钻削原理
第九章--钻削加工
第九章钻削加工钻床是加工内孔的机床，是用钻头在实体材料上加工孔,主要用于加工外形复杂，没有对称旋转轴线的工件，如杠杆、盖板、箱体、机架等零件上的单孔或孔系。
钻孔属粗加工。
·钻削加工的工艺特点（1）钻头在半封闭的状态下进行切削的，切削量大，排屑困难。
（2）摩擦严重，产生热量多，散热困难。
（3）转速高、切削温度高，致使钻头磨损严重。
（4）挤压严重，所需切削力大，容易产生孔壁的冷作硬化。
（5）钻头细而悬伸长，加工时容易产生弯曲和振动。
（6钻孔精度低，尺寸精度为IT13～IT10，表面粗糙度Ra为12.5～6.3μm。
·钻削加工的工艺范围钻削加工的工艺范围较广，在钻床上采用不同的刀具，可以完成钻中心孔、钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、锪埋头孔和锪凸台端面等，如图所示。
在钻床上钻孔精度低，但也可通过钻孔----扩孔----铰孔加工出精度要求很高的孔（IT6～IT8，表面粗糙度为1.6～0.4μm），还可以利用夹具加工有位置要求的孔系。
在钻床上加工时，工件固定不动，刀具作旋转运动（主运动）的同时沿轴向移动（进给运动）。
第一节钻床钻床的主要类型有：台式钻床、立式钻床、摇臂钻床、铣钻床和中心孔钻床等。
钻床的主参数一般为最大钻孔直径。
一、立式钻床立式钻床是钻床中应用较广的一种，其特点是主轴轴线垂直布置，且位置固定，需调整工件位置，使被加工孔中心线对准刀具的旋转中心线。
由刀具旋转实现主运动，同时沿轴向移动作进给运动。
因此，立式钻床操作不便，生产率不高。
适用于单件小批生产中加工中小型零件。
·立式钻床的传动原理主运动:单速电动机经齿轮分级变速机构传动；主轴旋转方向的变换，靠电动机正反转实现进给运动:主轴随同主轴套筒在主轴箱中作直线移动。
进给量用主轴每转一转时，主轴的轴向移动量来表示二、台钻台式钻床简称台钻，其实质上是一种加工小孔的立式钻床，结构简单小巧，使用灵活方便，适于加工小型零件上的小孔。
钻孔直径一般小于15mm。
《钻削与钻头》课件
1. 切削力大
由于钻头需要施加较大的轴向压力才能使钻尖切 入工件材料中，因此切削力较大，易造成刀具磨 损。
3. 制造成本低Байду номын сангаас
钻削所需的设备和工具相对简单，制造成本较低 。
2. 排屑困难
钻头切削过程中产生的切屑需要通过排屑槽排出 ，但排屑槽的尺寸和形状对排屑效果有很大影响 ，排屑不当易导致切屑堵塞或划伤已加工表面。
选择依据
进给量的选择应考虑工件材料的 硬度、钻头的直径和切削深度等
因素。
注意事项
进给量过大可能导致切削力增大 ，进给量过小则可能导致切削效 率低下，应根据实际情况进行选
择。
切削深度的选择
切削深度
切削深度是指钻头在工件上切削的深度，单位为mm。
选择依据
切削深度的选择应考虑工件材料的硬度、钻头的直径和刚性等因素 。
切削速度是指钻头在每分钟内所 完成的进给量，单位为mm/min
。
选择依据
切削速度的选择应综合考虑钻头的 直径、切削深度、工件材料、钻头 材料和冷却方式等因素。
注意事项
切削速度过高可能导致钻头磨损加 剧，切削速度过低则可能导致切削 力增大，影响加工质量和效率。
进给量的选择
进给量
进给量是指钻头每转一圈，钻头 沿轴线移动的距离，单位为 mm/r。
钻削的特点
01
02
03
总结词
钻削具有加工精度高、适 应性强、制造成本低等优 点，但也存在切削力大、 排屑困难等缺点。
详细描述
钻削作为一种常见的金属 切削加工方法，具有以下 优点
1. 加工精度高
《金属切削原理及刀具》图文课件-ppt-第10章
1）钻削速度
vc
πdn 1 000
