专用空心钻头的设计对切削性能的影响
钻头几何形状参数对切削性能的影响
钻头几何形状参数对切削性能的影响张晋;彭彦平;孙秋花;张伟【摘要】It is significance to examine the relationship of the materials and the geometry because there are numerous kinds of bits and materials. Six kinds of drills with different geometry parameters were designed to drill the 45 steel materials. The axial thrust, the torque, the shape of the chips, the machining efficiency, the precision and the surface roughness of the holes were investigated to obtain a group of ideal data, which provides a way to experiment and analyze for drill bits' optimal design.%钻头和被加工材料的种类繁多,通过实验来确定不同的被加工材料与钻头几何形状参数之间对应关系的规律.用自行设计的6种不同几何形状参数的钻头,对45号钢材料进行钻孔加工实验,对钻孔时的轴向力、扭矩、切屑形状和孔的加工精度、表面粗糙度等进行了分析研究,确定了一组针对45号钢材料钻孔较为理想的钻头几何形状参数,为钻头几何形状参数优化设计提供了实验和分析方法.【期刊名称】《大连工业大学学报》【年(卷),期】2011(030)004【总页数】3页(P278-280)【关键词】麻花钻;几何参数;切削性能;切削刃【作者】张晋;彭彦平;孙秋花;张伟【作者单位】大连工业大学机械工程及自动化学院,辽宁大连116034;大连工业大学机械工程及自动化学院,辽宁大连116034;大连工业大学机械工程及自动化学院,辽宁大连116034;大连工业大学机械工程及自动化学院,辽宁大连116034【正文语种】中文【中图分类】TG713.10 引言刀具几何参数的设计一般要考虑如下诸多因素:工件材料、刀具材料及刀具基本类型、加工条件、刀具锋利性与强度的关系等[1]。
初中物理钻头知识点总结
初中物理钻头知识点总结
本文将着重介绍物理学中一个重要的知识点——钻头。
钻头是指用于钻孔或在地下开凿等工程中的钻石、硬质合金等刀具的统称。
在石油勘探、地质勘测和矿山开采等领域中，钻头扮演着重要的角色。
首先，我们来了解一下钻头的类型。
按功能来分，钻头可分为地质钻头、机械工程用的钻头、石油勘探用的钻头等。
按结构来分，钻头有钻头头部、钻头身段、连接部分、钻头内部的压力平衡系统、切削系统、冷却装置。
钻头的切削原理是指利用钻头上的刀具对被加工物体进行切削，使被加工物体去除一定的金属材料，并将加工后的表面形成一定形状和尺寸的工件。
在切削系统中，刀具的设计、材料的选择、刀尖的形状都对切削效果有着重要的影响。
另外，钻头的冷却装置也是一个很重要的组成部分。
在切削过程中，钻头的工件和刀具都会产生大量的热量，如果不及时散热，将会导致刀具的温升过高，甚至造成刀具的失效。
因此，冷却装置对切削效果和刀具的使用寿命都有重要影响。
在钻头的使用过程中，我们还需要考虑到钻头的使用寿命问题。
钻头的使用寿命是指钻头在一定的使用条件下能够连续工作的时间。
决定钻头使用寿命的因素有很多，比如工件的材料、硬度，切削速度、切削深度等等。
正确选用合适的钻头，并注意切削条件的选择，都是延长钻头使用寿命的关键。
总的来说，钻头是一种非常重要的刀具，广泛应用于石油勘探、地质勘测、矿山开采等领域。
了解钻头的类型、结构、切削原理、冷却装置、使用寿命等知识，对于正确使用和维护钻头都至关重要。
希望本文能对大家对钻头有更深入的了解。
石油钻井技术中钻头与岩石相互作用研究
石油钻井技术中钻头与岩石相互作用研究石油资源的开发是现代工业发展的基础之一。
石油钻井技术是开发石油资源的重要方法。
在石油钻井过程中，钻头与岩石的相互作用是十分重要的一环。
本文将探讨石油钻井技术中钻头与岩石相互作用的研究。
一、钻头的类型及其特性钻头是钻井工具中最为关键的部分，钻头的设计与制造对钻井效率、成本和安全等方面都有着重要影响。
钻头的类型很多，主要包括平头钻头、锥形钻头、扭曲型钻头、压路钻头和三角形钻头等。
不同类型的钻头针对不同的岩石类型和地质环境，在切削效果和切削质量等方面存在差异。
钻头的切削特性受其切削元件的类型、数量、布局、切削力和切削液等因素影响。
钻头的切削过程是一个极复杂的物理过程，牵涉到多个力学、热学和化学问题。
因此，石油钻井技术中钻头的研究是一项非常复杂的工作。
二、钻头与岩石的相互作用岩石是地质工程中一种十分复杂的物质。
岩石的特性取决于岩石的化学成分、结构、构造和物理性质等因素。
钻头与岩石的相互作用主要表现为切削力和切削质量两个方面。
在钻井过程中，钻头的旋转和推进都会产生切削力。
切削力的大小取决于压力和速度等因素。
高速旋转的钻头会产生离心力，使岩石松散并被钻头带离井口。
同时，钻头还会与岩石进行挤压作用，使岩石形成切削角和切削面。
在切削质量方面，钻头与岩石相互作用的主要问题是如何控制切削面的质量。
切削面的质量直接影响到井壁的稳定性、孔壁的防塌和钻头的寿命等关键技术指标。
因此，钻头的切削质量是石油钻井技术中一个非常重要的问题。
三、钻头与岩石相互作用研究的意义石油钻井技术中钻头与岩石相互作用的研究对促进石油资源的开发、提高钻井效率、降低钻井成本、保障生产安全等方面具有十分重要的意义。
首先，钻头与岩石相互作用的研究可以指导钻头的设计和制造。
通过研究钻头与不同种类的岩石的相互作用，可以有效地改进钻头的结构和材料，提高钻头的切削效率和寿命。
其次，研究钻头与岩石相互作用可以指导钻井过程的优化。
钻头与钻削加工
