孔加工培训讲义

1、孔加工基础培训孔加工基础培训无锡瓦尔特有限公司2003年1月孔加工基本概念孔加工基本概念 孔加工分类孔加工分类孔加工可转位刀片孔加工可转位刀片浅孔钻浅孔钻 10 - 18mm - LCMX. 钻刀片：钻刀片：B57槽形槽形6B1H1B576 前角前角窄的断屑槽窄的断屑槽 (B1)高的高的 H1带带“波纹波纹”的槽形的槽形大的切屑变形大的切屑变形应用应用:长切屑材料长切屑材料进给按材料确定进给按材料确定浅孔钻浅孔钻 10 - 18mm - LCMX. 钻刀片：钻刀片：D57槽形槽形D5712B2H212 前角前角中等的断屑槽中等的断屑槽 (B2)中等的中等的 H2应用应用:标准的槽形标准的槽形用

2、于一般的钢件用于一般的钢件中等的进给速度中等的进给速度浅孔钻浅孔钻 10 - 18mm - LCMX. 钻刀片：钻刀片：E57槽形槽形E5715B3H315 前角前角宽的断屑槽宽的断屑槽 (B3)低的低的 H3应用应用:短切屑材料短切屑材料高的进给率高的进给率浅孔钻浅孔钻 10 - 18mm - LCMX. 槽形比较槽形比较6B1H112B2H215B3H3B1 B2 H2 H3B57D57E57浅孔钻浅孔钻 16 - 58 mm的浅孔钻所用刀片的浅孔钻所用刀片周边是周边是否磨削否磨削 精度精度高高高高中等中等中等中等中等中等工件材料工件材料钢钢,铸铁铸铁钢钢,铝铝钢钢,铸铁铸铁 钢钢,铸铁铸

3、铁软钢软钢应用范围应用范围LL + KKJJJJ + KKKK + LLJJ型号P 28467P 28469P 28475P 28477P 28479浅孔钻刀片比较浅孔钻刀片比较各种类型刀片比较各种类型刀片比较10-18mm浅孔钻浅孔钻B57D57E5716-58mm浅孔钻浅孔钻周边烧结周边烧结P28479P28477P28475周边磨削周边磨削P28469P28467-WAK 15浅孔钻材质浅孔钻材质韧性韧性耐磨性耐磨性WAK 25WAP 20WTP 35WXP 40(原原WXP45)WTP25WAP 35WAP 20CVD 镀层 (8 m)金黄色高耐磨性高的切削速度 Vc (主要用作外刀片

4、)应用于好的加工条件WXP 40P45 基体(H91)PVD-TiCN 镀层灰色极好的韧性应用于断续切削/斜面钻孔/不好的加工条件切削速度Vc较低刃口锋利主要用作内刀片加工安全性好钻刀片选刀指南钻刀片选刀指南 钢，含碳量低于0 . 2 ，抗拉强度Rm = 400-700 N/mmWAP35WAP35WAP35WAP35WXP45WXP45钢，含碳量高于0.2，抗拉强度Rm 700 N/mmWAP20WAP20WAP20WAP35WAP35WXP45镍铬合金钢WAP35WAP35WXP45WXP45WXP45WXP45GG25, GG25 及合金铸铁WAK15WAK15WAK15WAK15WAP

5、35WAP35GGG40 - GGG70WAK15WAK15WAP20WAP20WAP35WAP35工件材料16-58浅孔钻刀片浅孔钻刀片 P 284.钻孔刀具钻孔刀具整体硬质合金麻花钻整体硬质合金麻花钻型号：型号：B1320, B1321, B1322 整体硬质合金钻头，整体硬质合金钻头， DIN 6537带压力面的圆柱柄带压力面的圆柱柄 DIN 6535 HEB1320：短系列, 钻孔深度 3 x Dc , (2,8 - 4,6 x Dc)，无内冷却孔B1321：短系列, 钻孔深度 3 x Dc , (2,8 - 4,6 x Dc)，带内冷却孔B 1322：长系列, 钻孔深度 5 x Dc

