6第九章 钻孔

先用立铣刀铣出平面
按划线钻孔的方法
划线
起钻
单击播放
钻孔
单击播放
第六节 钻孔时的废品分析及安全技术
废品形式 孔呈多角形 1.钻头后角过大 2.两切削刃不等长，角度不对称 孔径大于规定 尺寸 2.钻头摆动 1. 两切削刃不等长，高低不一致 1.正确刃磨钻头 2.更换钻头，修整主轴，消除 摆动，修整或更换夹具 1.钻头修磨锋利 2.减小后角 3.减小走刀量 4.及时输入冷却液并正确使用 产 生 原 因 防 止 方 法 正确刃磨钻头
这是钻头外缘处的切削速度，愈往钻心，切削速度逐渐减小，至钻
心中心处切削速度为零。
2.进给量（f） 进刀运动速度称为 进给量，即钻孔时钻头 每转一周向下移动的距 离。单位是以mm／转计 算。
钻孔时的进给量和吃刀深度
3.切削深度aP
切削深度是指待加工表面和已加工表面之间的垂直距 离。单位为mm。 在实心坯料上钻孔时，切削深度等于钻头的半径，即： aP＝D／２。 在扩孔或锪孔时，可按下例公式计算：
4.后角α
在圆柱截面０－０内，后刀面与切削平面之间的夹角α称为 后角。 主切削刃上每一点的后角也是不等的。与前角相反，后角在 外缘处最小，靠近中心则越大。一般麻花钻外缘处的后角按钻头 直径大小分为： D＜15mm α＝10°～14° D＝１５～３０mm α＝9°～12° D＞30mm α＝8°～11° 钻心处的后角α＝20°～26°,横刃处的后角α＝30°～36° 后角的作用是减少后刀面与加工面间的摩擦。后角大钻头锋 利，但过大则切削刃强度差，易破损。
第七章 钻孔
• • • • • • 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 术 钻孔概述 钻孔常用设备及工具 钻孔时的切削用量 钻削时的冷却和润滑 钻孔实例 钻孔时的废品分析及安全技
第一节 一、钻削定义
钻孔概述
用钻头在实体材料上加工出孔称为钻孔。
二、钻削特点
钻削时钻头是在半封闭状态下进行切削，转速高、切 削量大，排屑困难。特点如下： 1.摩擦严重，需要较大的钻削力; 2.产生的热量多，传导、散热困难; 3.钻头的高速旋转和较高的切削温度，易磨损; 4.由于钻削时的挤压和摩擦，易产生孔壁的“冷作硬 化”现象，给下道工序增加困难; 5.钻头细而长，钻孔容易产生振动; 6.加工精度低，尺寸精度可达IT11左右的，粗糙度一 般为Ra50～12.5。只能加工要求不高的孔或作为孔的粗加 工。
1.钻头不锋利 2.后角太大 孔壁粗糙 3.走刀量太大 4.冷却不足，冷却润滑性能不好
1.工件表面与钻头不垂直
2.钻头横刃太长 钻孔位置偏移 3.钻床主轴与工作台不垂直 或孔偏斜 4.进刀过急 5.工件固定不牢
1.正确夹持工件并找正
2.磨短横刃 3.校正主轴与工作台垂直度 4.要缓慢进刀 5.工件夹持要牢
aP Dd 2
mm
式中：D —— 已加工表面直径（mm）； d —— 待加工表面直径（mm）。
（二）切削用量的选择 对钻孔效率，v和f的影响是相同的。 对钻头的耐用度，v比f的影响大。因为v对切削温 度和摩擦的影响最大。 对钻孔表面粗糙度，f比v的影响大，因为f直接影响已 加工表面的残留面积（尚未切除的材料面积），而残留面积
（即直径由头部向柄部逐渐减小），倒锥每100mm长度内减小
约0.05～0.1mm。切削时起导向作用，减少钻头与孔壁的摩擦。 钻头轴心线的实心部分称为钻心。钻心连接两个螺旋形刃 瓣保持钻头的强度和刚度。
（二）麻花钻的主要角度 麻花钻的几何角度主 要有顶角２φ、螺旋角ω、 前角γ、后角α和横刃斜 角ψ。
钻头套与钻头的拆卸