钻头与钻削加工最近在德国金属加工行业所做的一项调查表明，钻削加工是机械加工车间耗时最多的工序。
事实上，在所有的加工工时中，有36％消耗在孔加工操作上。
与此对应的是，车削加工耗时为25％，铣削加工耗时为26％。
因此，采用高性能整体硬质合金钻头取代高速钢和普通硬质合金钻头，能够大幅度减少钻削加工所需的工时，从而降低孔加工成本。
过去几年来，切削加工参数（尤其是切削速度）在不断提高，特别是高性能整体硬质合金钻头的切削速度提高明显。
20年前，整体硬质合金钻头的典型切削速度为60～80m/min。
如今，在机床能够提供足够的功率、稳定性和冷却液输送能力的条件下，采用200m/min的切削速度钻削钢件已不足为奇。
尽管如此，与车削或铣削加工的一般切削速度相比，钻削加工在加工效率上还有很大的提高潜力。
整体硬质合金钻头对于基体的韧性要求很高，而钻头的磨损在可控和均匀稳定的情况下是可以接受的。
因此，典型的钻削刀具牌号比车削或铣削刀具含有更多的钴元素。
钻头材质通常采用微细晶粒硬质合金，以提高切削刃强度，确保均匀磨损而不发生崩刃。
用硬质合金钻头加工时通常要使用水基切削液，因此切削刃处的温度并不太高，但要求钻头具有抗热冲击性。
性能最佳的钻头牌号是典型的纯碳化钨材料，而无需大量添加碳化钽或碳化钛。
对于整体硬质合金钻头而言，涂层必须发挥比仅仅提高表面硬度和耐磨性更大的作用。
涂层必须在刀具与工件材料之间提供隔热层并保持化学惰性；必须将工件材料与涂层之间的粘结作用降至最低以减小摩擦；涂层表面必须尽可能光滑；此外，麻花钻的涂层还必须具有抗裂纹扩散能力。
钻削加工的动力学特性可能会引起微裂纹，为了保持刀具寿命，就必须阻止裂纹扩散。
通过选择正确的涂层工艺和生成适当的涂层显微结构，可使涂层材料处于压应力状态下，从而大幅度延长刀具寿命。
采用多层涂层可以获得良好的使用效果。
多层涂层能阻止微裂纹在各层涂层之间扩散，即使有个别涂层出现损坏和剥落，其它的涂层仍可对硬质合金基体起到保护作用。
0.8mm钻头加工中心切削参数
【标题】0.8mm钻头加工中心切削参数1. 概述在现代工业生产中，加工中心广泛应用于各种金属材料的切削加工中。
而钻头是加工中心切削加工中的重要工具之一。
本文将重点探讨0.8mm钻头在加工中心中的切削参数设定，旨在帮助工程师和操作人员更好地掌握和应用切削参数，提高切削加工的效率和质量。
2. 切削参数的选择原则在选择和设定0.8mm钻头的切削参数时，需要考虑以下几个原则：2.1 切削速度(Vc)：切削速度是指刀具在单位时间内实际切削的距离，通常用m/min或m/s来表示。
在选择切削速度时，需要根据加工材料的硬度、刀具材料和刀具直径等因素进行综合考虑，确保刀具在切削过程中既能保持良好的切削质量，又能提高切削效率。
2.2 进给速度(Fn)：进给速度是指刀具在切削时沿加工轴线方向的移动速度，通常用mm/min或mm/s来表示。
进给速度的选择与切削速度有着密切的关系，需要根据刀具的结构、切削材料的性质以及所需的加工质量来进行合理的设定。
2.3 主轴转速(N)：主轴转速是指主轴在单位时间内的转动次数，通常以r/min来表示。
主轴转速的选择直接影响到刀具的切削效果和加工质量，需要根据刀具的直径、切削材料的硬度和刀具的耐磨性等因素进行合理的设定。
3. 0.8mm钻头切削参数的设定基于以上切削参数选择原则，我们可以为0.8mm钻头在加工中心中的切削参数进行如下设定：3.1 切削速度(Vc)：根据不同的加工材料硬度和刀具材料，0.8mm钻头的切削速度通常在10m/min至30m/min之间。
需要根据具体情况进行调整和优化。
3.2 进给速度(Fn)：0.8mm钻头的进给速度通常在100mm/min至300mm/min之间，具体数值也需根据具体加工需求和刀具性能进行合理的选择。
3.3 主轴转速(N)：0.8mm钻头的主轴转速通常在xxxr/min至xxxr/min之间，需要根据刀具和加工材料的情况进行合理的设定。
4. 切削参数的优化与调整在实际应用中，切削参数的设定并非一成不变的，需要根据加工材料、刀具磨损情况和加工效果进行定期检查与调整。
空心钻头的选择原理
空心钻头的选择原理
空心钻头是一种常用于钻取混凝土、砖墙等硬质建筑材料的工具，选择适合的空心钻头需要考虑以下因素：
1. 钻头尺寸：根据需要钻取的孔径大小选择相应尺寸的钻头，一般情况下，直径较小的钻头可以更容易地控制钻孔位置和深度，但钻孔速度会较慢，直径较大的钻头则相反。
2. 钻头长度：钻头长度应根据需求钻取的深度来选择，如果钻头长度过短，无法钻到深度，会导致钻孔不完整；如果钻头长度过长，则会增加钻孔难度及不稳定性。
3. 钻头材质：不同材质的钻头适用于不同的工作场合，例如钻取混凝土时，可选择刀头经过淬炼的高速钢、钨钢合金或金刚石等材质的钻头，而钻取瓷砖、大理石等时，选择镀钛合金或碳化钨材质的钻头效果更好。
4. 钻头形状：空心钻头的形状有不同的类型，如扁平形、圆柱形、圆球形等，针对不同的孔型需求进行选择。
5. 钻孔深度：根据不同的钻孔深度选择合适的钻头，如果钻孔深度比较浅，可选择短型空心钻；如果钻孔深度较深，则需要选择针对深孔加强设计的钻头。
磁力取心钻头(空心钻头)的安装与使用
1．磁力取芯钻头的用途：取芯钻头（又名空心钻头）可对各种钢板，钢管，铸铁，不锈钢，铝，铜及各种非金属材料上进行钻孔作业。
2．产品类型：直角柄：适用于进口，国产品牌的磁座钻机。
3．磁力取芯钻头(空心钻头)的使用方法：
1）安装方法：
A．直角柄：将柄端两平面对准钻机主轴上的两螺丝孔，用内六角扳手拧紧并稍留0.2-0.3MM的间隙，用手轻轻来回转动，确认内六角螺垂直于两平面后，用力拧紧螺丝。
B．通用柄：将柄端圆孔对准钻机夹头内的钢珠装入即可。
通用柄也可用内六角螺丝固定，只要将内六角螺丝垂直拧在柄端平面上即可。
C．四孔柄：
1）将主轴上的保险环顺时针转到位，将柄端直接插入并小范围旋转直至钢球进入圆孔即可。
2）进给速度：进给速度一般是凭经验，从数值上讲一般0.08-0.12MM/转，或者0.6-1.0MM/秒，进给速度是在钻孔时比较关键的要素，不同的进给量可以形成不同的铁屑，不同的铁屑会使排屑性能产生变化。
