钻削与钻头

中等专业学校2023-2024-1教案教学内容1、台式钻床台式钻床简称台钻(图2-4-2)，是一种小型机床，安放在钳工台上使用，多为手动进钻，其钻孔直径一般在12~15 mm。

台式钻床主要用于加工小型工件上的各种孔钳工中用得最多。

2、立式钻床立式钻床简称立钻(图2-4- 3)，是万能性通用机床，一般用来钻中小型工件上的孔，其规格用最大钻孔直径表示。

常用的立式钻床有25 mm、35 mm、40 mm、50 mm等几种。

立式钻床工作台和主轴箱可以在立柱上垂直移动，可用于钻孔、扩孔、铰孔、划端面、钻沉座孔(锪)、攻螺纹等作业，借助于夹具也可以进行镗孔。

教学内容3、摇臂钻床摇臂钻床有一个能绕立柱旋转的摇臂(图2-4- 4)。

主轴箱可在摇臂上做橫向移动，并可随摇臂沿立柱上下做调整运动，因此，操作时能很方便地调整到需钻削的孔的中心，而工件无须移动。

在各类具备钻孔功能的机床中，摇臂钻床由于操作方便、灵活，适用范围广，具有典型性。

特别适用于单件或批量生产带有多孔大型零件的孔加工。

(二)钻床的型号表达(1) Z5135型立式钻床，其型号含义如图2-4-5所示。

教学内容(2) Z3050型摇臂式钻床，其型号含义如图2-4- 6所示。

板书设计钻床及常见孔加工一、钻床二、钻床的型号表达三、总结1.台式钻床四、巩固2.立式钻床五、作业3.摇臂钻床教后札记中等专业学校2023-2024-1教案教学内容麻花钻通常直径范围为0.25~80mm。

麻花钻的工作部分有两条螺旋形的沟槽。

1.麻花钻的结构麻花钻由工作部分、柄部和颈部组成。

如图2-4- 7所示。

(1)工作部分麻花钻的工作部分分为：切削部分、导向部分。

①切削部分麻花钻的切削部分有两条主切削刃、两条副切削刃和一条横刃。

麻花钻的钻心直径为(0.125~0. 15)D(D为钻头直径)。

两条主切削刃在与它们平行的平面上投影的夹角称为顶角(2p)，如图2-4- 8所示。

标准麻花钻的顶角2φ= 118°。

1 钻小孔的精孔钻钻削直径在(2～16)mm的内孔时,可将钻头修磨成图7-1所示的几何形状,使其具有较长的修光刃和较大的后角,刃口十分锋利,类似铰刀的刃口和较大的容屑槽,可进行钻孔和扩孔,使孔获得较高的加工精度和表面质量。

钻孔或扩孔时,进给要均匀。

对钻削碳钢时加工精度可达IT(6～8),表面粗糙度可达Ra(3.2～1.6)μm。

采用的切削用量：Vc =(2～10)m/min,f=(0.08～0.2)mm/r。

冷却润滑液为乳化液或植物油。

2 半孔钻工件上原来就有圆孔,要扩成腰形孔,这就需要钻半孔了。

若采用一般的钻头进行钻削，会产生严重的偏斜现象，甚至无法钻削加工。

这时可将钻头的钻心修整成凹形，如图7-2所示，突出两个外刃尖，以低速手动进给，即可钻削。

实际钻削时，还会遇到超过半孔和不超过半孔的情况，由于两者的切削分力情况不同，必须对半孔钻的几何参数作必要的修正，若条件可能的话，使用相应的钻套，就更好了。

3 平底孔钻平底又分平底解体4通孔和平底盲孔，如图7-5（b）、（c）所示。

这时，可把麻花钻磨成两刃平直且十分对称的切削刃，并把前角修磨成3°～8°，后角为2°～3°特别是后角不能大，大了以后不仅引起“扎刀”，而且孔底面呈波浪形，重则会造成钻头折断事故。

若钻削盲孔时，应把钻心磨成如图7-5(c)所示的凸形钻心，以便钻头定心，使钻削平稳。

4 薄板钻在(0.1～1.5)mm厚的薄钢板、马口铁皮、薄铝板、黄铜皮和紫铜皮上钻孔，不能用普通钻头，否则钻出的孔就会出现不圆、成多角形、孔口飞边、毛刺很大，甚至薄板扭曲变形，孔被撕破。

大的薄板很难固定在机床上，若用手握住薄板钻孔，当用普通麻花钻的钻尖刚钻透时，钻头失去定心的能力，工件发生抖动，刀刃突然多切，扎入薄板，切削力急增，易使钻头折断或手扶不住，造成事故。

