第六章-孔加工刀具方案

必须重点解决的问题。
四、钻削用量及选择
• 1、钻削用量 • （1）背吃刀量 (a p) 指已加工表面与待加工表
面之间的垂直距离，也可以理解为是一次走刀 所能切下的金属层厚度，a p＝d/2。 • （2）钻削时的进给量 (f ) 指主轴每转一转钻头 对工件沿主轴轴线相对移动量，单位是mm／r。 • （3）钻削时的切削速度(vc) 指钻孔时钻头直径 上任一点的线速度。可由下式计算：
第6章 孔加工刀具
第一节 孔加工种类、钻削概述 第二节 钻孔刀具与钻削原理 第三节 扩孔、铰孔及刀具 第四节 镗削加工与镗刀、孔加工复合刀具
第一节 孔加工种类、钻削概述
• 在工件实体材料上钻孔或扩大已有孔的刀具统称为孔加工刀具，钻 孔直径一般小于80mm。机械加工中的孔加工刀具分为两类：一类 是在实体工件上加工出孔的刀具，如扁钻、麻花钻、中心钻及深孔 钻等；另一类是对工件上已有孔进行再加工的工具，如：扩孔钻、 锪钻、铰刀、镗刀及圆拉刀等。
• ③修磨分屑槽 在后刀面上交错磨出分屑槽，使 切屑分割成窄条，便于切屑的卷曲、排出和切 削液的注入。主要适用于中等以上直径钻头钻 削钢件。
• ④修磨刃带 减小刃带宽度，磨出副后角，减小 摩擦。
• 二、其它钻头
• 一）群钻
• （1） 结构特点 先磨两条外刃（AB），然后在两个后刀面上分 别磨出对称的半径为R的月牙形圆弧刃（BC），最后修磨横刃， 使之变短、变低、变尖，以形成内直刃（CD）和一条窄横刃 DO，对较大直径钻头在一边外刃上可再磨出分屑槽。其特点可 概括为四句话：三尖七刃锐当先，月牙弧槽分两边，一侧外刃 再开槽，横刃磨低窄又尖。
• ④棱边处副后角为零度，该点切削速度最高，与孔壁摩 擦剧烈，前角较大，刀尖角较小，刀齿薄弱，散热条件 差，磨损很严重。
• ⑤不能适应不同的工件材料，通用性差。
2）麻花钻的修磨
• ①修磨出过渡刃 在钻头转角处磨出过渡刃，使 钻头具有双重顶角。适用于较大直径钻头和对 铸件钻孔。
• ②修磨横刃 增大钻尖部分前角，缩短横刃长度， 有利于定心和减小轴向力。
基面的平面
• （2）钻头的结构参数和几何角度
• 1）螺旋角
• 钻头螺旋槽上最外缘的螺旋线展开成直线后与钻头轴线 之间的夹角称为螺旋角β。设螺旋导程为p，钻头半径为 R，则：
•
tanβ=2πR/p
• 切削刃上任一点x的半径为rx，螺旋角βx值为：
•
tanβx＝2πrx/p＝rx/Rtanβ
• 螺旋角实际上就是钻头的进给前角。钻头不同直径处的
• 7）副刃后角α'o • α'o =0°，因为副后刀面（窄梭边）是钻头外柱面的
一部分。
• 8）横刃角度
• 包括横刃斜角、横刃前角和横刃后角。
• 横刃斜角Ψ：在端面投影中横刃与主切削刃间的夹角。 当麻花钻后刀面磨成后，Ψ自然形成。后角大时，Ψ减 小，横刃长度增大。因此，刃磨麻花钻时，可以通过 观察横刃斜角的大小来判断后角磨得是否合适，一般 Ψ=50°～55°。
4.麻花钻的缺陷与修磨
• 1）标准麻花钻的缺陷
• ①主切削刃上各点前角数值变化很大，因而影响钻孔精 度与钻头耐用度。
• ②大直径钻头主切削刃较长，各点切削速度不等，钻钢 件时切屑宽，卷不紧，占空间大，排屑与冷却均不顺利。
• ③横刃太长，横刃处前角是较大的负值，所以钻芯处切 削条件很差，轴向抗力大。
• 麻花钻主切削刃上各点前角越接进钻头外圆，前角越大， 约为30°，越接近钻头中心，前角越小，靠近横刃处约 为-30°。
• 6）后角αf • 在假定工作平面内测量的后刀面与切削平面间夹角 αf
沿主切削刃也是变化的（愈靠近中心愈大）。通常给定 的后角值，一般指外缘处的名义后角αf（约8°～ 14°）。
3、摇臂钻床
• 由于大而重的工件移动费力，找正困难，加工 时希望工件固定，主轴可调整坐标位置，因而 产生了摇臂钻床。