3）定位：在需要钻孔的位置用中心錾打一定位点或用合金针钊上“十”字线，以确保钻孔位置的精度。
注意，用中心錾打定位点时，请确保中心錾垂直于加工工件表面，以免影响切削料芯的顺利排出。
4）开始钻孔：调好合适的转速，开机前请确保钻机磁座底部干净，先打开磁座开关再打开电机开关，电机运转同时打开冷却液开关，当钻头接触钢板时，先缓慢进给，钻入约1-2MM后，再用正常速度进给。
5）钻孔结束：关闭电机待主轴停止转动后，用铁钩除去缠绕在钻头本体上的铁屑，再继续作业。
钻头形状对TC4材料制孔切削力影响的有限元分析
０ 引言
钛合金因其高比强度、高耐热性、良好的耐腐蚀性等 特点ꎬ在航空航天领域有着广泛的应用ꎮ 但是钛合金的导 热系数小、弹性模量低、化学活性大ꎬ属于典型的难加工材 料ꎮ 钻削属于半封闭加工ꎬ对钛合金进行钻孔加工时ꎬ摩 擦大、钻削温度高、钻头磨损快、排屑困难ꎮ 合适的钻头可 以降低加工难度ꎬ因此有必要研究钻头的几何参数ꎬ改善 钛合金的钻孔加工性ꎮ 钻削过程中ꎬ轴向力和转矩对孔加 工质量有重要影响ꎬ而且轴向力和转矩是切削过程中可重 复性强、容易监测的物理量ꎮ 传统试验方法的人力物力消 耗大、实验周期长、综合成本高ꎮ 有限元仿真分析可以弥 补试验的不足之处ꎮ 此外ꎬ数值模型可以获得试验难以测 量的数据ꎬ比如刀屑接触面的温度[１] 、剪切应力[２] 、塑性 应变及塑性应变率[３] 等ꎮ
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｅｘｉｓｔ ｉｎ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ＴＣ４ ｓｏｍｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｓｕｃｈ ａｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅꎬ ａ ３Ｄ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｍｏｄ￣
ｅｌ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｓｏｆｔｗａｒｅ. Ｒｅｌｅｖａｎｔ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｉｓ ｍａｄｅ ｔｏ ｖａｌｉｄａｔｅ ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｅｒｒｏｒｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｔｈｒｕｓｔ ｆｏｒｃｅ ａｎｄ ｔｏｒｑｕｅ ｄｕｒｉｎｇ ｓｔｅａｄｙ ｓｔａｔｅ ａｒｅ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ １３.５％ ａｎｄ １０.８％ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ. Ｉｎ ｏｔｈｅｒ ｗｏｒｄｓꎬ ｔｈｅ ｔｈｒｕｓｔ ｆｏｒｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｏｒｑｕｅ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ａｇｒｅｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉ￣ ｍｅｎｔａｌ ｖａｌｕｅｓꎬ ｓｏ ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｐｒｅｄｉｃｔ ｔｈｅ ｔｈｒｕｓｔ ｆｏｒｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｏｒｑｕｅ ｉｎ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｏｆ ＴＣ４. Ｔｈｅｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌꎬ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｄｒｉｌｌ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ( ｐｏｉｎｔ ａｎｇｌｅ ａｎｄ ｈｅｌｉｘ ａｎｇｌｅ) ｏｎ ｔｈｅ ｔｈｒｕｓｔ ｆｏｒｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｏｒｑｕｅ ｉｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ. Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｐｏｉｎｔ ａｎｇｌｅꎬ ｔｈｅ ｔｈｒｕｓｔ ｆｏｒｃｅ ｄｅｃｒｅａｓｅｓꎬ ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｔｏｒｑｕｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ａｎｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｈｅｌｉｘ ａｎｇｌｅꎬ ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｔｈｒｕｓｔ ｆｏｒｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｏｒｑｕｅ ａｌｌ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ.