6、 (4 - 7,6 x Dc) ，带内冷却孔螺旋槽螺旋槽TIN镀层镀层 (WXM35)直径直径Dc 的范围的范围: 3 - 16 mmDc 12及以下，规格间隔 0.1 mm Dc 超过12到XX,0 mm, XX,5mm , XX,8 mm 工作部分直径工作部分直径Dc公差公差: m7, 柄部直径柄部直径d1 公差公差: h6整体硬质合金麻花钻整体硬质合金麻花钻型号：型号：B1420, B1421, B1422整体硬质合金钻头整体硬质合金钻头DIN 6537不带压力面的圆柱柄不带压力面的圆柱柄 ，按，按DIN 6535 HAB1420：短系列, 钻孔深度 3 x Dc (2,8 - 4,6

7、x Dc)，不带内冷却孔B1421：短系列, 钻孔深度 3 x Dc (2,8 - 4,6 x Dc)，带内冷却孔B1422：长系列, 钻孔深度 5 x Dc (4 - 7,6 x Dc)，带内冷却孔螺旋槽螺旋槽两种材质两种材质TIN镀层的 WXM35TIALN-coated (WXK35)直径直径Dc 的范围的范围: 3 - 16 mmDc 12 mm 及以下直径间距0.1 mm Dc 从超过12 mm 到16 mm的有 XX,0 mm, XX,5 mm, XX,8 mm 工作部分直径工作部分直径Dc公差公差: m7, 柄部直径柄部直径d1 公差公差: h6整体硬质合金直槽钻整体硬质合金直槽

8、钻型号：型号：B1332, B1333整体硬质合金钻头，整体硬质合金钻头，DIN 6537不带压力面的圆柱柄不带压力面的圆柱柄 DIN 6535 HAK B1332：短系列, 钻孔深度 5 X Dc B1333：长系列, 钻孔深度 12 X Dc 直槽直槽带内冷却孔带内冷却孔WK 10 未镀层未镀层直径直径Dc 的范围的范围: 5 - 16 mm工作部分直径工作部分直径Dc公差公差: m7, 柄柄部直径部直径d1 公差公差: h6支撑条切削刃整体硬质合金阶梯钻整体硬质合金阶梯钻型号：型号：B1520整体硬质合金钻头，整体硬质合金钻头，DIN 6537不带压力面的圆柱柄不带压力面的圆柱柄 DIN

9、 6535 HAK短系列短系列, 台阶长度按台阶长度按 DIN 8378 / 8379用于用于 M4 - M16螺孔螺孔螺旋槽螺旋槽不带内冷却孔不带内冷却孔WXM35 材质为材质为TiN镀层镀层WXK35材质为材质为TiAlN镀层镀层直径直径Dc 的范围的范围: 5 - 16 mm工作部分直径工作部分直径Dc公差公差: m7, 柄部直径柄部直径d1 公公差差: h6整体硬质合金钻头刃口结构整体硬质合金钻头刃口结构NOVEX 浅孔钻浅孔钻 B321. DF 直径直径= 10 - 18 mm直径间距直径间距 0.5 mm标准的钻孔深度标准的钻孔深度2 x D 和和 3 x D带内冷却通道带内冷却通

10、道多用途柄部结构，既可作为削平柄，又可作为斜削平柄多用途柄部结构，既可作为削平柄，又可作为斜削平柄刀体公差刀体公差: 0,05 mm 表面粗糙度平均值表面粗糙度平均值 Rz = 20 mmNOVEX 浅孔钻浅孔钻 B321. F 刀体上能安装刀体上能安装4个切削刃的刀片个切削刃的刀片 (P284.)刀体上有内外刀片槽刀体上有内外刀片槽安装安装2个刀片个刀片z = 1部分螺旋槽型式部分螺旋槽型式带内冷带内冷削平柄莫氏锥柄钻头NCT柄NOVEX EXPRESS 可制造其他型式柄 (ABS形式, HSK.)加工录像浅孔钻长径比范围浅孔钻长径比范围浅孔钻偏差浅孔钻偏差 f 4333643dElFIEl

11、Ff径向力是引起浅孔钻挠曲的原因。当刀具较短(如2D)时，这并不明显，随着刀具长度的增加，钻头前部的挠曲量急剧增加。刀具长度增加1倍，挠曲度变为原来的8倍。因此，钻头是否具有足够的刚性直接影响被加工孔的质量。浅孔钻与整体硬质合金钻头的比较浅孔钻与整体硬质合金钻头的比较可转位刀片钻头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镗孔刀具镗孔刀具NOVEX 双刃扩孔刀双刃扩孔刀 B3220 刀体连接部分是NCT结构，因此装夹稳定性和通用性都很好。刀体上有调整螺钉，能够调整小刀

