切削刃的方向延伸。,刀具角度参考系,车刀的标注角度,前角-前面与基面间的夹角。 后角-后面与切削平面间的夹角。 楔角-前面与后面间的夹角。 主偏角r-主切削平面与假定工作平面间的夹角，在基面中测量。 副偏角 r -副切削平面与假定工作平面间的夹角，在基面中测量。 刀尖角-主切削平面与副切削平面间的夹角，在基面中测量。 刃倾角-主切削刃与基面间的夹角，在主切削平面中测量。,前角的影响,大前角的优点： 切削力小 切削热小 能抑制积屑瘤 不易振动 大前角的缺点： 刀头强度低 散热体积小 弯曲应力，易造成崩刃 不易断屑,a 拉应力 b 压应力,从金属切削的变形规律可知，前角是切削刀具上重要几何参数之一，它的大小直接影响切削力、切削温度和切削功率，影响刃区和刀头的强度与散热体积，从而然响刀具耐用度和切削加工生产率。选择合理的前角，是刀具设计的重要问题,正前角 = +50 to +70,刀片被夹持在刀杆上，刀尖向上，必须要有后角，以免刀片下部与工件摩擦。这些称为正前角刀杆和正前角刀片。,中性 = 00,在刀杆和刀片向前伸出时，需要有后角。,负前角 = -50 to -70,刀杆使刀片刀尖向下，使刀片底部离开工件。此时，刀片不需要后角。（您可使用刀片的双面，得到双倍的刃口数。）,刀片后角 刀片下的空间,断屑 (车削),辨别切屑,切深,进给,速度,刀片损坏,断屑的种类,断屑有三种形式:A/自断屑(最好的断屑形式); B/切屑碰到刀具断裂; C/切屑碰到工件断裂(不可取,应该避免) 常用的断屑方式: 1)增加进给量f 2)取小的刀具前角 3)取大的刀具主偏角 4)加冷却液,切屑压缩比前角与断屑的关系,hc,h,hc,切屑压缩比=hc/h 1)压缩比的值越大,则越容易断屑.但同时切削的抗力也增加了 2)压缩比与线速度Vc有关,当Vc减小时,压缩比增大,所以降低线速度也利于断屑 3)前角减小,切屑变形大,压缩比增大,利于断屑,主偏角与断屑的关系,主偏角大易于断屑,f,ap,进给量与断屑的关系,直长条无控制切屑,缠结无控制切屑,可长达数英尺的无限 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 的断屑,完整曲线,一半完整曲线,碎片,最佳的范围,可用的范围,增加进给量,进给量、倒棱宽度与切屑的关系,由此可见,当刀具使用一段时间后,刃口钝化严重,则切屑不易断裂,断屑器与断屑的关系,机械,磨出的断屑槽,断屑槽与断屑的关系,压制成型 笔直的 带角度的 波浪型的,针对精加工/半精加工/粗加工,选择正确的槽型也利于断屑,不锈钢机械切削加工性能,1）机械切削加工性能/机械性能差，切削时需要好的系统刚性和刀具强度 2）导热性差，易烧伤刀具 3）加工硬化严重 4）化学活性大，易工件发生化学反应，形成熔敷，扩散成合金点，造成粘刀 5）加工之后回弹量大 6）切屑难变形，剪切力大，易热变形,加工不锈钢的刀具特点,1）大的刀具前角，减少切屑变形 2）取小的主偏角，增大刀尖处的散热面积，减少刀尖磨损速度 3）增大刀具后角，减少后刀面与工件的摩擦，减少加工硬化 4）选择不易和工件发生化学反应的刀具材质 5）刀具材质强度高 6）取较大的切深ap和进给量f,取小的切削线速度Vc 7）使用合适的冷却液,耐热合金机械切削加工性能,1）机械切削加工性能/机械性能差 2）在高温时保持材料的强度 产生较高的切削力 需要较高的能量 3）导热性差 4）有硬的硬质合金成分有研磨作用 5）加工硬化严重 6）化学活性大，高温下与工件发生化学反应，形成熔敷，扩散成合金点，造成粘刀 7）在小切深时，难以断屑。 8）加工之后回弹量大 9）变形系数小，切屑在前刀面上滑动摩擦路程增大，加速刀具磨损,成功加工耐热合金的建议,1）选择锋利、正前角但有一定强度的槽型 2）使用足够的进给量f和切深ap，以免刀尖摩擦或挤压工件。 3）使用特别针对耐热合金加工而设计的精细颗粒基底，非涂层和物理涂层硬质合金牌号。 4）适当的带晶须或混合型的陶瓷刀片仅可用于粗加工。而且应使用变化的切深以减少缺口状磨损。 5）使用大量的冷却液 6）确保机床和夹具的刚性和稳定性，以免产生振动。 7）使用支撑良好，并有着足够后角和刃口强度的刀具进行粗加工，在断续切削时尤其应该注意这一点。 8）在铣削时，建议采用有正确的铣刀位置的顺铣方式加工， 以获得在出口处最小的切屑厚度， 从而减少积屑瘤的产生。 9）铣刀盘应有大的容屑空间。 10）确保好的刀具精度，以获得稳定的和平衡的切削负荷。