空心钻头简介
又名取芯钻头或开孔器一般空心钻头削切深度：25mm,35mm，50mm,75mm,100mm 等钻孔速度要比传统的麻花钻头快上8-10倍空心二：钻头结构刃部采用的三枚组合刃结构、齿距的不等分割、特殊硬质合金刀刃等是创恒独特技术的结晶3枚组合刃由若干个外刃、中刃、内刃组成。
每个刀刃在切削过程中，只负担1/3左右的工作量，加上每个刀刃的内侧也均有切削刀。
所以，可以使排屑非常顺畅。
另外由于各刃分别负担一部分切削工作的特性，使得该孔钻极不容易产生崩刃现象,空心钻头可对50MM厚的钢板进行高精度，高速度穿孔也可打交叉重叠孔 ,刃部采用的三枚组合刃结构、齿距的不等分割、特殊硬质合金刀刃等是独特技术的结晶3枚组合刃由若干个外刃、中刃、内刃组成。
每个刀刃在切削过程中，只负担1/3左右的工作量，加上每个刀刃的内侧也均有切削刀。
所以，可以使排屑非常顺畅。
另外由于各刃分别负担一部分切削工作的特性，使得该孔钻极不容易产生崩刃现象空心钻头配合专门上取芯钻头的机器，具有效率快，成本底的特点，空心钻钻头刃部采用硬质合金制造，具有三层端齿几何，切削轻快，钢板钻头使用寿命长，双削平柄接口，适用于德国澳宝OPTIBOHR，Alfra, BDS, Ruko等各钟进口磁力钻钻机。
硬质合金钻头也适用于各类立式钻床、摇臂钻床、铣床、车床等。
空心钻的分类：按材质有合金，工具钢。
空心钻主要用于材质较硬的材料，而工具钢一般用于材质比较软的材料，针对这两种钻头工具钢相对便宜一些。
价格：目前市面上市场价1佰多到2百多不等三：空心钻头的材质空心钻头材质可分为硬质合金钢，高速钢等，粉末冶金，钨钢钻类，一般市场上用的最多的是硬质合金，和高速钢的为常用型，硬质合金空心钻头其优点耐磨耐用，打较硬材质时不易崩掉，而高速钢是很锋利型的，钻孔比较快，但比较脆，打较硬材质时容易断。
钻头目前除了市面传统的麻花钻以外，还有专门用于磁座钻的取芯钻头（又叫空心钻头），这种钻头采用铣刀的原理，具有效率高，精度好的效果。
微型钻头的设计及使用经验
微型钻头的设计及使用经验
微型钻头是一种直径较小的钻头，通常用于精密加工或打孔。
设计和使用经验对于提高微型钻头的效率和寿命非常重要。
以下是一些关于微型钻头设计和使用的经验。
1. 材料选择
微型钻头的材料非常重要。
在选择材料时，需要考虑其硬度和耐磨性。
通常，硬度越高，耐磨性也就越好。
常见的材料包括高速钢、碳化钨和金刚石。
2. 钻头几何形状设计
钻头的几何形状设计直接影响到加工效率和钻头寿命。
通常微型钻头需要具有以下特点：
（1）小直径和长长度，以提高精度和准确性。
（2）合适的尖角度，以提高钻孔效率。
（3）合适的切割几何形状和切削角度，以提高切割质量和减少热量。
3. 切削液的使用
切削液对于微型钻头的使用效果也非常重要。
切削液可以降低钻头磨损率，提高加工效率，降低加工温度，并减少切屑的粘着。
常见的切削液包括液态石蜡、矿物油和水溶液。
4. 加工工艺
在使用微型钻头时，要注意加工工艺的细节。
如工件表面应保持平整、无毛刺，加工时进给速度和钻头转速应匹配，注意钻头的冷却，切忌长时间连续工作。
5. 维护保养
为延长微型钻头的使用寿命，需要经常进行维护保养。
保持微型钻头的清洁、光滑和干燥，定期更换磨损严重的钻头。
存储时避免碰撞、擦拭或过度挤压。
综上所述，微型钻头的设计和使用经验非常重要，它可以提高钻头的效率和寿命，从而提高加工效率和质量。
需要加强工作细节，合理使用切削液，以及经常进行维护保养。
浅谈加工特殊钻头的改进及应用
浅谈加工特殊钻头的改进及应用[摘要] 文章探讨了薄板钻孔在机械加工中存在着诸多问题,结合生产实习进行了多次改进,并得到了较好的效果。
[关键词] 薄板钻头改进作为机械加工中孔类零件的加工较为常见,但是在实际生产过程中,一些特殊孔的加工会给生产上带来一定的困难,为满足设计要求,保证产品质量,确实需要认真分析,采取相应的措施。
就此在本文中,重点对在薄板上钻孔和深孔加工所有刀具的改进及应用,结合生产实习的一些浅显经验介绍如下。
一、薄板钻头的改进在军品生产中,一些电器元件所有的腔体、隔板和支架等零件上。
按设计要求分布着许多大大小小不同的孔,常常遇到在0.4～2㎜的热轧,冷轧薄钢板,铝板、铜板、上进行钻孔加工,经常出现的现象有:(1)孔形不规整,如扁孔、多边形孔等。
(2)钻孔时钻头易折断,尤其是钻小孔时。
(3)钻头使用时间短,即钻头耐用度低。
(4)钻出的孔表面粗糙度较低。
1.问题分析用麻花钻床在薄板上钻孔,钻头的受力情况与在厚板上钻孔的受力情况有所不同,钻头上每一个切削刃上都受到切向作用在刀上的力主要是轴向力F和转矩T,根据经验和有关参考资料可知各切削刃,产生的轴向力F和转矩T的比例如下表所示:从表中可以看出,在薄板上钻孔时,由于钻尖高,主切削刃低,当工件将要钻透时,钻头失去定心作用,57%的轴向力突然减小,加上工件得的弹性抖动,进给量瞬间急剧增大,会使钻头突然下降,从而造成两主切削刃的过多切入,出现“扎刀”进给,使钻出的孔不圆,空口毛边大,孔壁粗糙,并容易使钻头折断,严重影响产品质量,有时还容易造成刀具损坏或人身伤害事故。
2.问题的解决显然,用标准麻花钻在薄板上钻孔是不适宜的。
通过查阅资料,发现用薄板群钻削,效果很好。
薄板群钻俗称“三尖钻”。
主要的特点是:在标准麻花钻的基础上进行改进,即:在主切削刃上磨成圆弧形切削刃,而且两切削的外缘磨成锋利的刀尖,刀尖与钻心处在高度差0.5～1.5mm,这样就会在钻心未钻透工件时,两主切削刃的外尖已在工件上开始切削,起到了定心的作用,当钻心钻透工件时,就不至于失去稳定,切削力就不会发生太大的变化,从而满足设计工艺的要求。
钻头冠部形状对破岩效果的影响
