钻削与镗削加工钻削运动与加工范围

单刃外排屑深孔钻 ( 枪钻 ) ：可加工长径比达 100 的小 深孔。
深孔钻
深孔加工难度大，技术要求高， 这是深孔加工的特点所决定的。因此， 设计和使用深孔钻时时应注意： 钻头要导向，防止偏斜； 保证可靠的断屑和排屑； 采取有效的冷却和润滑措施。
3 、 深孔钻 对于孔的深度与直径之比 l/d=5 ～ 10 的普通深 孔，可以用接长麻花钻加工；对于孔的深度与直径之 比 l/d>5 ～ 10 的深孔，必须采用特殊结构的深孔钻 才能加工。 深孔加工难度大，技术要求高，这是深孔加工 的特点所决定的。因此，设计和使用深孔钻时时应注 意钻头的导向，防止偏斜；保证可靠的断屑和排屑； 采取有效的冷却和润滑措施。
第一节
一、钻削加工概述
钻削加工与钻头
钻削加工：以钻头或工件的旋转为主运动，两者的相 对运动为进给运动，对实体工件进行加工的切削加工 方法。 钻孔是孔的粗加工方法，孔的尺寸精度一般在 IT13~IT11 ， Ra 为 50~12.5μm 。 可加工直径 0.1 ～ 80mm 的孔。钻削中最常用的刀具 是麻花钻。
3 、麻花钻结构上的缺点 （ 1 ）横刃处负前角； （ 2 ）主切削刃的前角、后角是变化的 ； （ 3 ）主切削刃长，切削宽度大，不易 卷曲排屑。
引偏原因：
1) 麻花钻是最常用刀具，由于细长而刚性差 2) 麻花钻上有两条较深的螺旋槽，刚性差 3) 钻头仅有两条很窄二棱边与孔壁接触，接触刚度和导 向作用也 很差。 4) 钻头横刃处前角有很大负值，切削条件极差，钻孔时 一半以上的轴向力由横刃产生，稍有偏斜将产生较大附加力 矩，使钻头弯曲；此外，两切削刃不对称，工件材料不均匀 ，也易引偏
（ 1 ）错齿内排屑深孔钻
错齿内排屑深孔钻适于
加工直径 d>20mm ，孔深与直径比 l/d﹥5-10 的深孔。 其工作原理见图 6.6 。切削时高压切削液（约 2 ～ 6 ΜΡa ）由工件孔壁与钻杆的表面之间的间隙进入切 削区，以冷却、润滑钻头切削部分，并利用高压切削 液把切屑从钻头和钻管的内孔中冲出。 刀齿交错排列实现分屑，便于排屑。
锥柄麻花钻（ φ8~φ80 ） 钻头材料： 钻头一般为高速钢材料。
麻花钻的角度：
螺旋角 β 最外缘螺旋线切线与轴线的夹角。 25-30º ，右旋 。 前角 γ0 为正交平面内前刀面与基面的夹角，由于钻头的前 刀面为螺旋面，故越靠近中心，前角越小，横刃为负前角。 +30 至 － 30º 后角 α 为轴向剖面内后刀面与切削平面的夹角 。故越靠 近中心，后角越大。 4 － 25º 顶角 2φ 两主切削刃在中心截面上投影的夹角。标准钻头
图 6.4 标准型群钻结构
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其修磨主要特征为： （ 1 ）将横刃磨短、磨低，改善横刃处切削条件。 （ 2 ）将靠近钻心附近主刃修磨成一段顶角较大的 折线刃和一段圆弧刃 , 以增大该段切削刃前角。同时 ，对称的圆弧刃在钻削过程中起到定心及分屑作用。 （ 3 ）在外直刃上磨出分屑槽，改善断屑、排屑情 况。 经过综合修磨而成的群钻 , 切削性能显著 提高。钻削时轴向力下降 35% ～ 50%, 扭矩降低 10% ～ 30% ，刀具使用寿命提高 3 ～ 5 倍 , 生产 率、加工精度都有显著提高 。
麻花钻的两个刃瓣可以看作两把对称的车刀。
图
标准高速钢麻花钻
其切削部分的组成为：
前刀面 ---- 螺旋槽的两螺旋面； 主后刀面 ---- 与工件过渡表面（孔底）相对的端部两曲面； 副后刀面 ---- 与工件的加工表面（孔壁）相对的两条棱边； 主切削刃 ---- 螺旋槽与主后刀面的两条交线； 副切削刃 ---- 棱边与螺旋槽的两条交线； 横刃 ---- 两后刀面在钻芯处的交线。 刀尖 ---- 主切削刃与副切削刃的交点（两个）。