,铣削刀具,铣削类型,平装刀片,平装结构铣刀的刀体结构工艺性好，容易加工，并可采用无孔刀片。 切削力方向的硬质合金截面较小，故平装结构的铣刀一般用于轻型和中量型的铣削加工。,立装刀片,立装结构的刀片由于刀片采用切削力夹紧，夹紧力随切削力的增大而增大，因此可省去夹紧元件，增大容屑空间。由于刀片切向安装，在切削力方向的硬质合金截面较大，因而可进行大切深、大走刀量切削，这种铣刀适用于重型和中量型的铣削加工。,立装刀片,立装刀片,BF拉刀式铣刀,优点：1）不用对刀，换刀片操作方便 2）表面质量高 3）没有毛刺翻边,QC铸铁专用铣刀,常规用途的铣刀类型 螺钉夹紧的刀片 可调铣刀类型 楔块夹紧的刀片和修光刃刀片，用于精铣加工。,小刀夹系统可以实现在同一个刀体完成多种任务； 凸轮式轴向调整可得到同一刀尖高度（等齿高）； 内冷可改善粗糙度和刀具寿命； 大刀盘采用的是航空铝合金材料制成，减少重量。在刀体表面的涂层可以抵抗切屑对刀体的磨损； 小刀夹可是机夹式也可是焊接式的,以适用于您的加工状况。,铝 合 金 面 铣 刀,粗齿铣刀,适用于普通机床的大余量粗加工和软材料或切削宽度较大的铣削加工；当机床功率较小时，为使切削稳定，也常选用粗齿铣刀。,密齿铣刀,适用于普通机床、专机和加工中心的铣削加工；可以实现精密高效加工.但密齿铣刀对机床的功率要求较高,对机床/夹具/工件/刀柄的刚性要求较高,不适合系统刚性较差时的加工,可转位铣刀主要几何角度的符号及意义,铣刀主偏角,主偏角为切削刃与切削平面的夹角。可转位铣刀的主偏角主要有90、88、75、60、45等几种。 主偏角对径向切削力和切削深度影响很大。径向切削力的大小直接影响切削功率和刀具的抗振性能。铣刀的主偏角越小，其径向切削力越小，抗振性也越好，但切削深度也随之减小。,当主偏角减少时，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主偏角铣刀,在铣削带凸肩的平面时选用，一般不用于纯平面加工。该类刀具通用性好(即可加工台阶面，又可加工平面)，在单件、小批量加工中选用。由于该类刀具的径向切削力等于切削力，进给抗力大，易振动，因而要求机床具有较大功率和足够的刚性。在加工带凸肩的平面时，也可选用88主偏角的铣刀，较之90主偏角铣刀，其切削性能有一定改善。,6075主偏角铣刀,适用于平面铣削的粗加工。由于径向切削力明显减小(特别是60时)，其抗振性有较大改善，切削平稳、轻快，在平面加工中应优先选用。75主偏角铣刀为通用型刀具，适用范围较广；60主偏角铣刀主要用于镗铣床、加工中心上的粗铣和半精铣加工。,45主偏角铣刀,此类铣刀的径向切削力大幅度减小，约等于轴向切削力，切削载荷分布在较长的切削刃上，具有很好的抗振性，适用于镗铣床主轴悬伸较长的加工场合。用该类刀具加工平面时，刀片破损率低，耐用度高；在加工铸铁件时，工件边缘不易产生崩刃。,铣刀前角,铣刀的前角可分解为径向前角f和轴向前角p，径向前角f主要影响切削功率；轴向前角p则影响切屑的形成和轴向力的方向，当p为正值时切屑即飞离加工面。,双正前角,切削轻快，排屑顺利但切削刃强度较差。适用于加工软材料和不锈钢、耐热钢、普通钢和铸铁等。在小功率机床、工艺系统刚性不足、以及有积屑瘤产生时应优先选用该形式。,双负前角,抗冲击能力强，采用负型刀片，适用于粗铣铸钢、铸铁和高硬度、高强度钢。 但铣削功率消耗大，需要极好的工艺系统刚性,正负前角,切削刃抗冲击性能较强，切削刃也较锋利。适用于加工钢、铸钢和铸铁。大余量铣削时，效果也较好,顺铣,顺铣时刀具旋转方向和进给方向相同。顺铣开始时切屑的厚度在为最大值，切削力是指向机床台面的。 顺铣是为获得良好的表面质量而最常用的加工方法。它具有较小的后刀面磨损、机床运行平稳等优点，适用于在较好的切削条件下加工高合金钢。 使用说明： 不宜加工含硬表层的工件（如铸件表层），因为这时刀刃必须从外部通过工件的硬化表层，从而产生较强的磨损。,逆铣,逆铣时刀具旋转方向与进给方向相反。逆铣开始时切屑的厚度为0，当切削结束时切屑的厚度增大到最大值。铣削过程中包含着抛光作用。切削力是离开安装工件的机床工作台面的。 鉴于采用这种方法产生一些副作用，诸如后刀面磨损加快从而降低刀片耐用度，在加工、高合金钢产生表面硬化，表面质量不理想等，所以这种方法极少使用。 使用说明： 必须完全将工件夹紧，否则有提起工作台的危险。,顺铣和逆铣,在面铣削中，顺铣和逆铣也会出现，但其切削作用将受到旋转的位置以及刀具的尺寸和几何形状的影响。