锥柄钻头的柄部采用１号至６呈莫氏锥体。 直径6～15.5mm为１号莫氏锥体； 直径15.6～23.5mm为２号莫氏锥体； 直径23.6～32.5mm为３呈莫氏锥体； 直径32.6～49.5mm为４号莫氏锥体； 直径49.6～65mm为５号莫氏锥体； 直径65～80mm为６号莫氏锥体。 一般立式钻床的主轴孔为３号或４号莫氏锥体，摇臂 钻床的主轴孔是５号或６号莫氏锥体。当用较小直径的钻 头钻孔时，钻头的莫氏锥柄不能直接与钻床主轴孔相配合， 就要用钻头套“过渡” 夹持，因此钻头套又称为过渡锥套。
麻花钻的几何参数
1.顶角2φ 钻头两主切削刃在其平行平面M－M上的投影所夹的角 称为顶角。 顶角可根据加工要求而定。标准麻花钻的２φ＝ 118°±2°,两主切削刃呈直线形。2φ＞118°时,则主切 削刃呈内凹形；2φ＜118°时,主切削刃呈外凸形。钻削不
同材料所选用钻头顶角是不同的。
麻花钻头切削的选择
（一）麻花钻的材料及组成
• 麻花钻是由刃具厂按统一标准制成的。 常用高速钢（W18Cr4V或W6Mo5Cr4V2） 材料制成，经过热处理，硬度为 HRC62~68，切削温度在600˚C以下不会 丧失其硬度。目前还有硬质合金制成的 麻花钻头。麻花钻头主要由柄部、颈部 和工作部分组成。
颈部 工作部分 切 削 部 分 柄部
第二节 一、钻床
（一）台钻
钻孔常用设备及工具
（二）立式钻床
（三）摇臂钻床 摇臂钻床与立式钻 床相比较,解决了大而重 的工件不能移动主轴使
刀具对准加工孔的中心
的缺点。
摇臂钻床
第二节
钻孔常用设备及工具
二、手电钻和气动钻
第二节
钻孔常用设备及工具
二、手电钻和气动钻
• 三、钻头 钻头分为麻花钻、扁钻、深孔钻、中心钻等。它们的 几何形状虽然不同，但都有两个对称的切削刃，使得切 削力保持平衡，其切削原理都相同。生产中用得最多的 是麻花钻。
5.横刃斜角ψ 横刃与主切削刃的平行轴向截面M－M之间的夹角称为 横刃斜角。标准麻花钻的横刃斜角ψ＝50°～55°。可用它 来判断钻头靠近中心处的后角磨得是否正确。如刃磨的后角 大时，横刃斜角就会减小。
普通麻花钻的缺点
1.横刃较长，横刃前角为负值。，定心作用差，使钻 头容易发生抖动。 2.主切削刃上各点的前角大小不一样，切削条件很差， 钻心处于刮削状态。 3.钻头的棱边较宽，没有副后角，容易发热和磨损。 4.主切削刃外缘处的刀尖角较小，前角很大，刀齿薄 弱。产生的切削热多，磨损严重。 5.主切削刃长，切削刃各点切屑流出的速度相差很大 排屑不畅，切削液也不易加注到切削刃上。 以上缺点，要通过对切削部分进行刃磨和修整，以改善 其切削性能。
孔径大于规定尺寸
单击播放
孔壁粗糙度大
单击播放
钻孔位置偏移
单击播放
钻孔呈多角形
单击播放
钻孔位置歪斜
单击播放
二、钻头折断、损坏的原因及预防方法
损坏形 式 产生原因 1.用钝钻头工作 2.转速太慢 工作部 预防方法 1.钻头磨锋利
2.合理提高转速减小走 刀量 3.钻深孔及时排除切屑
4.孔要透时，便自动走 刀为手进刀轻加压力
（三）钻头的刃磨方法
磨主切削刃
修磨横刃
刃磨要求
钻头刃磨检验方法
四、钻孔夹具
（一）钻头夹具 1.钻夹头 钻夹头是用来夹持直
柄砖头的夹具。在夹头的
三个斜孔内装有带螺纹的 夹爪，旋转套筒使三个爪 同时张开或合拢，将钻头 夹住或卸下。
钻夹头
2.钻夹套 钻头套又称钻套或钻库，是用来装夹锥柄钻头的夹具。 钻套以莫氏锥度为标准，以不同尺寸，组成一组。
莫式锥柄的大端直径及钻头直径 莫式锥柄号 大端直径D1（mm） 1 12.24 0 2 17.980 3 24.051 4 31.542 5 44.731 6 63.76 0
钻头直径D（mm）
～ 15.5
15.6～ 23.5
23.6～ 32.5
23.6～ 49.5
49.6～ 65
～80
2.颈部 磨制钻头时供砂轮退刀。钻头的规格、材料和商标刻印 在此。 3.向导部分 用来保持麻花钻工作时正直的钻削方向，具有修光孔壁的 作用。是钻头的备磨部分。两条螺旋槽，作用是形成切削刃及 排除切屑，便于冷却液输入。外缘是两条棱带，直径略有倒锥
28
导向部分 钻尾
锥柄麻花钻
28
直柄麻花钻