防止钻头引偏的措施： 钻头切削刃刃磨时要尽量对称，使径向力对称 ; 先加工平面，防止表面不平而引偏； 用短而粗的钻头或中心钻先钻一引孔； 采用小进给，减小轴向力； 使用钻套引导，合理使用切削液。
三、其他钻头 1 、群钻 2 、可转位浅孔钻 3 、深孔钻
1 ）错齿内排屑深孔钻 2 ）单刃外排屑深孔钻
两条主切削刃 5 个刀刃 、
两个刀尖
钻头 切削 部分
两条副切削刃 一条横刃、两个刀尖 两个螺旋形前刀面
6 个刀面
两个后刀面 两个副后刀面
思考题： 1 、麻花钻切削部分的组成如何 ？
2 、麻花钻的主要几何参数。有：
螺旋角 β 、顶角 2Ф 、前角 γo 、后角 α 。和横刃斜角 ψ 等 。
麻花钻的规格：直柄麻花钻（ φ0.5~φ20 ）
图 6.6 错齿内排屑深孔钻
错齿内排屑深孔钻的切削部分由数块硬 质合金刀片交错排列焊接在钻体上，实现了分 屑，便于切屑排出；切屑是从钻杆内部排出而 不与工件已加工表面接触，所以可获得好的加 工表面质量；分布在钻头前端的硬质合金导向 条，使钻头支承在孔壁上，实现了切削过程中 的导向，增大了切削过程的稳定性。
图
标准高速钢麻花钻
麻花钻的工作部分有两个对称的刀刃 ，两条对称的螺旋槽（用于容屑和排屑） ； 导向部分磨有两条棱边（刃带），为 了减少与加工孔壁的摩擦，棱边直径磨有 (0.03 ～ 0.12 ） /100 的倒锥量，形成副 偏角 Kr′ 。
思考题： 1 、麻花钻切削部分有哪几 个主要参数（角度）？
除外齿与外缘一侧为尖角外其余刀齿都进行了倒角同时带有612的侧后角消除了尖角增大了刀齿的散热体积同时也增强了刀齿强度不易崩刃有利于提高钻头的耐用增大了钻尖偏心量e并在中心齿的内刃上磨出两条折线形条斜度不同的折线刃组成这样就有效地降低了钻头高度dh缩短了入钻出钻的时间从而使得入钻时能很快地进入稳定钻削阶段而且中心齿和中间齿几乎同时切入工件可以改善刀齿的受力状态减小切削振动
（ 2 ）单刃外排屑深孔钻
单刃外排屑深孔钻又称枪钻。主要用于加工直径 d= 3 ～ 20mm ，孔深与直径之比 l/d>100 的小深孔。其工作原理见 图。 切削时高压切削液（约为 3.5 ～ 10ΜΡa ）从钻杆和切削部分 的进液孔注入切削区域，以冷却、润滑钻头，切屑经钻杆与切 削部分的 V 形槽冲出，因此称之为外排屑。 枪钻的特点是结构较简单，钻头背部圆弧支承面在切削过 程起导向定位作用，切削稳定，孔加工直线性好。
第6章
钻削、铰削与镗削加工
思考：工件上的孔如何加工出来 ？
钻孔
钻头 钻套 钻模板
工件 钻套：防止钻
扩孔
铰孔
镗孔
孔加工可分为两大类： 一类是从实体材料中钻孔，常用的刀具有麻花 钻、中心钻、深孔钻等。 另一类是对工件上已有孔进行再加工，如扩孔 、铰孔、镗孔，常用的刀具有扩孔钻、铰刀、镗刀 等。 对精度要求高的孔，可根据精度要求采用磨孔、 滚压、珩磨等加工方法。
Hale Waihona Puke 1 、群钻经过综合修磨而成的群钻 , 切削性能显著提 高。钻削时轴向力下降 35% ～ 50%, 扭矩降低 10% ～ 30% ，刀具使用寿命提高 3 ～ 5 倍 , 生 产率、加工精度都有显著提高 。
三、其他钻头
1 、群钻 标准麻花钻存在切削刃长、前角变化大、螺 旋槽排屑不畅、横刃部分切削条件很差等结构问 题，生产中为了提高钻孔的精度和效率，常将标 准麻花钻按特定方式刃磨成 “群钻” 使用。 群钻的基本特征为：“三尖七刃锐当先，月 牙弧槽分两边，一侧外刃开屑槽，横刃磨得低窄 尖”。
二、麻花钻的结构
1 、麻花钻结构
加工孔径范围为 0.1--80mm, 以 φ30mm 以下时最 常用。种类：高速钢和硬质合金钻头。