安装刀具时，如果主轴的中心位于工件之外，而且刀具的旋转方向与进给方向相同，这样得到的是顺铣；如果旋转的方向与进给方向相反则得到的是逆铣。,切屑厚度,每齿进给量是一个重要的切削数据，它在铣削中是可变化的，它对切屑厚度的影响极大，而切屑厚度在铣削过程中也是一个重要的因素。逆铣时，铣削开始时薄的切屑对于刀具的磨损和切削力是不利的。由于力作用的结果，刀具与工件趋向于分离，而且在刀刃切入前就打滑，刀具发生磨损。这种情况对刀口的有害性比刀刃切入金属要大得多。顺铣以最大的切屑厚度开始切入，而且要求将机床的进给装置调整到没有间隙。刀具切入时，一旦装有工件的工作台退让了，则刀具、工件甚至机床都有损坏的危险。,刀具定位(1),刀具每一次切入，其切削刃都要经受一次或大或小的冲击负载，该冲击负载是由工件材料、切屑的横截面积和以及切削的类型所决定的。刀刃与工件间顺利的初始接触是铣削的关键点，这将取决于刀具的直径和几何形状的选择以及刀具的定位。,第一种情况，切入时的冲击发生在刀片最外部的刀角上。该刀具的中心远离工件，切削刃的最薄弱的部位受到冲击负载。,第二种是有利的情况，刀具的中心位于工件很中央，初始冲击发生在远离刀尖的刀刃部分。切削刃的切入角应尽可能做成负角，一旦刀具正常地切入后，这种切入的全过程可认为是经正确选用的刀刃将以刀刃的负角切入。,切削长度,在铣削中，切削长度对刀具寿命的影响要比切屑厚度的影响大。中心定位的刀具使每一条切削刃得到最短的切削长度，刀具向横向移动将使弧形的切削长度变长。将刀具调节接近中心意味着可得到最大的平均切屑厚度。,cutting forces arc of cut,优点:长的切削弧度 =长的刀具寿命 减少振动,面铣刀偏心切削的优点:,钻头使用指南,整体硬质合金麻花钻,工作部分直径Dc公差: m7, 柄部直径d1 公差: h6,40% 的金属加工是孔加工 孔加工中的80%是浅孔加工,Drive movements.,2,钻尖角2的影响 1）钻尖角小，则切削刃变长，钻头承受的扭矩增大； 2）钻尖角小，切屑变宽变薄，不易断屑； 3）钻尖角小，轴向抗力变小，径向抗力变大，不利于钻相贯孔，不利于在斜面钻孔。,Back taper(倒锥).,1）所有的钻头、丝锥、铰刀都有倒锥； 2）加工硬材、易加工硬化和回弹较大的材质，可以取较大的倒锥以减少与孔壁的摩擦；,Web taper.,Plain cylindrical普通圆柱柄,Morse taper莫氏锥柄,Standard shank标准圆柱柄,Different drill shanks.,一、钻头刃带的作用 1）保持钻头尺寸 2）支撑孔壁，自导向，在加工过程中起稳定钻削的作用 二、四刃带（double land）钻头的特点 1）孔精尺寸精度和形状精度高 2）孔表面质量高 3）可以加工深孔（最大40倍直径的深度，需内冷却）,切削刃,修光刃,刀具刃口钝化,Clearance 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 poor toollife despite initial free cutting action. Clearance angle behind cutting tip for general purposes is 8 - 12 average.,Influence of clearance on performance.,过小的后角会导致后刀面与工件摩擦,使轴向力增加,切削不轻快.孔表面质量下降,钻头易折断,过大的后角使刃口强度减弱,不耐磨损,寿命降低.理想的后角是8 - 12,60 - 70% 30 - 40%,Axial forces轴向抗力.,10% of diameter,Form A 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.,一般来说，螺旋角越大，则主切削刃的前角越大；螺旋角越大，则钻头的刚性越差。 