2）进给量和每齿进给量 3）背吃刀量
fz
f 2
ap d / 2
2022年7月23日星期六
3.钻削的工艺特点 1）导向定心问题 导向定心问题包括以下几点：
（1）预钻锥形定心孔，应先用小顶角、大直径麻花钻或中心 钻钻一个锥形坑，再用所需尺寸的钻头钻孔。
（2）对于大直径孔（直径大于30 mm），常采用在钻床上分两 次钻孔的方法，即第一次按小于工件孔径钻孔，第二次再按要求 尺寸钻孔。第二次钻孔时由于横刃未参加工作，因而钻头不会出 现由此引起的弯曲。
2022年7月23日星期六
套料钻 1—料芯； 2—导向块； 3—刀体； 4—刀齿
10.5 铰刀
10.5.1 铰刀的分类
铰刀使用方式可分为手用铰刀及机用铰刀两种。手用铰刀柄部为 直柄，工作部分较长，导向作用较好。手用铰刀又分为整体式铰刀和 可调式铰刀两种。机用铰刀又可分为带柄式铰刀和成套式铰刀。
2022年7月23日星期六
几种常见的铰刀
10.5.2 铰削特点
铰削的加工余量一般小于0.1 mm，铰刀的主偏角一般小于45°，因 此，铰削时切削厚度很小，仅为0.01～0.03 mm。铰削过程除主切削刃 正常的切削作用外，还对工件产生挤刮作用，因此，它是一个复杂的切 削和挤压摩擦过程。 1.铰削精度高
铰刀齿数较多，心部直径大，导向性及刚性好。铰削加工余量小， 切削速度低，且综合了切削和修光的作用，能获得较高的加工精度和表 面质量。 2.铰削效率高
1
2
3
孔的深度与直径之比 较大（一般大于10）， 钻杆细长，刚性差， 工作时容易产生偏斜 和振动，因此，孔的 精度及表面质量难以 控制。
刀具切削原理
刀具切削原理
刀具切削原理是指在切削加工过程中，刀具通过相对于工件的相对运动，将工件上的材料逐渐剥离和去除，以达到加工工件的目的。
刀具切削原理与刀具的几何形状、材料、尺寸、刃口状况等因素密切相关。
下面将介绍几种常见的刀具切削原理。
1. 削剪切削原理：在削剪切削中，刀具的切削边缘相对于工件的方向进行快速切割。
切削力集中在刀具的刃口附近，通过工件上的剪切应力使材料断裂并剥离。
这种切削原理常用于剪切、切割等工艺中。
2. 磨削切削原理：磨削切削是通过刀具上的磨削颗粒与工件接触，通过摩擦磨削去除工件上的材料。
刀具通常是磨石、磨轮等，利用磨粒与工件的相对运动，在磨削过程中剥离材料。
这种切削原理适用于对工件进行精密、表面光滑的加工。
3. 钻削切削原理：在钻削切削中，刀具通常是钻头，通过旋转运动与工件相互作用。
刀具在工件上产生切削力，通过刀具的刃口将材料剥离和去除。
这种切削原理适用于钻孔。
4. 滚削切削原理：滚削切削是通过滚轮等刀具与工件表面接触，通过相对轴向运动将工件上的材料压缩、变形或剥离。
这种切削原理适用于滚压、滚花等工艺。
总而言之，不同的刀具切削原理适用于不同的工艺需求，根据工件的具体加工要求选择合适的切削原理和刀具是提高加工效率和质量的重要因素。
机械加工的工艺原理是
机械加工的工艺原理是
机械加工是利用机械设备对工件进行切削、磨削、拔拉、钻削等加工过程的技术。
其工艺原理主要包括以下几个方面：
1. 切削原理：利用刀具与工件之间的相对运动，以切削刃对工件进行削除材料的操作。
刀具通过推刀进给或工件旋转提供所需的运动，切削刃将工件上的材料削除，形成所需的形状和尺寸。
2. 磨削原理：利用磨料颗粒在工件表面的相对运动，将磨削粒子对工件材料的切削和磨擦作用，使工件表面达到所要求的精度和光洁度。
3. 拔拉原理：通过拔拉设备，将工件在规定的力下进行拉伸，使其形成所需的形状，如拉制金属线材和伸长钢材等。
4. 钻削原理：通过旋转运动和向前进给的力，通过刀具的刃部对工件进行孔洞加工，同时将削屑排除。
