硬质合金钻头

9 钻削高强度钢和超高强度钢时怎样选择钻头？

钻削高强度钢，可选用高性能高速钢麻花钻或硬质合金钻头。钻削超高强度钢，一般应采用硬质合金钻头，直径大于16mm孔时，推荐选用可转位浅孔钻。

高速钢麻花钻，可选用群钻或修磨成三尖刃形的钻头。为了提高钻头的刚度，应适当增加钻心厚度，减小悬伸量。螺旋角也应小一些，一般为17°～30°。

选用硬质合金钻头时，可加大顶角，以改善排屑，一般为2k_r=140°～150°。为了减小轴向力，应减小横刃，一般为0.1d_o(d_o为钻头直径)。钻头的进给前角g_f=0°，进给后角a_f=6°～12°。可转位浅孔钻的刀片应选用涂层刀片或非涂层刀片。推荐选用的涂层刀片有：YB01、YB02、YB03；非涂层刀片有：YC10、YC30、YC40、YD20、798、813等。

10 钻削高强度钢和超高强度钢时怎样选择切削用量？

钻削高强度钢和超高强度钢，比钻削一般钢材的切削速度低50％左右。选用高速钢钻头钻孔时，一般取Vc=10～15m/min，当工件材料的硬度HRC>45时，切削速度更低。进给量为f=0.03～0.3 mm/r，钻头直径小时取小值。

采用硬质合金钻头时，可以选较高的切削速度，但不能太高，必须考虑工件材料的硬度对钻头耐用度的影响。当工件材料硬度HRC>50时，钻头的速度应小于30m/min，进给量f=0.03～0.3 mm/r。高速钢和硬质合金钻头，钻削不同硬度的高强度和超高强度钢的切削速度见表8；高速钢群钻的切削用量见表9。
表8 按工件材料硬度选择切削速度工件硬度35～4040～4545～5050～55刀具切削速度
(m/min)高速钢9～127.6～114.6～7.62～6.6硬质合金72～12030～7222～30＜30表9 高速钢群钻切削用量深径比
L/D切削用量孔径(mm)81012162025303540～60＜3f (mm/r)0.130.180.220.260.320.360.400.450.5V_c (m/min)1212.5133～8f (mm/r)0.120.150.180.220.260.300.320.380.41V_c (m/min)1111.512

图5 攻刚强度钢螺纹的丝锥

11 怎样攻高强度钢和超高强度钢螺纹？

攻高强度钢和超高强度钢螺纹的丝锥，可用高性能高速钢、粉末冶金高速钢等制作。当工件硬度达到HRC48～52时，应采用硬质合金丝锥。丝锥多采用跳牙丝锥和修正丝锥。丝锥的齿形角应小于2°～5°，校准部分应有17′～33′的倒锥，切削锥角取2°30′～5°，切削锥长度L1=(1/2～2/3)校准部分长度。应适当增加螺纹底孔直径与切削部分长度，减小校准部分长度。如攻制高强度钢螺纹的丝锥(如图5所示)，丝锥的材质为含钴超硬高速钢(W2Mo9Cr4VCo8)，规格为M18×1.5，每组三支。攻丝时，使用豆油或菜子油作切削液。

12 铣削高强度钢和超高强度钢时怎样选择刀具及几何参数？

高强度钢和超高强度钢的室温强度很高，抗拉强度一般在1470 MPa以上。淬火后的硬度在HRC35以上，最高可达HRC58。高强度的马氏体，在切削时的剪切应力大，切削温度高，刀具磨损严重，容易崩刃或打刀。铣削时应选强度高、耐冲击和耐热性好的刀具材料，如高性能高速钢和硬质合金，也可以选择Al2O2—TiC系列热压陶瓷刀具。高速钢铣刀，可选用高钒高速钢、含钴或含铝超硬高速钢，如W12Cr4V4Mo、W2Mo9Cr4VCo8、W6Mo5Cr4V2Al。选用硬质合金作刀具材料时，应选抗弯强度高、硬度也较高的刀片，如SC30、YC40、SD15、YC35、YS25、726、813等。

在选择刀具几何参数时，要充分考虑这种钢的切削特点，应减小主偏角，增大刀尖圆弧半径，切深前角和进给前角应小于0°(高速钢铣刀除外)。硬质合金和陶瓷刀具的刃口应倒棱，以增加刃口的强度。

13 铣削高强度钢和超高强度钢时怎样选择切削用量？

高强度钢和超高强度钢的品种很多，其强度和硬度也有很大差异。铣削时应根据不同加工对象和加工条件，合理选择切削用量。在选择切削速度时，在工件材料的强度和硬度较高的情况下，应适当降低切削速度，减小刀具每齿进给量。按工件材料的强度选择铣削速度，见表11。按工件材料的硬度选择铣削用量，见表12。
表11 按工件材料强度选择铣削速度工件强度s_b (MPa)800～12001200～15001500～18001800～2100铣削速度
(m/min)高速钢
取f=0.1mm/z10～307～123～82～4硬质合金
取f=0.08～0.4mm/z60～12025～808～42≤8表12 按工件材料硬度选择铣削用量刀具250～350HB350～400HBV_c (m/min)f (mm/z)V_c (m/min)f (mm/z)高速钢面铣刀10～180.13～0.256～100.08～0.2圆柱铣刀10～15三面刃铣刀硬质合金面铣刀精铣80～1270.12～0.3860～900.12～0.30面铣刀粗铣70～10053～76圆柱铣刀60～1000.18～0.3046～760.18～0.30三面刃铣刀0.13～0.300.13～0.30陶瓷面铣刀100～3000.15～0.3080～1000.08～0.30圆柱铣刀0.13～0.30三面刃铣刀0.10～0.300.10～0.30

14 切削高强度钢和超高强度钢有哪些实例？

车削：工件材质为32CrNi3MoVA，s_b=1080 MPa，硬度为HRC35～38。刀具材料为YN05，g₀=4°～8°，a₀=6°～10°，l_s=-4°。车削用量为V_c=65m/min，f=0.3mm/r，a_p=1mm。
车削：工件材质为35CrMoSiA，s_b≥1450 MPa，硬度为HRC43～48。刀具材料为AG2陶瓷，g₀=-4°，a₀=6°，l_s=-4°。切削用量为V_c=150 m/min，f=0.3mm/r，a_p=0.3mm。
铣削(面铣)：工件材质为40CrNiMoVA，s_b=1870MPa，硬度为HRC52～54。刀具材料为YM052硬质合金，g₀=0°～5°，a₀=8°，l_s=-5°，k_r=45°。切削用量为V_c=23 m/min，f=0.08～0.1 mm/z，a_p=2mm。
钻孔：工件材料为超高强度钢，s_b=1850～1980 MPa，硬度为HRC53～55。钻头的材料为W12Mo3Cr4V3Co5Si含钴超硬高速钢。切削条件为n=105r/min，f=0.05 mm/r，钻头直径Ø10 mm，孔深30 mm，一般冷却，每刃磨一次钻头，可钻孔38～40个。
铰孔：工件材质为高强度钢，s_b=1200 MPa，采用含钴超硬高速钢，在n=140r/min，f=0.05mm/r，铰孔余量为0.1mm的情况下，用直径8mm的铰刀，铰孔60～70个，尺寸稳定，表面粗糙度R_a为1.6μm以下。
攻丝：工件材料为高强度钢，s_b=1200 MPa，采用含钴超硬高速钢的M12×1的丝锥，手动攻丝，攻60个孔，丝锥未见磨损。用普通高速钢的丝锥，只能攻6～8个螺孔。