12、座，从而达到调整直径的目的内冷却结构可安装标准90刀座正常情况下Z2，特殊情况下，Z1刀体上也可安装15，30，45，75 刀座。由于刀座是垂直安装在刀体上，因此在调整直径时，刀具长度无任何变化小直径范围：小直径范围： 20 - 153 mm基本刀体和2个刀座共分8个尺寸段，因此有8个基本刀体共10对刀座，2种形状的刀片大直径范围：大直径范围：150640mm1个基本刀体（此刀体与精镗刀B3230的基本刀体一样共有7种连接桥（此连接桥与精镗刀的连接桥一样每个连接桥上安装2个刀座夹持块和2个刀座刀座分二种加工录像NOVEX 单刃精镗刀单刃精镗刀 B3230刀体连接部分是刀体连接部分是NCT结构，

13、因此装夹稳定结构，因此装夹稳定性和通用性都很好性和通用性都很好内冷却结构内冷却结构由于刀座与刀体之间是由于刀座与刀体之间是90度，因此在调整度，因此在调整直径时，刀具长度无变化直径时，刀具长度无变化调整精度很高（调整精度很高（0.01mm直径和长度与直径和长度与B3220粗镗刀相同粗镗刀相同可使用可使用C形刀片形刀片可使用可使用W形刀片形刀片W性刀片意味着经济性好从直径从直径245mm，使用同一种基本刀体，使用同一种基本刀体直径直径: 17.8 - 45.5mm可使用硬质合金和钢刀杆对于不同的直径尺寸段，使用不同的刀座, 由于只使用同一种基本刀体，因此库存量减小直径直径: 8.8 - 18.5

14、 mm使用可拆换小刀头可使用硬质合金和钢镗杆直径直径: 5.8 - 9.5mm带焊接刀头的硬质合金刀杆, 焊接刀头上有刀片槽(这是刀具行业里，使用小刀片的尺寸最小的精镗刀)。直径：直径：26mm小型整体硬质合金镗杆被安装在缩径套里使用B3230刀体刀体,直径2- 45 mm整个 WC. -刀片范围 (从 5.8 mm起)WCD 10铝合金用的金刚石刀片WCB 50硬钢用的立方氮化硼刀片WCB 80铸铁用的立方氮化硼刀片B3230刀体刀体,直径20 - 153 mm直径直径20 - 153 mm的镗刀刀体的镗刀刀体 8 种基本刀体B3230刀体刀体,直径150- 640 mm直径直径150 -

15、640 mm 的镗刀刀体的镗刀刀体共有7种连接桥每个刀体上安装一个刀座夹持块和一个平衡块刀座刀座刀座的分类刀座的分类ISO 刀座刀座小刀座小刀座精镗刀座精镗刀座小刀夹小刀夹瓦尔特瓦尔特小刀座小刀座补充产品补充产品:dmin刀片9075604530150CP.050214.5FR670FL670CC.060220FR671FL671TC.110220FR672FL672FR707FL707FR674FL674FR673FL673FR675FL675FR708FL708WC.030214,5FR679FL679WC.030220FR680FL680主偏角 k瓦尔特瓦尔特P284.刀片刀座补充产品刀

16、片刀座补充产品:dmin刀片0153045607590R.H.20FR697 FR698 FR699 FR700 FR701L.H.20FL697FL698FL699FL700FL701R.H.25FR706 FR705 FR704 FR703 FR702L.H.25FL706FL705FL704FL703FL702主偏角 kP284. -1P284.-2.NOVEX 精镗刀座精镗刀座非标镗刀示例非标镗刀示例其它孔加工刀具简介其它孔加工刀具简介定心钻定心钻用于在钻孔前预先钻出孔的中心位置，防止钻孔时钻头移位用于在钻孔前预先钻出孔的中心位置，防止钻孔时钻头移位 90 120中心钻中心钻用于加工中