总的来说，机械加工的工艺原理是通过机械设备对工件进行切削、磨削、拔拉、钻削等操作，以实现工件形状、尺寸和表面质量的加工要求。
整个过程依靠机械设备提供运动和力量，通过切削或磨削等方式将工件的材料削除或变形，从而得到所需的产品或工件。
钻削的概念
钻削的概念钻削是指用钻头进行机械加工的过程，用于在工件上制造圆孔。
它是现代制造工艺中常见的一种加工方法，广泛应用于机械制造、汽车制造、航空航天、石油勘探等领域。
钻削的基本原理是利用钻头的旋转运动和轴向推进力，将刀具与工件接触并磨削工件。
钻头通常由切削刃和刀体两部分组成，切削刃负责切削工件，刀体则负责传递动力和固定切削刃。
在钻削过程中，切削刃对工件表面施加切削力，将工件上的金属材料削除，形成一个圆孔。
钻削一般分为粗钻、精钻两个过程。
粗钻时，钻削刃快速旋转，以较大的切削速度将大量金属屑削除；而精钻则是以较小的切削速度进行，用于在工件上获得更精确的孔径和表面质量。
钻削的过程涉及到几个重要的参数，包括切削速度、进给速度、切削深度和刀具选型等。
切削速度是指钻头的旋转速度，它决定了钻削的效率和切削力的大小。
进给速度是指钻头在轴向上的推进速度，它影响到切削过程中金属屑的形成和排除。
切削深度是指刀具在每一次钻削过程中进入工件的深度，它根据工件要求和刀具强度来确定。
刀具选型则是根据工件材料和形状，选择合适的钻头类型和尺寸。
钻削过程中，切削刃与工件表面的摩擦会引起热量的产生，这可能导致刀具磨损、工件变形和表面质量下降等问题。
为了解决这些问题，钻削过程中通常需要使用切削液进行冷却和润滑，以降低切削温度、延长刀具寿命、改善切削质量。
钻削的优点是加工精度高，适用于各种材料的加工，如金属、非金属、木材等。
钻削可以制造各种类型的孔，如盲孔、通孔、倒角孔等，并可进行各种类型的表面处理，如车削、镗削、铰削等。
此外，钻削还具有生产效率高、机械加工力度小、工艺稳定可靠等特点。
然而，钻削也有一些局限性。
首先，钻削只能制造圆孔，对于其他形状的孔无法实现。
其次，钻削过程中切削刃容易受到工件表面硬度不均匀、切削力不平衡等因素的影响，导致刀具磨损和加工质量下降。
此外，钻削过程中切削力较大，易产生振动和噪音，对机床和工件都会带来一定的负荷。
综上所述，钻削是一种常见的机械加工方法，具有广泛的应用领域和许多优点。
第七章 钻削与钻头
2）可在车、钻、镗床上使用，操作方便，钻孔效 率高。 3）由于钻杆内还有一层内管，排屑空间受到限制， 较难用于小直径。加工精度略低于BTA钻头。
第五节 深 孔 钻
三、喷吸钻
1—工件 2—夹爪 3—中心架 4—引导架 5—向导管 6—支持座 7—连接套 8—内管 9—外管 10—钻头
第五节 深 孔 钻
第一节 麻 花 钻
二、麻花钻的几何角度 5、 几何角度小结
第二节 钻削原理
一、切削用量与切削层参数 1.钻削用量
钻削背吃刀量（mm）
ap d / 2
每刃进给量（mm／z）
钻削速度（m／min）
fz f /2
v( dn )/1000
2.切削层参数
钻削厚度（mm） 钻削宽度（mm）
h fsin( / 2 ) D
第三节 钻头的修磨
一、修磨横刃 1、目的 在保持钻尖强度的前提下，尽可能增大钻尖部分 的前角、缩短横刃的长度，降低进给力，提高钻尖定 心能力。 2、两种较好的修磨形式
a）加大横刃前角
b）磨短横刃并加大前角
第三节 钻头的修磨
二、修磨主切削刃 ——改变刃形或顶角，以增大前角，控制分屑断屑。
a) 磨出内凹圆弧刃
第二节 钻削原理
二、钻削过程特点 2.钻削力 钻头每一切削刃都产生切削力，包 括切向力（主切削力）、背向力（径向 力）和进给力（轴向力）。当左右切削 刃对称时，背向力抵消，最终构成对钻 头影响的是进给力Ff 与切削转矩Mc。 钻削力实验公式：
F C d f f F f
