钻头的磨法

钻削和钻头

锪沉孔锪锥孔

图1 锪孔

钻削

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。

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

a

=f/2(mm/齿)。切削深度a p有

f

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

图2 麻花钻的钻削要素

个刀齿切下的切屑厚度

a

=a f sin K r，单位为mm。式中K r为钻头顶角的一半。使用高速钢麻花钻钻削钢铁0

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R a20～1.25µm，扩孔精度可达

IT10～9，表面粗糙度为R a10～0.63µm。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。

锥柄麻花钻直柄麻花钻

扁钻

中心钻锪钻

扩孔钻

图3 各类钻头

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。

图4 麻花钻的结构

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。

中心钻供钻削轴类工件的中心孔用，它实质上是由螺旋角很小的麻花钻和锪钻复

合而成，故又称复合中心钻。

口诀四：“上下摆动尾别翘。”这个动作在钻头刃磨过程中也很重要,往往有学生在刃磨时把“上下摆动”变成了“上下转

动”，使钻头的另一主刀刃被破坏。同时钻头的尾部不能高翘于砂轮水平中心线以上，否则会使刃口磨钝，无法切削。

在上述四句口诀中的动作要领基本掌握的基础上，要及时提醒学生对钻头的后角要充分注意，不能磨得过大或过小。可以

用一支过大后角的钻头和另一支过小后角的钻头让学生在台钻上试钻。学生会发现，过大后角的钻头在钻削时，孔口呈三

边或五边形，振动厉害，切屑呈针状；过小后角的钻头在钻削时轴向力很大，不易切入，钻头发热严重，无法钻削。通过

比较、观察、反复地“少磨多看”试钻及对横刃的适当修磨，学生能较快地掌握麻花钻的正确刃磨方法，较好地控制角后

的大小。当试钻时，钻头排屑轻快，无振动，孔径无扩大，则可以较好地转入其他类型钻头的刃磨练习。

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麻花钻对于机械加工来说，它是一种常用的钻孔工具。结构虽然简单，但要把它真正刃磨好，也不是一件轻松的事。关键在于掌握好刃磨的方法和技巧，方法掌握了，问题就会迎刃而解。我这里介绍一下对麻花钻的手工刃磨技巧。

麻花钻的顶角一般是118°，也可把它当作120°来看待。刃磨钻头主要掌握几个技巧：

1、刃口要与砂轮面摆平。

磨钻头前，先要将钻头的主切削刃与砂轮面放置在一个水平面上，也就是说，保证刃口接触砂轮面时，整个刃都要磨到。这是钻头与砂轮相对位置的第一步，位置摆好再慢慢往砂轮面上靠。

2、钻头轴线要与砂轮面斜出60°的角度。

这个角度就是钻头的锋角，此时的角度不对，将直接影响钻头顶角的大小及主切削刃的形状和横刃斜角。这里是指钻头轴心线与砂轮表面之间的位置关系，取60°就行，这个角度一般比较能看得准。这里要注意钻头刃磨前相对的水平位置和角度位置，二者要统筹兼顾，不要为了摆平刃口而忽略了摆好度角，或为了摆好角度而忽略了摆平刃口。