钻头是如何制造的？钻头加工中会遇到哪些问题？
2021/01/03 16:29:18
钻头是如何制造的？钻头加工中会遇到哪些问题？关于钻头材料及其特性？钻头失效后，您会采取哪样的措施……
1、工艺
1.1 工艺
根据设计钻头的直径及总长度，可选择合金棒料切割机或者使用线切割设备进行定长加工.
对定长切割好的棒料，进行两端面平头，可在手动工具磨床上实现.
对合金棒料已磨好的端面进行倒角或打孔加工，为磨削钻头外径及柄部做准备，具体视采用外圆磨夹具是阳顶尖还是阴顶尖.
在高精度外圆磨床上进行钻头外圆直径，避空部分及柄部外径的加工，保证外径圆柱度，圆跳动，表面光洁度等设计要求.
为了提高在数控磨床上的加工效率，可在合金棒料上数控磨床前，对钻头钻尖部分进行倒角，比如140°钻尖角，倒角时可粗磨成142°.
将倒角后的合金棒料清洁干净后，转入数控磨床工序，在五轴数控磨床上进行钻头各个部位的加工.
若需要提高钻头排屑槽及外圆光洁度，还可在第5工步之前或之后，使用羊毛轮和研磨剂对其研磨抛光，当然这样的话，钻头需分更多工步进行加工.
对于已加工合格的钻头，再对其进行激光标刻，内容或为公司品牌LOGO及钻头规格尺寸等信息.
将标刻好的钻头包装好，再发货到专业的刀具涂层公司进行涂层.
注：
1.如开钻头排屑槽，或螺旋形或直槽形，此工步也包含周刃负倒棱；接着加工钻尖刃口，包括钻尖齿隙部分和钻尖后角部分；接着进行钻头周刃刃背部分加工，磨出一定的落差量，确保钻头周刃外径部分与工件孔壁接触面按一定比例控制.
2.针对钻尖刃口负倒棱的加工，分为数控磨床加工或者人工手动加工，因各厂工艺不同而不同。
1.2 加工问题
在外圆磨上加工钻头外圆部分时，需注意夹具是否失效并在加工时对合金棒料进行充分的冷却，保持测量钻尖外径尺寸的良好习惯.
在数控磨床上进行钻头加工，编程时尽量分出粗精加工两步，避免磨削量太大造成潜在的热裂纹存在，影响刀具的使用寿命.
使用设计合理的物料盘进行刀具的搬运工作，避免刀具间相互磕碰造成刃口的破坏.
对磨削变黑的金刚石砂轮，及时地使用油石进行开刃处理.
注：根据被加工材料/设备/工况 ，加工工艺均不相同，以上工艺编排仅代表作者个人意见，仅作为技术交流.
2、钻头材料
2.1 高速钢
高速钢（HSS）是一种具有高硬度、高耐磨性和高耐热性的工具钢，又称高速工具钢或锋钢，俗称白钢.
高速钢刀具是一种比普通刀具要坚韧，更容易切割的刀具，高速钢比碳素工具钢具有更好的韧性、强度、耐热性，切削速度比碳素工具钢（铁碳合金）高很多，因此得名高速钢；而硬质合金刚比高速钢的性能更好，切削速度可以再提高2-3倍.
特点
高速钢红硬性可以达到650度。
高速钢强度、韧性均好，刃磨后切削刃锋利，质量稳定，一般用来制造小型、形状复杂的刀具.
2.2硬质合金
硬质合金 钻头材质主要成分为碳化钨和钴，其占所有成分的99%，1%为其他金属，所以称作钨钢（硬质合金）.钨钢是至少含有一种金属碳化物组成的烧结复合材料。碳化钨，碳化钴，碳化铌、碳化钛，碳化钽是钨钢的常见组份。碳化物组份(或相)的晶粒尺寸通常在0.2-10微米之间，碳化物晶粒使用金属粘结剂结合在一起。粘结金属一般是铁族金属，常用的是钴、镍。因此就有了钨钴合金、钨镍合金及钨钛钴合金。钨钢钻头材质烧结成型就是将粉末压制成坯料，再进烧结炉加热到一定温度（烧结温度），并保持一定的时间（保温时间），然后冷却下来，从而得到所需性能的钨钢材料.