zF yF f f
K F f
思考题：
1.试述孔加工刀具的类型及其用途。 2.作图表示麻花钻结构、标注结构参数与 刃磨角度。 3.分析麻花钻前角、后角、主偏角及端面 刃倾角的变化规律。 4.为什么要对麻花钻进行修磨?有哪些修磨 方法？
钻削原理Hole Making
• 影响主切削刃的形状 以及强度
• 影响螺旋槽的排屑空 间
22
22
螺旋槽截形
常见的形状 优化的形状
• 更好的刚性 •改善了排屑的能力
23
23
排屑槽设计理念
轧制钻头根部 锥形钻芯
抛物线螺旋槽钻头
平行钻芯
常规钻头
24
24
刀体
刀体长度 螺旋槽长度 钻芯
螺旋角
螺旋槽 横刃 厚度
螺旋槽
后锥面
螺旋槽尾 部
螺旋角这些角度决定了背前角的功能1818小1520中2533大3540钻尖几何特性产生的影响顶角扭矩轴向力1919径向前角螺旋角主切削刃后角后刀面刃带径向后角为0后角2020刀体后角径向顶角钻头直径刀体螺旋槽长度刀体长度螺旋角钻心2121螺旋槽螺旋槽边缘螺旋槽后锥面横刃宽度螺旋槽形式?影响主切削刃的形状以及强度影响主切削刃的形状以及强度?影响螺旋槽的排屑空2222影响螺旋槽的排屑空间螺旋槽截形常见的形状优化的形状?更好的刚性?改善了排屑的能力2323排屑槽设计理念抛物线螺旋槽钻头轧制钻头根部锥形钻芯2424常规钻头平行钻芯刀体螺旋槽长度刀体长度螺旋角钻芯2525螺旋槽螺旋槽尾部螺旋槽后锥面横刃厚度钻芯横刃钻芯厚度螺旋槽终止位置钻芯厚度螺旋槽终止位置除非特别指明这表示钻芯的厚度除非特别指明这表示钻芯的厚度2626横刃钻芯将两个钻瓣连接起来的钻头的中心部分将两个钻瓣连接起来的钻头的中心部分钻芯厚度的影响钻心厚度轴向力钻芯橫刃厚度每2727这表明
V = 切削速度( sfm)
(in lbs) (lbs)
FTh (轴向力) = 57,500 f 0.8 D 0.8 + 625 D 2
式中: 轴向力
f = 进给量(英寸 / 转) D = 钻头直径(英寸) l = 孔深 (英寸) N = 每分钟转速 TC = 切削时间(分钟) Q = 金属去除率(立方英寸 / 分钟) HP C = 切削功率 FTq = 扭矩 (英寸 磅 ) FTh = 轴向力 (磅)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
钻削方法及特点（补充）
2.锥柄钻夹头
内外表面都是锥体，称为钻套。
1—内锥孔 2—外圆锥 3—扁尾
第六节
钻削方法及特点（补充）
3.其他钻夹头
（1）自动退卸钻头装置
1—主轴 2—挡圈 3—螺钉销 4—横销 5—外套 6—垫圈 7—硬橡胶垫 8—导向套 9—主轴箱 10—弹簧 11—钻头
第六节
钻削方法及特点（补充）
fd 2 n Q 250vc df 4
公称横截面积／ 齿（mm2） AD df / 4
材料切除率(mm3 ／min)
第二节
钻削原理
三、钻削用量选择 1、钻头直径
2、进给量
经验公式估算
f (0.01~ 0.02 )d
3、钻削速度
表7－4 高速钢钻头钻削速度 加工材料 低碳钢 中高碳钢 20～25 合金钢 15～20 铸钢 20～25 铝合金 40～70 铜合金 20～40
思考题：
1.试述孔加工刀具的类型及其用途。 2.作图表示麻花钻结构、标注结构参数与 刃磨角度。 3.分析麻花钻前角、后角、主偏角及端面 刃倾角的变化规律。 4.为什么要对麻花钻进行修磨?有哪些修磨 方法？
深 孔 钻
* 配备DF系统的深孔钻
第六节
1.扁钻
钻削方法及特点（补充）
使用最早的钻孔工具，结构简单、刚性好、成本低、刃磨 方便。 2.中心钻 三种结构形式：带护锥中心钻，无护锥中心钻和弧形中心 钻（见后图）。 3.麻花钻 最广泛应用的孔加工工具。适应性较强、成熟的制造工艺 及完善的刃磨方法。 4.深孔钻 孔深与孔径之比大于5～10倍的孔称为深孔。