螺旋槽的作用： 1）容屑 2）靠螺旋输出切屑 3）迫使切屑卷曲,Solid Carbide Drill AlphaJet直槽钻，用于短切屑材料的加工，切屑靠冷却冲出，所以绝大多数的直槽钻都带有内冷却孔,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.,软材,硬材,小的钻尖角钻尖先切入工件,起到定心作用,大的钻尖角轴向抗力更多,可以减小径向力,防止径向偏移,The drilling process - flute form and rake.,Neg.,Corr.,Pos.,hard materials,heat treated materials,soft materials,hard materials,Rake angle.,浅孔钻与整体硬质合金钻头的比较,可转位刀片钻头 切削速度Vc 高 进给f 低 不需重磨 刀长不变 稳定的刀具寿命 刀具材料容易改进,整体硬质合金钻头 切削速度Vc 低 进给f 高 钻孔精度高 钻孔表面粗糙度好,直径 12.7 - 26,冷却液,这些数据是最小值确保了可靠的加工影响冷却的因素有冷却液的压力和流量 垂直加工: 参数 + 30 40 %,3倍长径比,5倍长径比,8倍长径比,1 - 首选 : 使用最短的钻头采用65槽型 2 - 调节进给量以获得流畅的切屑流动。 3 - 钻深大于1倍长径比，建议采用切削液 3 - 使用的刀杆为侧面夹紧。,特殊GY-SAF 的钻头,SD100 12 30,长径比 : 2倍的长径比有着很好的刚性和强度。 4倍的长径比为了钻更深的孔。,刀片 LCMT 12 16,断屑槽宽度,较大的硬质合金厚度,强度更好的刀片适用于大的进给量。 断屑槽宽度和较厚的刀片厚度能够承受较难的钻削加工。,刀片 XPMT 16.5 30,直径16.5-30 mm钻头的刀片有4条切削刃。,钻头在两个刀片座采用相同的单一刀片。,1,2,3,4,4 条切削刃 每个刀片座使用2条切削刃。,在中心和周边位置的切削刃有2种不同的槽型，确保了极好的断屑和排屑。,刀片的支撑是独立的，以保护切削刃。,刀片XPMT 16.5 - 30,切削液孔保证了加工的高稳定性。,SD100 12 30,2倍长径比时孔的精度,- 0.3,+0.1,4倍长径比时孔的精度,- 0.3,+0.2,刀尖圆角、进给量与表面粗糙度,孔加工刀具失效分析,后刀面磨损,机械磨损是刀片磨损最主要的原因，并随着切削速度提高而增大，磨损痕迹有直角和锐角两种。 后刀面磨损引起的后果： 切削力的增大， 振动加剧， 温度升高， 表面质量降低， 刀刃偏差导致工件尺寸精度下降。 补救措施： 降低切削速度 选择更耐磨的硬质合金 检查刀尖高度 选择进给量与切深的正确比例。,前刀面磨损,主要在加工铸铁和某些非铁材料时产生。,月牙洼磨损,切削速度过高，进给速度过高，或切削前角太小都是产生月牙洼磨损的原因。流出的高温切屑在硬质合金刀片的切削表面产生月牙洼磨损。过量的月牙洼磨损回削弱切削刃，导致切屑变形以及切削力增大，增加刀刃破损的危险。 补救措施： 降低切削速度和/或进给量。选择较耐磨的材料。选用配正型前角刀片的刀杆。,连续切屑,解决方法 增大进给 增大速度并减少进给 改进刀片槽型,切屑损伤刀杆,解决方法 增大进给 增大冷却压力 增大切削速度,碎切屑流动不畅,解决方法 增大冷却压力 增大速度 减少进给,崩刃,外刀片崩刃 解决方法 检查刀具，如需要可降低进给 选高韧性刀片 选择可承受大进给的槽型 减少进给,内刀片崩刃 解决方法 检查夹紧情况 检查机床夹紧情况 减少进给 选高韧性刀片,积屑瘤和外刀片磨损太快,积屑瘤 解决方法 加速 选更锋利刀片 加大冷却压力,外刀片磨损太快 解决方法 减少速度 增大冷却压力 选更耐磨刀片,与机床相关的问题,振动 解决方法 检查刀具及工件的夹紧 增大进给 增大切削速度，同时减少进给 减少切削速度,机床停转 扭距过大的解决方法 减少进给 选择更锋利的刀片几何槽型 预钻小孔，然后用扩孔刀扩孔 机床功率不够的解决方法 减少切削速度 减少进给 选择更锋利的刀片几何槽型 预钻小孔，然后用扩孔刀扩孔,钻出通孔,对于钻通孔而言，在孔被钻穿之前，将在孔底形成一个圆盘，此圆盘一直受到钻头向外的一个推力。因此在车间上，必须预先采用措施来避免此圆盘飞出打伤机床，对于升放式机床，必须采用保护措施。 根据工件材料不同，在钻通孔时，工件有变形或损坏的可能性。,在进给太大时，对于铸件来讲，在孔底部此圆盘会断裂飞出。可通过降低进给的方法减少其影响。,对于韧性工件来讲，在孔壁将产生大量毛刺，通过降低进给和选用更锋利刀片可减少此趋势。,夹紧,稳固的装夹是取得好的加工质量的孔及刀具寿命的失决条件。 薄壁件更需要好的支撑和夹紧，因为切削力将使工件弯曲变形而且刀片在钻出工件时，切削刃会损伤。,层叠工件钻加工,加工层叠工件，浅孔钻不合适，因为在孔底会出现一个圆盘无法消除。,断续切削,一般情况下，浅孔钻钻入和钻出的表面都是预加工过的，如在毛坯面上钻孔，须减小进给。 