特点：
硬质合金红硬性可以达到800－1000度。
硬质合金切削速度比高速钢高 4－7倍。切削效率高.
缺点是抗弯强度低，冲击韧性差，脆性大，承受冲击和抗振能力低.
3、应用问题/措施
3.1 钻尖磨损
原因：
1.工件在钻头钻入力作用下工件会向下移动，钻头钻通后弹回.
2.机床刚性不足.
3.钻头材料不够结实.
4.钻头跳动太大.
5.夹持刚性不够，钻头滑动.
措施：
1.降低切削速度.
2.增加进给量
3.调整冷却方向（内冷）
4.增加一倒角
5.检查并调整好钻头的同轴度.
6.检查后角是否合理.
3.2 韧带崩刃
原因：
1.工件在钻头钻入力作用下工件会向下移动，钻头钻通后弹回.
2.机床刚性不足.
3.钻头材料不够结实.
4.钻头跳动太大.
5.夹持刚性不够，钻头滑动.
措施：
1.选用背锥更大的钻头.
2.检查主轴钻头跳动范围 （＜0.02mm）
3.用预定心钻打顶孔.
4.使用刚性更强的钻头，带缩颈套或热缩套件的液压夹头.
3.3 积削瘤
原因：
1.切削材料与工件材料之间的化学反应引起的（含碳量较高的低碳钢）
措施：
1.改善润滑剂，增加油或添加剂含量.
2.提高切削速度，降低进给率减少接触时间.
3.如果钻削铝材，可使用表面抛光无涂层的钻头.
3.4 断刀
原因：
1.钻头螺旋槽被切削堵住，没有及时将切削排出.
2.孔快钻孔时，没有减小进给量或变机动为手动进给.
3.钻黄铜一类软金属时，钻头后角太大，前角又没修磨，至使钻头自动旋进.
4.钻刃修磨过于锋利，产生崩刃现象，而没能迅速退刀.
措施：
1.缩短更换刀具的周期.
2.完善安装固定，比如增加支撑面积，增大夹持力.
3.检查主轴轴承和滑动槽.
4.使用高精度刀柄，如液压刀柄.
5.使用韧性更强的材料.
1、工艺
1.1 工艺
根据设计钻头的直径及总长度，可选择合金棒料切割机或者使用线切割设备进行定长加工.
对定长切割好的棒料，进行两端面平头，可在手动工具磨床上实现.
对合金棒料已磨好的端面进行倒角或打孔加工，为磨削钻头外径及柄部做准备，具体视采用外圆磨夹具是阳顶尖还是阴顶尖.
在高精度外圆磨床上进行钻头外圆直径，避空部分及柄部外径的加工，保证外径圆柱度，圆跳动，表面光洁度等设计要求.
为了提高在数控磨床上的加工效率，可在合金棒料上数控磨床前，对钻头钻尖部分进行倒角，比如140°钻尖角，倒角时可粗磨成142°.
将倒角后的合金棒料清洁干净后，转入数控磨床工序，在五轴数控磨床上进行钻头各个部位的加工.
若需要提高钻头排屑槽及外圆光洁度，还可在第5工步之前或之后，使用羊毛轮和研磨剂对其研磨抛光，当然这样的话，钻头需分更多工步进行加工.
对于已加工合格的钻头，再对其进行激光标刻，内容或为公司品牌LOGO及钻头规格尺寸等信息.
将标刻好的钻头包装好，再发货到专业的刀具涂层公司进行涂层.
注：
1.如开钻头排屑槽，或螺旋形或直槽形，此工步也包含周刃负倒棱；接着加工钻尖刃口，包括钻尖齿隙部分和钻尖后角部分；接着进行钻头周刃刃背部分加工，磨出一定的落差量，确保钻头周刃外径部分与工件孔壁接触面按一定比例控制.
2.针对钻尖刃口负倒棱的加工，分为数控磨床加工或者人工手动加工，因各厂工艺不同而不同。
1.2 加工问题
在外圆磨上加工钻头外圆部分时，需注意夹具是否失效并在加工时对合金棒料进行充分的冷却，保持测量钻尖外径尺寸的良好习惯.
