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【切削基础】钻削与钻头

浏览次数:98304/25/2021  

    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。


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。


当钻孔的深度l与直径d之比大于6时,一般视为深孔钻削。钻削深孔的钻头细长,刚度差,钻削时钻头容易偏斜

并与孔壁发生摩擦,同时对钻头的冷却和排屑也较困难。因此,当l/d大于20时需要采用专门设计的深孔钻,并

输入一定流量和压力的切削液加以冷却和把切屑冲刷出来,才能达到较高的钻削质量和效率。



钻头用以在实体材料上钻削出通孔或盲孔,并能对已有的孔扩孔的刀具。常用的钻头主要有麻花钻、扁钻、中

心钻、深孔钻和套料钻。扩孔钻和锪钻虽不能在实体材料上钻孔,但习惯上也将它们归入钻头一类。


麻花钻是应用最广的孔加工刀具。通常直径范围为0.25~80mm。它主要由工作部分和柄部构成。工作部分有

两条螺旋形的沟槽,形似麻花,因而得名。为了减小钻孔时导向部分与孔壁间的摩擦,麻花钻自钻尖向柄部方

向逐渐减小直径呈倒锥状。麻花钻的螺旋角主要影响切削刃上前角的大小、刃瓣强度和排屑性能,通常为

25°~32°。螺旋形沟槽可用铣削、磨削、热轧或热挤压等方法加工,钻头的前端经刃磨后形成切削部分。标准

麻花钻的切削部分顶角为118°,横刃斜角为40°~60°,后角为8°~20°。由于结构上的原因,前角在外缘处大 

向中间逐渐减小,横刃处为负前角(可达-55°左右),钻削时起挤压作用。为了改善麻花钻的切削性能,可根据

被加工材料的性质将切削部分修磨成各种形状(如群钻)。麻花钻的柄部形式有直柄和锥柄两种,加工时前者夹

在钻夹头中,后者插在机床主轴或尾座的锥孔中。一般麻花钻用高速钢制造。 焊硬质合金刀片或齿冠的麻花

钻适于加工铸铁、淬硬钢和非金属材料等,整体硬质合金小麻花钻用于加工仪表零件和印刷线路板等。


扁钻的切削部分为铲形,结构简单,制造成本低,切削液容易导入孔中,但切削和排屑性能较差。扁钻的结构

有整体式和装配式两种。整体式主要用于钻削直径0.03~0.5mm的微孔。装配式扁钻刀片可换,可采用内冷却,

主要用于钻削直径25~500mm的大孔。


深孔钻通常是指加工孔深与孔径之比大于6的孔的刀具。常用的有枪钻、BTA深孔钻、喷射钻、DF深孔钻等。

套料钻也常用于深孔加工。


扩孔钻有3~4个刀齿,其刚性比麻花钻好,用于扩大已有的孔并提高加工精度和光洁度。


锪钻有较多的刀齿,以成形法将孔端加工成所需的形状,用于加工各种沉头螺钉的沉头孔,或削平孔的外端面

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