对于进给减少到何种程度须按实际情况而定（未完全切入之前） 如表面斜度在5以下，无须降低。 大于5须减少30%-50%左右。 钻链式孔或严重断续切削，须减小50%左右。 钻相对端面时，也须减少50%左右。,钻入贯通孔,钻相对端面孔,斜面钻入与钻出,钻链式孔和断续切削,丝锥使用指南,T2-011-0011-E-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 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 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 different 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 relief,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,T3-030-0101-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 flute with spiral point,Basic Tap Types,B9_048_E.ppt,Application Areas,Blind hole in short chipping materials,Through hole in a wide range of materials,Blind hole in long chipping materials,Through hole in long chipping materials,T3-035-0101-E-p,Resulting Forces in Tapping.,Fc = Fr,Fr,Fa,Fc,Fr,Fa,Fc,B9_128_E.ppt,Tapping of blind hole threads,Reasons for inaccurate threads,T3-046-0101-E-p,insufficient alignment,axial compression or decompression,unsuitable geometry (wrong tap),Thread forming -the fast and economical alternative.,B9_170_E.ppt,Development of thread profile at start of a threadforming operation.,B9_171_E.ppt,Thread Forming The Method,B9_172_E.ppt,Thread Forming (Cold Forming) Design,B9_173_E.ppt,Thread Forming Grain Structure,Grain structure when thread forming,Grain structure when conventional tapping,B9_174_E.ppt,Influence of the pre-drilled hole on the formed thread.,B9_178_E.ppt,Fewer tools required = less costs,One former tap can replace several specialised application taps and can be used for blind and through holes.,Reduced costs as fewer tools are required !,Different taps for,B9_181_E.ppt,Thread Forming The Pre-Conditions,B9_182_E.ppt,Without Lubrication- grooves: Thin film of lubricant which can be insufficient at the end of deeper threads.,Thread Forming Lubrication / Coolant,With Lubrication- grooves: Sufficient amo