第二节
钻削原理
一、切削用量与切削层参数 1.钻削用量
钻削背吃刀量（mm）
ap d / 2
每刃进给量（mm／z）
钻削速度（m／min）
fz f / 2
v (dn) / 1000
2.切削层参数
钻削厚度（mm） 钻削宽度（mm）
hD f sin( / 2)
bD d / 2 sin
a)
手虎钳
b) 机床用平口虎钳 c) V形块 d) 压板、螺钉
第六节
钻削方法及特点（补充）
（2）钻孔方法及注意事项
1).在斜面上钻孔时,需先用铣刀铣出平台后再钻孔 2).钻半圆孔时，需将两件对合起来钻孔 3).钻不通孔时，要按钻孔深度调整好挡铁来控制孔深 4).对直径大于30mm的孔，一般分两次钻 5).孔即将钻穿时，此时须减小进给量 6).在钻深孔时，需经常退出钻头将切屑排除 7).钻孔时，需用切削液充分冷却
2.在车床上钻孔
第六节
钻削方法及特点（补充）
二、钻头的装夹 1.直柄钻夹头
钻夹头的结构如 图所示，夹头体上有 锥孔与钻夹锥柄紧配； 夹头套与内螺纹圈紧 配；钥匙用来旋动夹 头套；夹爪用来夹紧 钻头直柄；内螺纹圈 用来使爪伸出或缩进。
1—夹头体 2—夹头套 3—夹头钥匙 4—夹爪 5—内螺纹圈
第六节
第六节
钻削方法及特点（补充）
三种结构形式：
带护锥中心钻 图a）
无护锥中心钻 图b） 弧形中心钻 图c）
a) 带护锥中心钻
b) 无护锥中心钻
c) 弧形中心钻
第六节
钻削方法及特点（补充）
一、钻削的方法 1.在钻床上的钻孔
（1）工件装夹 根据工件形状常选用手虎钳、机床用平口虎钳、V形块和压 板、螺钉等辅助工具来装夹。
钻尖相对于钻头轴线有一定的偏移量e，偏移量大约为1/4钻头的直径。 排出的切削液经过过滤、冷却后再流回液池，可循环使用. 优点：较好的导向性，改善了排屑条件。 缺点：生产率不高。
第五节
一、枪孔钻
深 孔 钻
* 切削部分特点：
枪钻受力分析与导向芯柱
第五节
深 孔 钻
二、错齿内排屑深孔钻（BAT深孔钻）
钻削速度/（m/min） 25～30
a）单刃外排屑小深孔钻
b）错齿内排屑深孔钻
c）不重磨内排屑深孔钻 d）喷吸钻 e) 外排屑机夹套料钻 f）不通孔套料刀 g) 机夹单刃内排屑深孔镗 刀 h）小深孔拉铰刀 i）深孔滚压头
常用深孔刀具外形结构图
第五节
一、枪孔钻
深 孔 钻
单刃 外排 屑小 深孔 枪钻
（2）快换钻夹头的用途及构造
快换钻夹头 1—钢珠 2—滑环 3—可换套 4—弹簧环 5— 夹头体
拆卸钻头 1—斜铁 2—主轴 3—钻头
第六节
拆卸方法：
钻削方法及特点（补充）
①将斜铁放钻床主轴圆弧孔内，贴紧锥钻扁尾的斜角部分。 ②用锤子锤击斜铁即可。
注意：
①将半圆弧一边放在上面，否则会将钻床半圆弧孔打坏。 ②拆卸前，在工件或工作台上要垫木块，防钻头掉下打坏 工件或工作台。
BTA深孔 钻特点：无横 刃、内外切削 刃余偏角不等、 有钻头偏距切 削刃分段、交 错排列，保证 可靠分屑和断 屑，外缘刀片 耐磨性好，中 心韧性好。
BAT深孔钻
第五节
三、喷吸钻
深 孔 钻
——BAT深孔钻＋喷吸排屑装置 喷吸钻的特点： 1）不需要BTA系统的高压输油器及密封装置。不但 提高了排屑效果，又改进了工作条件。
2）可在车、钻、镗床上使用，操作方便，钻孔效 率高。 3）由于钻杆内还有一层内管，排屑空间受到限制， 较难用于小直径。加工精度略低于BTA钻头。
第五节
三、喷吸钻
深 孔 钻
1—工件 2—夹爪 3—中心架 4—引导架 5—向导管 6—支持座 7—连接套 8—内管 9—外管 10—钻头
第五节
三、喷吸钻