第七章 钻削和钻头

钻削与钻头
麻花钻的组成
麻花钻按其功用的不 同, 可以分为三部分: 1钻柄(Shank); 2钻颈(Neck); 3钻体(Body)。
钻柄: 钻头上供装夹用的部分, 并用以传递钻孔所需的动力(扭 矩和轴向力)。 钻颈: 位于刀体和钻柄之间的 过渡部分。通常用作砂轮退刀用 的空刀槽。 钻体: 钻头的工作部分, 由切 削部分(即钻尖)和导向部分组成。
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切削部分
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6. 横刃（Chisel edge） 两后面相交成的刃口。 7. 横刃转点（Chisel edge corner） 主切削刃与横刃相交成的转角 交点。 8. 外缘转点（Outer corner） 主切削刃与副切削力刃的转角 交点。 9. 钻芯尖（Core tip） 理论上是麻花钻中心轴在钻尖 处的端点，实际当中有偏差。
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麻花钻的名称术语
1. 前面（Face） 螺旋槽靠近切削刃的那部分面。 2. 后面 (Flank) 在钻尖上与被加工表面相对的面。 有两 个后面，每个又可分为第一 后面和第二后面。 3. 钻尖（Point） 或称钻锋，承担主要的切削任务。 4. 主切削刃（Cutting edge） 前面与后面相交成的刃口。普通 麻花钻有两条。 5. 副切削刃 前面与刃带的相交线，即刃带边 缘刃。
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本章内容
7.1 麻花钻
7.2 钻削原理 7.3 钻头的修磨
7.4先进钻削简介
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结构角度参数
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5．后角：在钻尖的外缘转点，第一后面与钻 头端平面之间的夹角。在不同测量面内， 可分为轴向结构后角、结构法后角、结构 圆周后角，定义如下： ①轴向结构后角 αc ：在平行于钻轴且垂直于 结构基面的轴向平面内测量，简称结构后 角； ②结构法后角αnc：在切削刃的法剖面内测量； ③结构圆周后角αfc ：在平行于钻轴且垂直于 半径的平面（或圆柱面）内测量。
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1．螺旋角ω ：刃带边缘刃螺旋 线展开到平面成直线后与钻头轴 线的夹角即为螺旋角。 2．横刃斜角Ψ ：在钻尖的端视 图上，外缘转点与横刃转点的连
线与横刃的锐夹角。 3．原始锋角2Φ0：钻尖两原始主刃 母线的夹角，即主切削刃在结构基面 上投影线的夹角。 4．使用锋角2Φ：简称锋角（顶 角），是两实际主刃的外缘转点处切 线在结构基面上的投影线的夹角。
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7.2 钻削原理
• 本节内容 钻削用量和切削层参数 钻削特点和钻削力 钻削用量选择 • 本节重点 钻削用量和钻削力
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1．主运动。麻花钻的旋转运动 称为主运动。钻削时通常以钻头 外缘转点处的速度作为钻削速度， 其计算公式如下：
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由以上的相关术语，可以将 麻花钻参加切削的主要部分 归纳为“一尖、三刃”， “一尖”即钻心尖，“三刃” 即两主切削刃，一横刃。
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麻花钻的结构参数
长度尺寸参数
1.钻头直径d(D)：钻体的刃带上两外缘转点的 距离。 2.钻芯厚度K：在钻头钻尖处测得的钻芯最小尺 寸。若ro为钻芯半厚，则有K=2ro。 3.钻径倒锥：由钻尖向钻柄，钻头直径在一定 长度上的缩小值。该一定长度一般取100mm。 4.钻芯增量：由钻尖向钻柄，钻芯厚度在一定 长度上（比如100mm）的增厚值，也称锥芯 锥度。 5.刃带高度c：刃带的径向高度，即刃背与孔壁 间的间隙量。
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钻头的修磨
本节内容
• • • • 横刃的修磨 主切削刃的修磨 前面的修磨 后面的修磨
本节重点和难点
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钻削用量选择
1．钻头直径： 先钻孔再扩孔时，钻孔直径取孔经的 50% — 70% 2．进给量：（一般） • 可按下式估算： f ＝ (0.01 — 0.02)d • 合理修磨的钻头可选用 f ＝ 0.03d • 直径小于 3 — 5 的钻头，长用手动进给 3．钻削速度
钻削运动
1000 式中： d---钻头直径（mm） n---钻头转速（rev/min） 2．进给运动。加工时钻头的轴 向移动称为进给运动。通常用进 给速度vf 或进给量f 、每齿进给 量fz来表示。其计算公式如下：
vc
dn
(m / min)
vf f n fz Z n
式中，Z为齿数，对普通麻花钻 来说，Z=2。n为钻头转速。 3．主运动和进给运动的合成。