图7-6所示的薄板钻，钻时钻尖先切人工件，起定心作用，两个风力的外尖迅速把中间切离，得到所要求的孔用它钻薄板的干净利落，安全可靠。

第九章钻削加工钻床是加工内孔的机床，是用钻头在实体材料上加工孔,主要用于加工外形复杂，没有对称旋转轴线的工件，如杠杆、盖板、箱体、机架等零件上的单孔或孔系。

钻孔属粗加工。

·钻削加工的工艺特点（1）钻头在半封闭的状态下进行切削的，切削量大，排屑困难。

（2）摩擦严重，产生热量多，散热困难。

（3）转速高、切削温度高，致使钻头磨损严重。

（4）挤压严重，所需切削力大，容易产生孔壁的冷作硬化。

（5）钻头细而悬伸长，加工时容易产生弯曲和振动。

（6钻孔精度低，尺寸精度为IT13～IT10，表面粗糙度Ra为12.5～6.3μm。

·钻削加工的工艺范围钻削加工的工艺范围较广，在钻床上采用不同的刀具，可以完成钻中心孔、钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、锪埋头孔和锪凸台端面等，如图所示。

在钻床上钻孔精度低，但也可通过钻孔----扩孔----铰孔加工出精度要求很高的孔（IT6～IT8，表面粗糙度为1.6～0.4μm），还可以利用夹具加工有位置要求的孔系。

在钻床上加工时，工件固定不动，刀具作旋转运动（主运动）的同时沿轴向移动（进给运动）。

第一节钻床钻床的主要类型有：台式钻床、立式钻床、摇臂钻床、铣钻床和中心孔钻床等。

钻床的主参数一般为最大钻孔直径。

一、立式钻床立式钻床是钻床中应用较广的一种，其特点是主轴轴线垂直布置，且位置固定，需调整工件位置，使被加工孔中心线对准刀具的旋转中心线。

由刀具旋转实现主运动，同时沿轴向移动作进给运动。

因此，立式钻床操作不便，生产率不高。

适用于单件小批生产中加工中小型零件。

·立式钻床的传动原理主运动:单速电动机经齿轮分级变速机构传动；主轴旋转方向的变换，靠电动机正反转实现进给运动:主轴随同主轴套筒在主轴箱中作直线移动。

进给量用主轴每转一转时，主轴的轴向移动量来表示二、台钻台式钻床简称台钻，其实质上是一种加工小孔的立式钻床，结构简单小巧，使用灵活方便，适于加工小型零件上的小孔。

钻孔直径一般小于15mm。

钻削的工艺特点钻削运动构成:钻头的旋转运动为主切削运动，加工精度较低。

钻孔可在钻床上进行，也可在镗床、车床、铣床上进行，常用钻床有台式钻床、立式钻床、摇臂床应用在各类机器零件上经常需要进行钻孔，因此钻削的应用还是很广泛的，但是，由于钻削的精度较低，表面较粗糙，一般加工精度在IT10以下，表面粗糙度Ra值大于12.5μm ，生产效率也比较低。

因此，钻孔主要用于粗加工，例如精度和粗糙度要求不高的螺钉孔、油孔和螺纹底孔等。

但精度和粗糙度要求较高的孔，也要以钻孔作为预加工工序。

单件、小批生产中，中小型工件上的小孔(一般D 13 mrn)常用台式钻床加工，中小型工件上直径较大的孔(一般D<50mm)常用立式钻床加工;大中型工件上的孔应采用摇臂钻床加工;回转体工件上的孔多在车床上加工。

在成批和大量生产中，为了保证加工精度，提高生产效率和降低加工成本，广泛使用钻模、多轴钻的或组合机床进行孔的加工。

一、车削的工艺特点1、易于保证工件各加工面的位置精度a 例如易于保证同轴度要求利用卡盘安装工件，回转轴线是车床主轴回转轴线利用前后顶尖安装工件，回转轴线是两顶尖的中心连线b 易于保证端面与轴线垂直度要求由横溜板导轨，与工件回转轴线的垂直度2、切削过程较平稳避免了惯性力与冲击力，允许采用较大的切削用量，高速切削，利于生产率提高。

3、适于有色金属零件的精加工有色金属零件表面粗糙度大Ra值要求较小时，不宜采用磨削加工，需要用车削或铣削等。

用金刚石车刀进行精细车时，可达较高质量。

4、刀具简单车刀制造、刃磨和安装均较方便。

二、车削的应用在车床使用不同的车刀或其他刀具，可以加工各种问转表面，如内外圆柱面、内外圆锥面、螺纹、沟槽、端面和成形面等，加工精度可达IT8一IT7 ,表面粗糙度Ra 值为1.6～0.8,车削常用来加工单一轴线的零件，如直轴和一般盘、套类零件等。

