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ASME B94.20-1977——麻花钻、铰刀、立铣刀与随机圆棒硬质合金毛坯规范
💎 ASME B94.20-1977 是美国国家标准中针对硬质合金刀具毛坯的基础规范，规定了麻花钻、铰刀、立铣刀以及随机圆棒（random rod）用硬质合金毛坯的尺寸规格与命名代号。该标准由美国硬质合金生产者协会（Cemented Carbide Producers Association）、整体硬质合金刀具协会（Solid Carbide Tool Institute）与金属切削刀具协会（Metal Cutting Tool Institute）协作制定，1977 年 7 月 19 日批准为美国国家标准，其前身可追溯至 1963 年批准的 B85.1-1963。标准为刀具制造商与毛坯供应商之间建立了统一的”毛坯语言”，是硬质合金刀具从粉末冶金烧结到成品磨削全链条质量控制的起点。
💡 毛坯（Blank）指未经磨削的整体硬质合金烧结体。标准只规定毛坯的尺寸与代号，不涉及具体硬质合金牌号（如 K20、P30），牌号选择由刀具制造商按用途自行决定。
一、适用范围与基本定义 📌
本标准涵盖麻花钻、铰刀、立铣刀与随机圆棒硬质合金毛坯的尺寸规范与命名。标准中的关键定义包括：
- 硬质合金（Carbide）：由难熔金属烧结而成的硬质合金，适合用作切削刀具材料。
- 毛坯（Blank）：未磨削的整体硬质合金实体。
1976 年修订中，金属切削刀具协会（MCTI）建议对铰刀、钻头与立铣刀毛坯的阳/阴顶尖中心进行重大修改，并新增了线路板钻头毛坯、钻头与锪钻毛坯、螺旋槽锪钻毛坯等新内容，这些修改均纳入本版标准。
二、毛坯代号体系 🏷️
标准建立了一套以字母+数字表示的毛坯识别体系，不同类型刀具毛坯使用不同前缀：
| 毛坯类型 | 代号前缀 | 尺寸范围 | 对应成品刀具 |
|---|---|---|---|
| 麻花钻平型毛坯 | TD（尺寸 1～5） | 钻径 1/16 in ～ 1/4 in | 硬质合金刃尖麻花钻 |
| 麻花钻螺旋槽毛坯 | TD（尺寸 6～25） | 钻径 9/32 in ～ 1-1/2 in | 硬质合金刃尖麻花钻 |
| 铰刀圆弧型毛坯 | RT（尺寸 0～12） | 约 3/64×1/2 in ～ 1/8×1 in | 硬质合金刃尖铰刀 |
| 铰刀矩形毛坯 | RT 系列矩形 | 按表 4 | 硬质合金刃尖铰刀 |
| 整体硬质合金立铣刀毛坯 | 按表 5/10/11 | 按各表规格 | 整体硬质合金立铣刀 |
| 随机圆棒毛坯 | 按表 8 | 多种直径×长度 | 任意后续加工用圆棒 |
⚠️ TD-1 之类的代号是”范围代号”：每一个编号对应一段成品钻径范围（例如 TD-1 覆盖钻径超过 1/16 in 至 1/8 in），并非单一精确直径。采购时除代号外还应注明具体尺寸与公差要求。
三、主要毛坯系列 🔧
标准正文以 15 张主表（表 1～15 及 15A）给出了各类毛坯的完整尺寸数据，主要包括：
- 平型与螺旋槽型麻花钻毛坯（表 1、2）：用于硬质合金刃尖麻花钻的扁坯与螺旋槽坯。
- 圆弧型与矩形铰刀毛坯（表 3、4）：用于刃尖式硬质合金铰刀。
- 整体硬质合金立铣刀、铰刀、麻花钻与螺旋槽立铣刀毛坯（表 5、6、7、9、10、11）。