钻削与钻头 一、 修磨横刀刃 1．其目的是：在保持钻头强度的前提下，尽可能 增大钻头部分的前角，缩短横刃的长度，以降低 进给力，提高钻头尖定心能力 2．形式： （1） 十字形磨：横刃长度不变，刃倾角仍为零 度，但横刃前角增大了，此法简单， 但钻头芯 强度有所减弱，要求沙轮圆角锋经较小。 （2） 内直刃形修磨：缩短横刃的长度，增大钻 心处的前角，加大钻心处容屑空间，保持钻 头原有强度，降低钻头进给力，对沙轮圆角无严 格要求，此 法得到广泛推广使用。
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7.1 麻花钻
本节内容
麻花钻的结构 麻花钻的几何角度
本节重点
麻花钻的结构和几何角度
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麻花钻的结构
麻花钻是一种形 状较复杂的双刀 槽孔加工工具。
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导向部分
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4. 刃带(Margin) 或称棱边，即钻头的副后面。 5. 后背棱 后面与刃背的相交棱线。 6. 后沟棱 后面与螺旋槽的相交棱线。 7. 尾根棱(Heel) 或称沟背棱，刃瓣上刃背与螺 旋槽的相交棱线。 8. 尾根转点(Heel corner) 尾根棱、后背棱和后沟棱三棱 的汇交点。 9. 钻芯(Web) 连接二刃瓣钻体中心部分。
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钻削力
1背向力 F p ：互相 低消； 2主切削力 F C ：当 左右刃对称时，构 成钻削扭距 M C ； 3进给力 F f 。
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麻花钻的几何角度
钻头角度参考
1） 基面——削刃某 选定点包含钻头轴 线的平面 2） 切削平面——过 切削刃某选定点与 切削刃相切并垂直 与基面的平面。 3） 正交平面——过 切削刃某选定点并 同时垂直于基面、 切削平面。
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1. 螺旋槽(Flutes) 或称刃沟，钻体上螺旋形 沟槽。作用有：排屑，容屑， 切削液流入的通道。 2. 刃瓣(Land) 钻体上外缘未切出刃沟的 部分。 3. 刃背(Body clearance) 刃瓣上低于刃带的外缘表 面。作用：在钻体的外圆上 减小直径，以与孔壁形成径 向间隙，防止摩擦，提高加 工精度，降低切削力
钻削与钻头 普通麻花钻只需刃磨两个后面，控制三个角度 使用锋角2Φ，横刃斜角Ψ，外缘后角
αd
刃磨钻头后面时，要控制钻头中心部位后角：
越靠近钻头中心，后角磨的越大，目的有两个
1. 使得横刃能获得较大前角，增加横刃的锋利程 度 2. 使得切削刃各点工作后角相差较少
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6．外缘后角αd：在钻尖外缘后背棱线的选定 点处，后背棱的切线与钻头端平面的夹角， 在以钻轴为轴线的圆柱面内测量。
7．尾隙角αh：是第二后面（尾隙面）与钻头 端平面之间的夹角，通常是在以钻轴为轴 心线的圆柱面内、钻尖的尾根转点处测量。
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钻削与钻头
3．钻头磨损特点： （1） 磨损的主要原因：高速钢钻头是 相变磨损外圆周切削速度最高，故磨损最 为严重。 （2） 磨损的形式： 主要是后面磨损，当主刃削刃后面磨损 达一定程度时，好似伴随有刃带磨损，易 咬死而导致钻头蹦刃或折断。 （3） 影响钻头耐用度的因素： 主要包括：钻头材料与热处理状态，钻 头结构刃型参数，切削条件等。
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修磨横刀刃
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修磨主切削刃
1．目的：改变刃形或顶角，控制分屑，或 改变切削负荷分布，增大散热条件，提高 钻头寿命。 2．常用修磨形式有三类
1） 磨出内凹圆弧刃。可加强钻头的定心作用，有 助于分屑，断屑。 2） 磨出双重或多重顶角，后磨出外凸园弧刃。可 改善钻刃外缘处的散热条件提高钻头寿命、此形 式适用于钻铸铁等脆性材料。 3） 刀磨出分屑槽。
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钻削与钻头
6.刃带宽度f：在垂直于刃带边缘（即副切 削刃）的方向上测量的刃带的宽度。 7.刃背直径q：钻体刃瓣上刃背的直径值， 和刃带高度的关系是：q=d-2c。 8.刃瓣宽度B：在垂直于刃带边缘（即副 切削刃）测得的刃带边缘刃（即副切削刃） 与刃瓣尾根棱之间的长度。 9.切削刃高度差H：在给定的位置半径上， 相对于钻头端平面测得的两切削刃的轴向 位移。 10.横刃长度b：指在钻头端视图中的横刃 的长度值。
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钻削与钻头
钻削用量与切削层参数
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Leabharlann Baidu
钻削特点
1） 钻心处切削刃前角为负，切削时产生乱削挤压， 切屑呈粒状并被压碎。 钻心横刃区域工作后角为负，导致钻削轴向里 增大。 2） 主切削刃各点前角、刃倾角不同、使屑变形、 卷曲、流向不同，排屑受螺旋槽影响。 切削塑料材料时，切削卷成园锥螺旋断削比较 困难。 3） 钻头刃带无后角与孔壁摩擦，加工塑料性材料 时易产生积屑， 沾车刃带上影响孔质量。