在数控磨床上进行钻头加工，编程时尽量分出粗精加工两步，避免磨削量太大造成潜在的热裂纹存在，影响刀具的使用寿命.
使用设计合理的物料盘进行刀具的搬运工作，避免刀具间相互磕碰造成刃口的破坏.
对磨削变黑的金刚石砂轮，及时地使用油石进行开刃处理.
注：根据被加工材料/设备/工况 ，加工工艺均不相同，以上工艺编排仅代表作者个人意见，仅作为技术交流.
2、钻头材料
2.1 高速钢
高速钢（HSS）是一种具有高硬度、高耐磨性和高耐热性的工具钢，又称高速工具钢或锋钢，俗称白钢.
高速钢刀具是一种比普通刀具要坚韧，更容易切割的刀具，高速钢比碳素工具钢具有更好的韧性、强度、耐热性，切削速度比碳素工具钢（铁碳合金）高很多，因此得名高速钢；而硬质合金刚比高速钢的性能更好，切削速度可以再提高2-3倍.
特点
高速钢红硬性可以达到650度。
高速钢强度、韧性均好，刃磨后切削刃锋利，质量稳定，一般用来制造小型、形状复杂的刀具.
2.2硬质合金
硬质合金 钻头材质主要成分为碳化钨和钴，其占所有成分的99%，1%为其他金属，所以称作钨钢（硬质合金）.钨钢是至少含有一种金属碳化物组成的烧结复合材料。碳化钨，碳化钴，碳化铌、碳化钛，碳化钽是钨钢的常见组份。碳化物组份(或相)的晶粒尺寸通常在0.2-10微米之间，碳化物晶粒使用金属粘结剂结合在一起。粘结金属一般是铁族金属，常用的是钴、镍。因此就有了钨钴合金、钨镍合金及钨钛钴合金。钨钢钻头材质烧结成型就是将粉末压制成坯料，再进烧结炉加热到一定温度（烧结温度），并保持一定的时间（保温时间），然后冷却下来，从而得到所需性能的钨钢材料.
特点：
硬质合金红硬性可以达到800－1000度。
硬质合金切削速度比高速钢高 4－7倍。切削效率高.
缺点是抗弯强度低，冲击韧性差，脆性大，承受冲击和抗振能力低.
3、应用问题/措施
3.1 钻尖磨损
原因：
1.工件在钻头钻入力作用下工件会向下移动，钻头钻通后弹回.
2.机床刚性不足.
3.钻头材料不够结实.
4.钻头跳动太大.
5.夹持刚性不够，钻头滑动.
措施：
1.降低切削速度.
2.增加进给量
3.调整冷却方向（内冷）
4.增加一倒角
5.检查并调整好钻头的同轴度.
6.检查后角是否合理.
3.2 韧带崩刃
原因：
1.工件在钻头钻入力作用下工件会向下移动，钻头钻通后弹回.
2.机床刚性不足.
3.钻头材料不够结实.
4.钻头跳动太大.
5.夹持刚性不够，钻头滑动.
措施：
1.选用背锥更大的钻头.
2.检查主轴钻头跳动范围 （＜0.02mm）
3.用预定心钻打顶孔.
4.使用刚性更强的钻头，带缩颈套或热缩套件的液压夹头.
3.3 积削瘤
原因：
1.切削材料与工件材料之间的化学反应引起的（含碳量较高的低碳钢）
措施：
1.改善润滑剂，增加油或添加剂含量.
2.提高切削速度，降低进给率减少接触时间.
3.如果钻削铝材，可使用表面抛光无涂层的钻头.
3.4 断刀
原因：
1.钻头螺旋槽被切削堵住，没有及时将切削排出.
2.孔快钻孔时，没有减小进给量或变机动为手动进给.
3.钻黄铜一类软金属时，钻头后角太大，前角又没修磨，至使钻头自动旋进.
4.钻刃修磨过于锋利，产生崩刃现象，而没能迅速退刀.
措施：
1.缩短更换刀具的周期.
2.完善安装固定，比如增加支撑面积，增大夹持力.
3.检查主轴轴承和滑动槽.
4.使用高精度刀柄，如液压刀柄.
5.使用韧性更强的材料.