- 随机长度圆棒毛坯（表 8）：供各类后续加工使用的通用圆棒。
- 线路板钻头毛坯（表 12、14，含普通柄与直柄）、钻头与锪钻毛坯（表 13）、60° 及 82°/90° 螺旋槽锪钻毛坯（表 15、15A）。
标准附录还提供了换算表（Conversion Tables），便于英制与公制之间的换算使用。
💡 1976 年修订特别针对线路板钻头增设了专用毛坯规格，反映了当时电子工业对 PCB 微孔加工的快速增长需求——细径硬质合金线路板钻头对毛坯的同心度与晶粒均匀性要求极高。
四、公差与质量控制 📏
标准对毛坯的关键尺寸（直径、长度、顶尖形式等）规定了公差，以保证烧结毛坯经磨削后能满足成品刀具的尺寸要求。毛坯作为”未磨削实体”，其尺寸公差需要与后续磨削余量配合设计：
- 毛坯直径应留有足够的磨削余量，使成品刃径达到精度要求。
- 顶尖中心（阳/阴顶尖）的形式与精度直接影响磨削装夹与同心度，是 1976 年修订的重点内容。
- 毛坯内部应无影响切削性能的缺陷（如孔隙、裂纹、脱碳层），必要时由供需双方约定检验方法。
🚨 硬质合金毛坯的裂纹与欠烧（under-sintering）是刀具早期失效的常见原因。批量采购时建议要求供应商提供烧结密度、硬度或金相检验数据，并对关键批次进行无损检测。
五、工程实践要点 🛠️
- 🔍 选型流程：按成品刀具类型选择毛坯系列（TD/RT 等）→ 按成品直径范围确定编号 → 核对顶尖形式与磨削余量 → 约定毛坯牌号与公差。
- 🔄 磨削加工：毛坯磨削通常采用金刚石砂轮；螺旋槽与刃口磨削应在专用磨床上完成，注意控制烧伤与裂纹。
- 🧪 来料检验：毛坯到货后应抽检尺寸、表面质量与密度，确保与采购要求一致。
- 📦 贮存管理：硬质合金毛坯按牌号、尺寸分类存放，避免混料；记录批次号以保持可追溯性。
六、常见问题解答 ❓
❓ 问：TD、RT 前缀分别代表什么？
答：TD 代表麻花钻（Twist Drill）毛坯，RT 代表圆弧型铰刀（Radius Type reamer）毛坯；立铣刀、圆棒等其它毛坯类型分别使用对应表号与命名。
答：TD 代表麻花钻（Twist Drill）毛坯，RT 代表圆弧型铰刀（Radius Type reamer）毛坯；立铣刀、圆棒等其它毛坯类型分别使用对应表号与命名。
❓ 问：为什么毛坯编号是”范围”而非单一尺寸？
答：因为烧结毛坯经过磨削才形成成品，一个毛坯编号可覆盖一段成品直径范围，从而减少毛坯规格数量、简化库存管理，同时保证磨削后有足够余量。
答：因为烧结毛坯经过磨削才形成成品，一个毛坯编号可覆盖一段成品直径范围，从而减少毛坯规格数量、简化库存管理，同时保证磨削后有足够余量。
❓ 问：标准是否规定硬质合金牌号？
答：不规定。B94.20 只规定毛坯的尺寸与代号；牌号（如按 C 系列或 ISO 系列分类）由刀具制造商根据加工对象与切削条件选择。
答：不规定。B94.20 只规定毛坯的尺寸与代号；牌号（如按 C 系列或 ISO 系列分类）由刀具制造商根据加工对象与切削条件选择。
🔍 问：线路板钻头毛坯为什么单列规格？
答：线路板（PCB）钻头直径小、长径比大、转速高，对毛坯的同心度、晶粒均匀性与刚性要求远高于普通麻花钻，因此 1976 年修订专门增设了普通柄与直柄线路板钻头毛坯规格。
答：线路板（PCB）钻头直径小、长径比大、转速高，对毛坯的同心度、晶粒均匀性与刚性要求远高于普通麻花钻，因此 1976 年修订专门增设了普通柄与直柄线路板钻头毛坯规格。