钻头冠部形状对破岩效果的影响HEYDARSHAHY Seyed Ali;KAREKAL Shivakumar【摘要】用有限元方法模拟了不同形状钻头的破岩效果,研究了地层应力分布及裂缝延伸模式.按照国际钻井商协会(IADC)分类标准设计了14种钻头形状.设计了地层模型,给出了钻头尺寸、地层性质、网格划分方法和边界条件等.采用拟静态条件和质量缩放法以减少模拟时间、提高模拟精度.模拟结果表明,对于9种常用钻头形状,增加锥体高度高应力区面积会增大,而保径高度与产生的应力之间没有明显关系.减小保径高度,高应力区从鼻端和中心部位转移到保径区.对于非常用钻头形状,凸形钻头产生的应力场较大,双心钻头导眼体底部应力较集中.裂缝主要产生在保径区和鼻端,锥体高度和保径高度较大的钻头产生的垂直裂缝较长.使用平形和凸形钻头时没有产生较长的垂直裂缝.双心钻头可抑制保径区的垂直裂缝,却使地层更易出现水平裂缝,有中间段扩眼器的钻头造成的井壁损伤更小.%The influence of different bit profiles on possible fracture modes was investigated using Finite Element Method.The International Association of Drilling Contractors (IADC) classification was used to design 14 types of profiles.The formation model was built,with given bit size,formation properties,meshing method and boundary conditions,etc.Moreover,the pseudo-static state and mass scaling were used to reduce the simulation time and increase the simulation accuracy.The simulation results showed that,for nine common bit profiles,larger cone height led to larger area of high stress zone,and the gauge height was not apparently related to the stress generated.When the gauge height decreased,the high stress zone turned from the nose and center to the gauge zone.For the non-common bit profiles,the convex bitproduced larger high stress field,and the pilot section bottom of bicentre bits had concentrated stress.Fractures were created in the gauge zones and noses,and the bits with larger cone height and gauge height induced longer vertical fractures.The fiat and convex bits did not generate longer vertical fractures.The bicentre bit can hinder the vertical fractures in the gauge zone,but enables the horizontal fractures easier.The bit with intermediate reamer has less damage to sidewall.【期刊名称】《石油勘探与开发》【年(卷),期】2017(044)004【总页数】8页(P630-637)【关键词】PDC钻头;钻头形状;破岩效果;有限元方法;数值模拟【作者】HEYDARSHAHY Seyed Ali;KAREKAL Shivakumar【作者单位】School of Civil, Mining and Environmental Engineering, EIS Faculty, University of Wollongong, NSW 2522, Australia;School of Civil, Mining and Environmental Engineering, EIS Faculty, University of Wollongong, NSW 2522, Australia【正文语种】中文【中图分类】TE921钻头在钻压、钻井液静压和泵压作用下吃入地层。
钻头与钻削研究的历史_现状与发展趋势
5 张进生,张文强,朱志远,王 志.金刚石串珠锯锯切工艺及磨损机理研究.工具技术,2001(5):11～136 侯建华.金刚石串珠绳锯在三峡夔门摩崖石刻搬迁锯切中的应用.石材,2002(3):39～417 H K T nshoff.Diam ond tools for wire sawing metal components.金刚石与磨料磨具工程,2002(3):16～208 吕 智,唐存印.金刚石绳锯技术的发展和未来.珠宝科技,2004(4):1～5第一作者:黄国钦,硕士研究生,福建泉州华侨大学石材加工研究重点实验室,362021福建省泉州市3湖北省自然科学基金资助项目(项目编号:2001ABB028)收稿日期:2005年1月钻头与钻削研究的历史、现状与发展趋势3熊良山 师汉民 陈永洁华中科技大学摘 要:介绍了钻头及钻削研究的主要领域和关键技术,回顾了钻头几何设计和钻削力建模研究的历史和现状,论述了钻头与钻削研究的发展趋势。