17、心孔用于加工中心孔 通常应用于车床 中心孔分为三种形式： A型，60 B型，60并带120保护锥 R型，圆弧形 通常为高速钢锪孔钻锪孔钻用于在已完成钻孔任务的孔用于在已完成钻孔任务的孔口加工同轴的平面或倒角口加工同轴的平面或倒角 平面 60倒角 90倒角 120倒角枪钻枪钻单刃深孔加工刀具单刃深孔加工刀具 需要导向装置 需要内冷却超长麻花钻超长麻花钻通常是高速钢钻头通常是高速钢钻头 喷吸钻喷吸钻用于较大直径的深孔刀具用于较大直径的深孔刀具 使用特殊钢管作刀杆 需要冷却液圆拉刀圆拉刀用于通过拉床的直线运动加工出较高精度的圆孔用于通过拉床的直线运动加工出较高精度的圆孔铰刀铰刀用于孔的精加工用于孔的

18、精加工 直柄和莫氏锥柄 直槽和螺旋槽 直径固定和直径可调单刃铰刀单刃铰刀S Sang Yong Zylinderkopf 5-zylinder7979181879797918181550052054031Fr H760720183 x PKD L=4902416 x HM L =Schrumpfstellezum Wechselschrumpfen70151831Fr H76075AlternativS chneidkopf RR0672A丝锥丝锥加工内螺纹的主要工具加工内螺纹的主要工具 直槽 螺旋槽 螺尖 挤压使用指南使用指南瓦尔特快速选刀瓦尔特快速选刀: 整体硬质合金钻头整体硬质合金钻头浅

19、孔钻使用指南浅孔钻使用指南浅孔钻孔底形状浅孔钻孔底形状D=10-18D=16-58浅孔钻截面浅孔钻截面决定了浅孔钻的刚性。仅从刚性考虑，圆柱体形状较理想。但这样无法进行排屑。为了有效地进行排屑，需要在钻头刀体上留出尽可能大的空间。因此，刀具截面的选择必须兼顾到刀杆刚性和排屑两方面。对于浅孔钻，我们在刀体外缘尽可能多保留一些，在保证排屑顺畅的前提下达到最大截面。“工”字形结构抗弯曲性能很好。此外，钻头的中心部位设计能减少摩擦，排屑槽根据外刀片和内刀片所产生的切屑的特性制造。内刀片所产生的切屑较长且卷曲，外刀片所产生的切屑较短且成圆锥形，在钻头最外端刀具径向前角偏正，主要保证刀具旋转时切屑被包容在

20、排屑槽内，防止切屑在钻头与孔壁间堵死或在孔壁上留下过深的痕迹。外切屑外切屑内切屑内切屑NOVEX浅孔钻钻孔时的进给力浅孔钻钻孔时的进给力材料：钢Ck60抗拉强度：600-700N/mm2偏心量偏心量X 的调整的调整D=10 -18 mm允许允许: -0,1 +0,2D = (-0,2) - (+0,4) mm 使用偏心套进行的直径调整使用偏心套进行的直径调整标准的削平直柄标准的削平直柄 20mm DIN 1835偏心套偏心套 FS1207(- 0,08mm / + 0,24mm)标准的浅孔钻标准的浅孔钻 10-18mm2 x D 或或 3 x D使用偏心套进行的直径调整使用偏心套进行的直径调整

21、 浅孔钻浅孔钻 偏心套型号偏心套型号.尺寸尺寸调整范围调整范围 刀柄刀柄 10 - 16FS 1207 D= 16/20DD = -0,08/+0,24DIN 1835 16 - 25FS 1208 D= 25/32DD = -0,1/+0,3A170 EX 16 - 25FS 722 D= 25/32DD = -0,2/+0,55A170.EX 25,5 - 36FS 723D= 32/40DD = -0,2/+0,55A170.EX 37 - 58FS724 D= 40/50DD = -0,2/+0,55A170.EX使用偏心套进行的直径调整使用偏心套进行的直径调整冷却液冷却液这些数据是最

22、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 % 冷却液压力冷却液压力05101520101625354558Dc (mm) 冷却液压力冷却液压力(bar)2xDc3xDc4xDc5xDc冷却液流量冷却液流量0102030405060101625354558Dc (mm)冷却液流量冷却液流量2xDc3xDc4xDc5xDc冷却液冷却液浅孔钻钻孔精度分析浅孔钻钻孔精度分析扩孔扩孔/镗孔刀具使用指南镗孔刀具使用指南B3220 大余量扩孔大余量扩孔z = 1刀座梁刀座梁 2刀座刀座 2外位置外位置联接桥联接桥刀座梁刀座梁 1刀座刀座 1内位置内位置B3220