若改变工件的安装位置或将车床适当改装，还可以加工多轴线的零件（如曲轴、偏心轮等）或盘形凸轮。

钳工基础—钻头与钻孔工艺一、钻孔1.钻孔是指用钻头在实体材料上加工出孔的操作。

2.钻削的特点钻削的特点是钻头转速高；摩擦严重、散热困难、热量多、切削温度高；切削量大、排屑困难、易产生振动。

钻头的刚性和精度都较差，故钻削加工精度低，一般尺寸精度为IT11～IT10，粗糙度为Ra100～25。

3.钻孔设备常用的有台式钻床、立式钻床、摇臂钻床、手电钻等。

二、钻头(麻花钻)（1）麻花钻头的构造麻花钻由柄部、颈部和工作部分（切削部分和导向部分）组成。

麻花钻一般用高速钢W18Cr4V或W9 Cr4V2制成，淬硬后的硬度为HRC62～68。

①柄部是钻头的夹持部分，用于装夹定心和传递扭矩动力。

钻头直径小于12mm时，柄部为圆柱形；钻头直径大于12mm时，柄部一般为莫氏锥度。

②颈部是工作部分和柄部之间的连接部分。

用作钻头磨削时砂轮退刀用，并用来刻印商标和规格号等。

③工作部分包括切削部分和导向部分。

切削部分切削部分起主要切削作用。

它由前、后刀面、横刃、两主切削刃组成。

导向部分导向部分有两条螺旋形棱边，在切削过程中起导向及减少摩擦的作用。

两条对称螺旋槽起排屑和输送切削液作用。

在钻头重磨时，导向部分逐渐变为切削部分投入切削工作。

（2）麻花钻头的刃磨①标准麻花钻的刃磨要求两刃长短一致，顶角对称。

顶角符合要求，通常为118°±2°。

获得准确、合适的后角。

通常外缘处的后角为10°～14°。

横刃斜角为50°～55°。

两主切削刃长度以及和钻头轴心线组成的两角要相等。

否则在钻孔时都将使钻出的孔扩大或歪斜，同时，由于两主切削刃所受的切削抗力不均衡，造成钻头很快磨损。

两个主后面要刃磨光滑。

②标准麻花钻的刃磨方法两手握法右手握住钻头的头部，左手握住柄部。

钻头与砂轮的相对位置钻头轴心线与砂轮圆柱母线在水平面内的夹角等于钻头顶角的一半，被刃磨部分的主切削刃处于水平位置。

刃磨动作将主切削刃在略高于砂轮水平中心平面处先接触砂轮。

钻孔加工五大关键问题钻头作为孔加工中常见的刀具，被广泛应用于机械制造中，特别是对于冷却装置、发电设备的管板和蒸汽发生器等零件孔的加工等，应用面尤为广泛和紧要。

一、钻削的特点钻头通常有两个主切削刃，加工时，钻头在回转的同时进行切削。

钻头的前角由中心轴线至外缘越来越大，越接近外圆部分钻头的切削速度越高，向中心切削速度递减，钻头的旋转中心切削速度为零。

钻头的横刃位于回转中心轴线相近，横刃的副前角较大，无容屑空间，切削速度低，因而会产生较大的轴向抗力。

假如将横刃刃口修磨成DIN1414中的A型或C型，中心轴线相近的切削刃为正前角，则可减小切削抗力，显著提高切削性能。

依据工件形状、材料、结构、功能等的不同，钻头可分为很多种类，例如高速钢钻头（麻花钻、群钻、扁钻）、整体硬质合金钻头、可转位浅孔钻、深孔钻、套料钻和可换头钻头等。

二、断屑与排屑钻头的切削是在空间狭窄的孔中进行，切屑必需经钻头刃沟排出，因此切屑形状对钻头的切削性能影响很大。

常见的切屑形状有片状屑、管状屑、针状屑、锥形螺旋屑、带状屑、扇形屑、粉状屑等。

钻削加工的关键——切屑掌控当切屑形状不适当时，将产生以下问题：①细小切屑堵塞刃沟，影响钻孔精度，降低钻头寿命，甚至使钻头折断（如粉状屑、扇形屑等）。

②长切屑缠绕钻头，拦阻作业，引起钻头折损或阻拦切削液进入孔内（如螺旋屑、带状屑等）。

如何解决切屑形状不适当的问题：①可分别或联合接受增大进给量、断续进给、修磨横刃、装断屑器等方法改善断屑和排屑效果，除去因切屑引起的问题。

②可使用专业的断屑钻头打孔。

例如：在钻头的沟槽中加添设计的断屑刃将切屑打断成为更简单清除的碎屑。

碎屑顺畅地沿着沟槽排出，不会发生在沟槽内堵塞的现象。

因而新型断屑钻获得了比传统钻头流畅很多的切削效果。

同时短碎的铁屑使冷却液更简单流至钻尖，进一步改善了加工过程中的散热效果和切削性能。

而且由于新增的断屑刃穿了钻头的整个沟槽，经过多次修磨之后仍旧能够保持其形状和功能。