关键词:钻头, 钻削, 几何设计, 钻削力建模H istory ,Present Situation and Future T rend of R esearchon Drill and Drilling ProcessX iong Liangshan Shi Hanmin Chen Y ongjieAbstract :An introduction is given to the main areas and technological issues of drills and drilling processes.The history and the present situation are reviewed of research on drills ’design and m odeling of drilling forces.The future trends of related research is discussed.K eyw ords :drill , drilling process , structural design , m odeling of drilling force 人类认识和使用钻头的历史可以上溯到史前时代。
打孔加工中的切削速度控制技术
打孔加工中的切削速度控制技术随着科技的不断发展，打孔加工的技术得到了长足的发展。
为了在生产中保证打孔加工的高效率，打孔加工中的切削速度控制技术成为了至关重要的一环。
本文将从以下几个方面介绍打孔加工中切削速度控制技术的相关知识。
一、什么是打孔加工？打孔加工是指利用工具在工件上钻孔或冲孔等操作的一种非常基础的加工方式。
打孔加工主要用于工件的制作和加工，如钢板、铁板等。
打孔加工在目前的工业制造领域中是非常常见的一种加工方式。
二、打孔加工中的切削速度控制技术打孔加工中切削速度的控制是非常重要的。
切削速度过慢会导致加工时间过长，从而导致生产效率低下。
而切削速度过快则可能导致刀具损坏、工件质量不好等问题。
因此，打孔加工中的切削速度需要按照科学合理的标准进行控制。
打孔加工中的切削速度控制技术可以通过改变主轴转速、刀具直径、进给量等来实现。
主轴转速越大，切削速度就越快，进给量越大，切削速度也会更快。
因此，在加工时需要根据不同工件的特性来合理地选择切削速度的大小。
三、打孔加工中切削速度的影响因素在控制打孔加工中切削速度时，有一些因素需要考虑。
以下是其中几个因素：1.刀具材料：不同的刀具材料对于切削速度的控制都有一定的影响。
一般来说，刀具材料越硬，切削速度就越快。
2.工件材料：不同的工件材料对于切削速度的控制也有很大的影响。
比如，对于较硬的工件材料，切削速度要相对较慢，而对于较软的材料，切削速度可以适当加快。
3.刀具几何形状：刀具的几何形状对于切削速度也有一定的影响。
例如，刀具的刃角和倾角等都可以影响切削力和切削速度。
四、如何选择适当的切削速度选择适当的切削速度可以提高加工效率和降低成本。
一般来说，通过试验和经验可以得到一些针对不同工件和刀具的切削速度值。
在具体的实践中，应该根据工件的性质、刀具的使用情况以及加工的具体要求来合理选择切削速度值。
总之，打孔加工中的切削速度控制技术是一个结合了多种因素的复杂问题。
只有合理的控制切削速度，才能够提高生产效率、降低成本，并保证加工质量与工件精度。
矿山专用钻头的作用和用途
矿山专用钻头的作用和用途矿山专用钻头是采矿业中不可或缺的工具，它主要用于在岩石或其他坚硬物质中钻孔。
钻头的作用和用途广泛，对于矿山开采、隧道挖掘、基础工程等都有重要的作用。
本文将从以下几个方面详细介绍矿山专用钻头的作用和用途。
一、钻孔作业矿山专用钻头最基本的作用是在岩石或其他坚硬物质中钻孔。
通过旋转或冲击的方式，钻头能够破碎岩石，并在孔洞中形成碎屑。
这些碎屑会被随后的冲洗液冲出孔洞，以便于进行进一步的开采或施工。
钻孔作业是矿山开采、隧道挖掘等工程中的基础工作，为后续的爆破、挖掘、支护等作业提供了前提条件。
二、控制测量在矿山开采和隧道挖掘过程中，精确的测量和控制是至关重要的。
钻头可以作为测量工具，通过测量钻孔的深度、角度、位置等信息，来确定矿体的位置、厚度、走向等参数。
这些参数对于制定采矿计划、控制挖掘进度、保证工程安全等方面具有重要意义。
三、地质勘探钻头还可以用于地质勘探，通过钻孔取样可以了解地下岩石的分布、结构、成分等信息。
这些信息对于评估矿产资源、预测工程风险、制定采矿方案等方面具有指导意义。
四、研究与发展随着采矿业的发展和技术的进步，钻头作为重要的工具也得到了不断的研究与发展。
新型钻头的研发和应用，可以提高钻孔效率、降低成本、提高安全性等方面的优势，对于推动采矿业的发展具有重要的意义。
五、安全与效率在矿山开采和隧道挖掘等工程中，钻头的选择和使用对于作业的安全和效率具有显著的影响。
使用合适的钻头可以提高钻孔的准确性和稳定性，减少钻孔过程中的事故风险，同时也可以提高钻孔的效率，缩短工程周期，降低成本。
六、环保与可持续发展在当今社会，环保和可持续发展已经成为各行各业的重要议题。
在采矿业中，钻头作为主要的破碎工具，其使用对于环境的影响也是不容忽视的。
选择高效、环保的钻头可以减少岩石破碎过程中的粉尘和噪音污染，同时也可以减少能源的消耗，符合可持续发展的要求。
七、钻头材料与工艺钻头的材料和工艺对于其使用寿命和性能具有决定性的影响。
钻头的切削原理
钻头的切削原理钻头的切削原理基于磨粒切削理论和切削力学原理，它的主要作用是通过对工件的材料进行切削，以形成孔洞或改变工件的形状。
钻头是一种容器，内部装有金刚石、硬质合金、高速钢等材料制成的刀片或切削工具，通过旋转和施加合适的切削力，使刀片与工件接触并对其进行切削。
钻头的切削原理主要包括以下几个方面：1. 切削速度和进给速度：钻头在切削时，需要施加合适的切削速度和进给速度。