麻花钻由柄部、颈部和工作部分组成。 ① 柄部 ② 颈部 用在与机床或夹具联接，起夹持定位作 位于工作部分和柄部之间，磨削柄部时 由切削部分和导向部分组成。 用 , 并传递扭矩和轴向力。 ，是砂轮的退刀槽。钻头的标记也常标注在这里。 ③ 工作部分
普通麻花钻进给量按 f=(0.01-0.02)d 选择，直径 小于 3-5mm 的小钻头，一般采用手动进给。
（ 3 ）钻削速度 υc ：是钻头外经处的主运
动线速度。单位： m/min 。
vc
dn
1000
d— 钻头直径， mm n— 钻头或工件转速， r/min
钻孔可在钻床上进行，也 可在镗床、车床、铣床上进行。
1- 工件
2- 切削部分
3- 钻杆
单刃外排屑深孔钻工作原理
图 6.7 单刃外排屑深孔钻
图 6.8 枪钻受力分析与切削导向心柱 127
P
思考题： 1 、 P143 ： 3 2 、 P143 ： 4
e. 根据各刀齿不同的切削负荷及切削状态，中心齿所受到的轴向 力较大，挤压、摩擦严重，切削条件恶劣，可选用抗弯强度高、 抗冲击性好的 YG 类刀片，而外齿和中间齿由于切削速度较中心 齿高，故应选用红硬性好、耐磨性高的刀片材料，如 YT798 、 YW1 等。 f. 在刀体后端增设减振块，以保护刀齿和提高加工孔的形状精度 ；当刀齿磨损或有崩刃造成钻削振动时，它可以起到减振、消振 的作用。 g. 减小导向块与刀体之间的高度，提高导向块的抗弯强度。同时 ，为了增大冷却流液面积，在刀体上铣有矩形或半圆形输液槽， 从而可使流液面积增大 20%~30% ，增大冷却液流量，以增强钻 削过程中的冷却润滑效果。
1 、钻削加工的主要问题
1 ）导向定心问题：钻头刚性差，易引偏。 采取的措施： P122-123 （例） 2 ）排屑问题： 钻孔排屑困难，切屑挤压、摩擦 已加工表面，表面质量差。 采取的措施： P123 3 ）冷却问题：冷却困难。 采取的措施：加冷却液，分段钻削，定时 推出的方法来冷却钻头。 故钻孔加工生产效率低。
2 、钻削用量 （ 1 ）钻削深度 ap
，
单位： mm
是吃刀深度， ap=d/2 ，当孔径较大时 ，可采用钻—扩加工，这时，钻头直径 取孔径的 70% 左右。
（ 2 ）进给量 f 和每刃进给量 af ： 进给量 f 每刃进给量 af 单位： mm/r 单位： mm/z
af=f/2 （ mm/z)
错齿内排屑深孔钻的结构及刃形特点
a. 增大了钻头锋角，以进一步降低各刀齿之间的轴向高度差， 缩短入钻、出钻时间，减少不稳定钻削时间，以提高钻头的耐 用度。 b. 将轴线右侧的中间齿刃磨成尖齿形，使加工出的孔底形成定 心环形凹槽，并增大内刃斜角 t2 ，以使钻削时孔底形成较高的 定心反锥 ( 见图 2) ，双重定心和稳定钻削。 c. 除外齿与外缘一侧为尖角外，其余刀齿都进行了倒角，同时 带有 6°~12° 的侧后角，消除了尖角，增大了刀齿的散热体积 ，同时也增强了刀齿强度，不易崩刃，有利于提高钻头的耐用 度。 d. 增大了钻尖偏心量 e ，并在中心齿的内刃上磨出两条折线形 内刃，即内刃由 & 条斜度不同的折线刃组成，这样就有效地降 低了钻头高度 Dh ，缩短了入钻、出钻的时间，从而使得入钻 时能很快地进入稳定钻削阶段，而且中心齿和中间齿几乎同时 切入工件，可以改善刀齿的受力状态，减小切削振动。而出钻 时，由于出钻时间短，切削帽减薄，各刀齿上切削力几乎同时 消失，有利于减振及提高钻削稳定性
图 标准型群钻
1 、 1 ＇—外刃后刀面 2 、 2 ＇—月牙槽 分屑槽 3 、 3 ＇—内刃前刀面 4 、 4 ＇—
2 、可转位浅孔钻
可转位浅孔钻
特点：切削阻力小、振动小、刀 片安装精度高，被加工孔尺寸精度稳定 。 适合在车床加工直径 17.580mm ， l/d≦3 中等直径浅孔。
3 、深孔钻 孔深与直径比 L/D﹥5 称深孔。