•Drilling and Drills钻削和钻头Drilling involves producing through or blind holes in a workpiece by forcing a tool, which rotates around its axis, against the workpiece.钻削就是通过迫使绕自身轴线旋转的切削刀具进入工件而在其上生成通孔或盲孔。

Consequently, the range of cutting from that axis of rotation is equal to the radius of the required hole. In practice, two symmetrical cutting edges that rotate about the same axis are employed.因此，从旋转轴线开始的切削范围等于所需孔的半径。

实际上，使用的是两条围绕相同轴线旋转的对称切削刃。

Drilling operations can be carried out by using either hand drills or drilling machines. The latter differ in size and construction. Nevertheless, the tool always rotates around its axis while the workpiece is kept firmly fixed. This is contrary to drilling on a lathe.钻削作业既能采用手钻也能采用钻床来实现。

钻床在尺寸和结构上虽有差别，然而始终都是切削刀具围绕自身轴线旋转、工件稳固定位的形式。

这正好与在车床上钻孔相反。

Cutting Tool for Drilling OperationIn drilling operations, a cylindrical rotary-end cutting tool, called a drill, is employed. The drill can have either one or more cutting edges and corresponding flutes, which can be straight or helical.用于钻削作业的切削刀具在钻削作业中，要用到被称为钻头的圆柱形回转端切削刀具。

钻削与钻头的基本概念关键字：钻削钻头锪沉孔锪锥孔锪孔口平面图1 锪孔用各种钻头进行钻孔、扩孔或锪孔的切削加工。

钻孔是用麻花钻、扁钻或中心孔钻等在实体材料上钻削通孔或盲孔。

扩孔是用扩孔钻扩大工件上预制孔的孔径。

锪孔是用锪孔钻在预制孔的一端加工沉孔、锥孔、局部平面或球面等，以便安装紧固件。

钻削方式主要有两种：①工件不动，钻头作旋转运动和轴向进给，这种方式一般在钻床、镗床、加工中心或组合机床上应用；②工件旋转，钻头仅作轴向进给，这种方式一般在车床或深孔钻床上应用。

麻花钻的钻孔孔径范围为0.05～100mm，采用扁钻可达125mm。

对于孔径大于100mm的孔，一般先加工出孔径较小的预制孔(或预留铸造孔)，而后再将孔径镗削到规定尺寸。

图2 麻花钻的钻削要素钻削时，钻削速度v是钻头外径的圆周速度(米/分)；进给量f是钻头(或工件)每转钻入孔中的轴向移动距离(mm/r)。

图2是麻花钻的钻削要素，由于麻花钻有两个刀齿，故每齿进给量af=f/2(mm/齿)。

切削深度ap有两种：钻孔时按钻头直径d的一半计算；扩孔时按(d-d0)/2计算，其中d0为预制孔直径。

每个刀齿切下的切屑厚度a0=afsinKr，单位为mm。

式中Kr为钻头顶角的一半。

使用高速钢麻花钻钻削钢铁材料时，钻削速度常取16～40米/分，用硬质合金钻头钻孔时速度可提高1倍。

钻削过程中，麻花钻头有两条主切削刃和一条横刃，俗称“一尖(钻心尖)三刃”，参与切削工作，它是在横刃严重受挤和排屑不利的半封闭状态下工作，所以加工的条件比车削或其他切削方法更为复杂和困难，加工精度较低，表面较粗糙。

钻削钢铁材料的精度一般为IT13～10，表面粗糙度为Ra20～1.25µm，扩孔精度可达IT10～9，表面粗糙度为Ra10～0.63µm。

钻削加工的质量和效率很大程度上决定于钻头切削刃的形状。

在生产中往往用修磨的方法改变麻花钻头切削刃的形状和角度以减少切削阻力，提高钻削性能，中国的群钻就是采用这种方法创制出来的。