1.柄部 用来将钻头夹持在钻床或电钻的主轴孔中，传递钻孔时 的扭矩和轴向力。有直柄和锥柄两种。直柄所能传递相矩较 小，其钻头直径在13mm以内；直径大于13mm的钻头一般为莫 氏锥柄。可以传递较大的扭矩。 锥柄的扁尾用来增加传递的扭矩，避免钻头在主轴孔或 钻套内打滑，便于钻头从主轴孔或钻套中退出。
三、钻半圆孔
钻半圆孔，须将一块 与工件同样材料的垫块拼
夹在一起钻削。
半圆孔的钻法பைடு நூலகம்
四、钻相交孔
两孔相交时，应先钻小孔，后钻大孔。
两相交孔示意图
五、钻斜孔
在斜面上钻正孔；在平面上钻斜孔；在曲轴上钻孔的共 同要求是保证孔的轴线与孔端面的垂直。 1.钻孔前先用与孔径相 同的立铣刀或短的平刃钻头 锪出一个小平面; 2.用錾子在斜面上錾出 水平面，打样冲眼，再用中 心钻钻出锥坑，或用小钻头 起钻，这样钻头就可避免移 位。
度。单位为m／min。与钻头直径及转速有关。
v
Dn
1000
m / min
式中：D —— 钻头直径（mm）；
n —— 钻头的转速（r／min）。
例 钻头直径为８mm，以950r／min的转速钻孔时的切削速度是多少？
解：v＝
Dn
1000 3.14 8 950 1000
≈24m／min
3.切屑堵住螺旋槽
分折断
4.孔快透时进刀阻力增大，转 速降低
5.工件松动 6.铸件内碰到缩孔
5.工件夹持要牢固 6.要减少走刀量
钻头工作部分折断
钻头切削刃迅速磨损
单击播放
三、钻削安全技术
（二）工件的夹具 1.用手虎钳或小台钳夹持工件
2.用机用虎钳夹持
3.用三抓卡盘夹持工件
4.工件安装于V形铁上钻孔
5.工件安装于角铁上钻孔
6.用压板将工件直接固在工作台上钻孔
第三节
（一）切削用量 1.切削速度v
钻孔时的切削用量
一、钻孔时的切削用量
钻孔时的切削速度，是指钻头切削刃上最外一点（直径处）的线速
越大，表面粗糙度也越大。
第四节 钻孔时的冷却和润滑
钻孔的冷却和润滑
单击播放
第五节 一、钻通孔
钻孔实例
钻孔前先用中心冲打好中心眼，钻孔进给压力要适当， 并时常提起钻头，排除铁屑，钻头重新插入孔内时，必须对
准。当快钻通时，要减少钻头的压力或不加压力。
二、钻不通孔
钻不通孔需要利用钻床上的标尺来控制钻孔的深度。
钻孔材料 一般钢铁材料 一般韧性钢铁材料 铝合金（深孔） 铝合金（通孔） 软黄铜和青铜 硬青铜 铜和铜合金 软铸铁 冷（硬）铸铁 淬火钢 铸钢 锰钢（7～13%锰） 高速钢 镍钢（250～400HB ） 木材 硬橡皮 顶角2φ 116～118 116～118 118～130 90～120 118 118 110～130 90～118 118～135 118～125 118 150 135 135～150 70 60～90 后角α 12～15 6～9 12 12 12～15 5～7 10～15 12～15 5～7 12～15 12～15 10 5～7 5～7 12 12～15 螺旋角ω 20～32 20～32 32～45 17～20 10～30 10～30 30～40 20～32 20～32 20～32 20～32 20～32 20～32 20～32 30～40 10～20
2.螺旋角ω
主切削刃最外缘处螺旋线的切线与钻头轴心线之间的夹角称 为螺旋角，直径10mm以上，ω＝30°直径10mm以下，ω＝18°～ 30°。直径愈小，ω也愈小。在钻头不同半径处，螺旋角是变化 的，从钻头外缘到中心逐渐减小。
3.前角γ
麻花钻切削刃上任意一点的前角，是在该点主截面N－N中测量的 基面与前刀面之间的夹角。前角的大小在主切削刃各点不同，最外缘 处前角最大（一般为30°左右），自外缘向中心逐渐减小，在中心D／ ３范围内为负值。接近横刃处的γ＝－30°，横刃的前角为－54°～ －60°。前角与螺旋角有关，螺旋角大，前角也大，在外缘处的前角 与螺旋角数值相近。 前角的大小影响着切除材料的难易程度，前角愈大，切削愈省 力。