切削速度是指刀具的边缘线速度，它是工具材料最外层刀面与工件接触点的相对线速度。
进给速度是指钻头在单位时间内沿轴向移动的距离。
合理的切削速度和进给速度可以改善切削效果，提高钻头的切削质量。
2. 切削角度和尖角半径：切削角度和尖角半径是刀片或切削刃的重要参数，它们决定着刀具对工件进行切削时的切削负荷和切削力。
一般来说，切削角度越小，切削力越小，但刀片的寿命也会缩短。
尖角半径越小，也能减小切削力，但会降低刀片的强度和耐磨性。
因此，在选择刀具时需要综合考虑。
3. 切削液和冷却：钻头在切削过程中需要使用切削液进行冷却和润滑，以降低切削温度和摩擦。
切削液的冷却效果直接影响到钻头的寿命和切削质量。
它可以帮助排除切削过程中产生的高温产物，减少切削力和磨损。
4. 刀具材料和刀具几何形状：钻头刀具材料通常选择金刚石、硬质合金、高速钢等。
这些材料具有优异的切削性能和磨损性能。
刀具几何形状则包括刃角、刃数、切削刃形状等，不同形状的刀具适用于不同的切削任务和工件材料。
5. 切削力学：在切削过程中，钻头对工件施加切削力。
切削力学原理研究了切削过程中刀具与工件之间的相互作用力，它包括切削力的大小、方向和作用点等。
切削力学原理的研究可以通过合理的刀具选择和加工参数优化，提高切削效率和加工精度。
总之，钻头的切削原理是通过旋转和施加合适的切削力对工件进行切削。
切削速度、进给速度、切削角度、刀具材料和刀具几何形状、切削液和冷却以及切削力学等因素都对切削质量和效率有着重要影响。
薄板材料上的钻孔
高等教育 课程教育研究·29·的一代，从小父母过于疼爱，物质条件相对优越，造成大部分大学生缺乏与人分享、互帮互助的集体意识，养成了只顾自己不顾他人的自私心态，不少大学生在义和利面前往往无法做出正确选择。
自私自利、自我为主的思想和行为常常发生在大学生活的各个方面，如奖学金与助学金评选、贫困生认定、各种荣誉的选优以及党员发展等各方面。
同样，市场经济的价值观对大学生党员的发展也是一把“双刃剑”，市场经济奉行的就是自由竞争，市场主体参与市场竞争的目的和动力是最大限度追求利润，也就是追求自身经济利益的最大化，这是市场机制发挥作用的基础，但这极易诱使一些人只看重物质利益，惟利是图，甚至为一己私利而见利忘义、损人利己[2]。
部分大学生受市场经济中不良思想的影响，导致其入党动机不纯洁，把入党看成是捞取政治资本、满足虚荣心、找份好工作等的手段。
如何端正大学生思想意思和入党动机，从而保证思想入党与组织入党的同步一致，这是提高大学生党员质量的前提条件和基本要求。
3.2党员发展过程中存在“重实体、轻程序”的问题 在高校党建工作中，“实体”和“程序”是相辅相成、统一于党员发展的整个过程中。
然而在目前发展高校学生党员的工作中，尽管制定了不少规章制度及考核标准对大学生党员的进行培养、发展和考察，但由于主客观条件的限制，其贯彻执行的效果却不尽如人意。
长期以来，大学生党员的培养和发展主要依赖于辅导员，这种方法虽然有利于学生日常管理工作和树立辅导员权威，但同样也容易产生片面思维，影响组织发展工作的严肃性和科学性，同时还存在着通过关系入党和突击入党等违纪行为[3]。
为更好发挥组织发展过程中的辐射作用及党员的示范作用，避免组织发展过程中出现错误和随意现象，应加强对协调整合现有相关资源，形成合力，对当前党员发展的程序和内容进行创新设计，以期达到程序和实体相一致，从而形成科学、规范、全面的党员发展程序，这是提高大学生党员质量的“必由之路”。
专用空心钻头的设计对切削性能的影响
专用空心钻头的设计对切削性能的影响空心钻头是一种较适合便携式工具使用的孔加工刀具。
但由于空心钻头的制造工艺比较多而杂，且不能加工盲孔，因此在金属切削加工中使用并不普遍，通常只在加工一些大直径或贵金属工件的通孔或钻孔设备功率受到限制时才使用。
由于空心钻头没有标准定型产品，因此大用于特别材料加工的空心钻头均需自行研制。
以研制出的用于加工难加工材料的专用空心钻头为例，被加工材料U—Mn，重要化学成分包括：碳（0.56%～0.68%）、锰（1.35%～1.65%）、硅（0.2%～0.35%）等；材料抗拉强度882N/mm2，硬度及耐磨性均较高。
该钻头用于在厚17mm的材料上加工30+0.5mm通孔，便携式钻机功率30min，钻头材料为W6Mo5Gr4V2。
在研制该空心钻头过程中，通过反复调整钻头的设计参数，并进行钻孔试验，最后确定钻头几何参数为：前角g=12，后角a=9，副后角a1=3。
下面就空心钻头的设计对切削性能的影响作一简要分析。
1前角变化对钻头切削性能的影响前角对切削力的影响前角的变化会影响切屑材料的变形程度，从而使切削力发生变化。
切屑变形越大，切削力越大；切屑变形越小，切削力越小。
当前角在0～15范围内变化时，切削力修正系数的变化范围为1.18～1。
前角对钻头耐用度的影响增大钻头前角时，会使刀尖强度和散热体积减小，同时会影响刀尖受力情况。
当前角为正值时，刀尖受拉应力；当前角为负值时，刀尖受压应力。
如选用的前角过大，虽可加添钻头锋利度，减小切削力，但刀尖所受拉应力较大，刀尖强度降低，简单折断。
在切削试验中很多钻头均因前角过大而损坏。
但是，由于被加工材料硬度和强度较高，加之便携式钻机的主轴及整机刚性较低，如选用的前角过小，钻孔时切削力的增大会使主轴产生振动，加工表面显现明显振纹，钻头耐用度也会降低。
2后角变化对钻头切削性能的影响增大后角可减小后刀面与切削材料间的摩擦，减小已加工表面的挤压变形。
但如后角过大，则会降低刀刃强度和散热本领。
空心钻头打孔速度为什么比麻花钻快
要知道空心钻头打孔速度为什么比麻花钻头快，首先要了解空心钻头的设计结构，空心钻头设计有6枚3组刀刃，其中又分别有外刃、中刃、内刃组成，每组承担有不同的切削功能。
每个刀刃在切削过程中，只负担1/3左右的工作量，加上每个刀刃的内侧也均有切削刀。
所以，可以使排屑非常顺畅。