23、安装安装 基体 连接桥 连接桥固定螺钉 刀座梁 刀座 刀座固定螺钉B3220的最高转速的最高转速B3230安装安装 基体 连接桥 连接桥固定螺钉 带刀座的刀座梁 平衡块B3230的最高转速的最高转速小刀座使用指南小刀座使用指南特殊刀具特殊刀具特殊通孔镗刀特殊通孔镗刀阶梯刀阶梯刀特殊精镗刀特殊精镗刀小刀座的应用场合小刀座的应用场合使用小刀座给客户带来的好处使用小刀座给客户带来的好处直径可调直径可调长度可调长度可调不同的主偏角不同的主偏角不同刀片不同刀片( W,C, S )如有损伤如有损伤,易于更换易于更换P 284刀片刀座刀片刀座,可防止刀片被替代可防止刀片被替代 高精度高精度可使用烧结刀片可使

24、用烧结刀片可经过调整适应新产品可经过调整适应新产品灵活灵活减少库存减少库存减少损失减少损失,保护刀杆保护刀杆易调整易调整小刀座信息小刀座信息刀尖圆角、进给量与表面粗糙度刀尖圆角、进给量与表面粗糙度可转位浅孔钻的切削用量可转位浅孔钻的切削用量镗孔刀片的切削用量镗孔刀片的切削用量0.10.2 0.40.10.2 0.40.10.2 0.40.10.2 0.4约0.15%C 退火1251520 420 360 480 380 320约0.45%C 退火1902440 360 300 400 320 250约0.45%C 调质2503320 250 200 280 210 180约0.75%C 退火2

25、704350 300 250 310 260 220约0.75%C 调质3005270 210 170 240 170 140退火1806380 320 250 350 270 220调质2757300 250 200 260 200 160调质3008270 200 170 240 180 140调质3509240 180 140 200 150 120退火20010400 300 250 360 280 210渗氮和回火32511200 140 100 160 11080铁素体/马氏体，退火20012320 270 230 280 230 200马氏体，调质24013230 180 140

26、 200 150 110M不锈钢奥氏体，淬火18014250 200 130210 160 140珠光体/铁素体18015480 400 250450 320 250 400 280 200珠光体(马氏体)26016260 210 150250 180 130 210 150 110铁素体16017280 230 170珠光体25018200 170 130铁素体13019320 280 250250 190 150 210 170 140珠光体23020230 180 120200 150 110 160 120 100加工性能组WAK10不锈钢P非合金钢低合金钢高合金钢和高合金工具钢WAP

27、20K灰口铸铁球墨铸铁可锻铸铁工件材料组工件材料 硬度HBWAM20WAP10切削参数与断屑的关系切削参数与断屑的关系断屑与进给量、倒棱宽度的关系断屑与进给量、倒棱宽度的关系钻削参数计算钻削参数计算转速：而切削速度：进给速度：n 转速，r/minVc切削速度，m/mind 钻(镗)孔直径，mmf 进给量，mm/rdVnc10001000ndVcfnVf孔加工刀具失效分析孔加工刀具失效分析后刀面磨损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

28、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：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。连续切屑连续切屑解决方法解决方法 增大进给增大进给 增大速度并减少进给增大速度并减少进给 改进刀片槽型改进刀片槽型 切屑损伤刀杆切屑损伤刀

29、杆解决方法解决方法 增大进给增大进给 增大冷却压力增大冷却压力 增大切削速度增大切削速度 碎切屑流动不畅碎切屑流动不畅解决方法解决方法 增大冷却压力增大冷却压力 增大速度增大速度 减少进给减少进给 崩刃崩刃外刀片崩刃外刀片崩刃 解决方法解决方法 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 内刀片崩刃内刀片崩刃 解决方法解决方法 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和外刀片磨损太快 积屑瘤积屑瘤 解决方法解决方法 加速选更锋利刀片加大冷却压力外刀片磨损太快外刀片磨损太快 解决方法解决方法 减少速度增大冷却压力选更耐磨刀片与机床相关

30、的问题与机床相关的问题振动振动解决方法解决方法 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机床停转扭距过大的解决方法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