另外由于各刃分别负担一部分切削工作的特性，使得该孔钻极不容易产生崩刃现象。
因为承担的切削量比麻花钻头钻少80%以上，中心的芯还会掉下来，因此钻孔即轻松又快速，比如用用22毫米的空心钻头对30MM厚的钢板钻孔，只要8-10秒即可，用麻花钻头钻同样的孔大概在1分钟到-2分钟，空心钻头的钻孔有的由此可见。
空心钻头由于中间掏空,所以叫空心钻头, 用空心钻头钻孔切削的时候只加工工件的环型一周，中间的芯会掉出来,因此切削量比麻花钻头少许多，所以钻孔效率高许多,据测算空心钻头钻孔效率是麻花钻头的8-10倍,孔越大效果愈好。
空心钻头主要用来钢板钻孔，在加工大型刚结构工件上比较方便。
但由于空心钻头齿数多，二次修磨时要求比较高，比麻花钻头难修磨，所以价格比麻花钻头要高。
因此使用空心钻头要根据工件和现场情况综合考虑使用。
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专用空心钻头的设计对切削性能的影响
来源:数控机床网 作者:数控车床 栏目:行业动态
空心钻头是一种较适合便携式工具使用的孔加工刀具。
但由于空心钻头的制造工艺比较复杂，且不能加工盲孔，因此在金属切削加工中使用并不普遍，通常只在加工一些大直径或贵金属工件的通孔或钻孔设备功率受到限制时才使用。
由于空心钻头没有标准定型产品，因此大部分用于特殊材料加工的空心钻头均需自行研制。
我们曾为用户研制一种用于加工难加工材料的专用空心钻头。
被加工材料代号U-Mn，主要化学成分包括：碳(0.56%～0.68%)、锰(1.3 5%～1.65%)、硅(0.2%～0. 35%)等；材料抗拉强度≥882N/ mm2，硬度及耐磨性均较高。
该钻头用于在厚17mm 的材料上加工&Osla sh;30+0.5mm通孔，便携式钻机功率<1000W，要求钻头寿命>30min，钻头材料为W6Mo5Gr4V2。
在研制该空心钻头过程中，通过反复调整钻头的设计参数，并进行钻孔试验，最后确定钻头几何参数为：前角g= 12°，后角a= 9°，副后角a1 = 3°。
下面就空心钻头的设计对切削性能的影响作一简要分析。
1 前角变化对钻头切削性能的影响
前角对切削力的影响
前角的变化会影响切屑材料的变形程度，从而使切削力发生变化。
切屑变形越大，切削力越大；切屑变形越小，切削力越小。
当前角在0°～15°范围内变化时，切削力修正系数的变化范围为1.18～1。
前角对钻头耐用度的影响
增大钻头前角时，会使刀尖强度和散热体积减小，同时会影响刀尖受力情况。
当前角为正值时，刀尖受拉应力；当前角为负值时，刀尖受压应力。
如选用的前角过大，虽可增加钻头锋利度，减小切削力，但刀尖所受拉应力较大，刀尖强度降低，容易折断。
在切削试验中许多钻头均因前角过大而损坏。
但是，由于被加工材料硬度和强度较高，加之便携式钻机的主轴及整机刚性较低，如选用的前角过小，钻孔时切削力的增大会使主轴产生振动，加工表面出现明显振纹，钻头耐用度也会降低。
2 后角变化对钻头切削性能的影响
增大后角可减小后刀面与切削材料间的摩擦，减小已加工表面的挤压变形。
但如后角过大，则会降低刀刃强度和散热能力。
后角的大小直接影响钻头耐用度。
在钻孔过程中，钻头的主要磨损形式为机械擦伤和相变磨损。
考虑机械擦伤磨损，当切削寿命一定时，后角越大，可用切削时间越长；考虑相变磨损，后角增大会使钻头散热能力降低。
钻头磨损后，随着后刀面磨损带的逐渐加宽，切削功率逐渐加大，摩擦产生的热量会逐渐增加，使钻头温度升高，当温度升高到钻头相变温度后，钻头将出现快速磨损。
3 钻头设计对刃磨加工的影响
空心钻头用量较少，加工批量小，因此设计钻头时应考虑其加工工艺问题，尽量以常用机加工设备和常用刀具实现加工及刃磨。
切屑经前刀面流出，因此前刀面的形状直接影响切屑形状和排屑性能。
切屑在流出过程中受到前刀面挤压和摩擦，进一步产生变形。
切屑底层金属变形程度最大，并沿前刀面产生滑移，使切屑底层长度较长，从而形成各种卷曲形状。
使用空心钻头钻孔时，希望切屑成碎屑或带状屑，以利于排屑。
为便于加工和刃磨，前刀面必须设计为平面，且不开断屑槽。
前刀面在使用中不需要重磨。
后刀面是空心钻头最易重磨的面，也是磨损速度最快的面，因此空心钻头的刃磨是以刃磨后刀面来实现。
副后刀面分为内副后刀面和外副后刀面。
从重磨角度来说，重磨内、外副后刀面不易实现，因此副后刀面应设计为不重磨形式。
图1 空心钻头刀刃设计示意图
根据以上分析，将该空心钻头刀刃设计为图1所示形式。
加工实践证明，该设计完全可以满足使用要求和刀具重磨要求。
4 切削液使用及对钻头切削性能的影响
空心钻头的主要特点是加工时孔的内芯不被切削，因此空心钻头的切削量比麻花钻明显减少，所需钻机功率和切削中产生的热量也较小。
用高速钢空心钻头钻孔时，因加工区温度对钻头硬度影响很大，因此钻孔过程中必须使用冷却液降温(如不用冷却液，钻头磨损一开始就将以相变磨损为主而快速磨损)。
开始我们采用外部喷淋冷却方式，但因钻头工位为水平轴线方向加工，冷却液不易进入钻头刀刃部分，冷却液消耗较大，冷却效果不理想。
经重新设计改变钻机主轴结构，将外部喷淋冷却变为内部喷淋冷却，冷却液由空心钻头芯部加入，使冷却液能顺利到达钻头切削部分，从而明显降低了冷却液消耗量，改善了冷却效果。
5 空心钻头使用效果
设计完善的空心钻头应同时满足以下几方面要求：①便于制造，能采用普通机床和通用刀具加工；②便于重新刃磨，可利用普通砂轮机进行刃磨；③生产效率高，使用寿命长；④价格低廉。
我们研制的空心钻头基本上达到了以上要求。
在实际使用中，钻头耐用度可稳定达到50 分钟，孔径公差、表面粗糙度等均达到了设计要求。
由于只需重磨后刀面，钻头后角较易控制，在普通砂轮机上即可方便地实现刃磨。
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