• 摇臂钻床主轴变速箱能沿摇臂左右移动，摇臂 又能回转360°，摇臂钻床的工作范围很大。 摇臂的位置由电动涨闸锁紧在立柱上，主轴变 速箱可用电动锁紧装置固定在摇臂上。工件不 太大时，可将工件放在工作台上加工；如工件 很大，则可直接将工件放在底座上加工。摇臂 钻床除了用于钻孔外，还能扩孔、锪平面、锪 孔、铰孔、镗孔、套切大圆孔和攻螺纹等。
• 4)顶角（锋角）2φ 与主偏角Кrx • 钻头两条主切削刃在与它们平行的平面上投影的夹角称
顶角。标准麻花钻取2φ=118°。
• 主偏角Кrx 是主切削刃选定点的切线在基面投影与进给 方向的夹角。由于各点基面不同，各点处的主偏角也就 不同。
• 5）前角γox • 主切削刃上选定点的前角是在该点的正交平面内测量。
螺旋角不同，越近钻头中心螺旋角越小。螺旋角不仅影
响排屑，而且影响切削刃强度，故标准麻花钻的螺旋角
β=18°～30°，大直径取大值。螺旋槽方向一般为右旋。
• 2）直径d 钻头两刃带间的垂直距离。为减小摩擦，直 径做成向钻柄方向的倒锥，相当于副偏角。
• 3）钻心直径d0 钻心与两螺旋槽底相切圆的直径。为提 高钻头的刚性与强度，钻心直径制成向钻柄方向逐渐增 大的正锥。
• 1）背吃刀量的选择 直径小于30mm的孔一次钻 出；直径为30～80mm的孔可分为两次钻削，先 用(0.5～0.7) d (d为要求的孔径)的钻头钻底孔，然 后用直径为d的钻头将孔扩大。
• 2）进给量的选择 高速钢标准麻花钻的进给量可 参考有关手册选取。孔的精度要求较高和表面粗 糙度值要求较小时，应取较小的进给量；钻孔较 深、钻头较长、刚度和强度较差时，也应取较小 的进给量。
2、钻削用量的选择
• 钻孔时，由于切削深度已由钻头直径所定，所 以只需选择切削速度和进给量。对钻孔生产率 的影响，切削速度vc和进给量f是相同的；对钻 头寿命的影响，切削速度vc比进给量f大；对孔 的粗糙度的影响，进给量f比切削速度vc大。
• 综合以上的影响因素，钻孔时选择切削用量的 基本原则是：在允许范围内，尽量先选较大的 进给量f，当f受到表面粗糙度和钻头刚度的限 制时，再考虑较大的切削速度vc。
2、立式钻床（立式台钻、立钻）
• 立式钻床是钻床中应用较广的一种，其特点为 主轴轴线垂直布置，而且其位置是固定的。加 工时，为使刀具旋转中心线与被加工孔的中心 线重合，必须调整工件位置。它的结构较完善， 刚性好，功率较大，又可实现机动进给，可获 得较高的生产效率和加工精度。主轴转速和机 动进给量变动范围较大，可以适应不同材料的 钻孔、扩孔、锪孔、铰孔及攻螺纹等多种工作。 其规格有25mm、35mm、40mm、50mm 等几 种。
• （2）群钻优点分析
• 1） 磨了内凹弧槽，增大了该段切削刃处的前角，改善了小前 角刃段的切削性能
• 2）磨出了内凹槽起到了良好的分屑作用；群钻在外直刃上刃磨 出月牙槽，从而使分屑更细，排屑更流畅。
• 3）内弧槽起到了良好的定心，导向作用。 • 4）横刃磨短仅为原来的1/7～1/5，轴向力大大减小；横刃一部分磨
• 2.麻花钻切削部分的组成 • （1）前刀面 • （2）后刀面 • （3）副后刀面 • （4）主切削刃 • （5）副切削刃 • （6）横刃
• 3.麻花钻切削部分的结构参数和几何角度
• （1）坐标平面
• 1）基面Pr：过主切削刃上选定点且包含钻头轴线在内的平面 • 2）切削平面Ps：过主切削刃上选定点且与主切削刃相切并垂直于
• 3）钻削速度的选择 当钻头的直径和进给量确定 后，钻削速度应按钻头的寿命选取合理的数值， 一般根据经验选取，也可查阅有关手册。孔深较 大时，应取较小的切削速度。
五、钻床种类
• 1、台式钻床（台钻） • 台式钻床，是一种小型钻床，一般用来钻直径
13mm以下的孔，但由于它的最低转速较高 （一般不低于400r/min），不适于锪孔、铰孔、 攻螺纹，主要用于加工小型工件上的各种小孔。 它在仪表制造、钳工和装配中用得较多。其规 格指所钻孔的最大直径，常用6mm和12mm等 几种规格。
ห้องสมุดไป่ตู้结
• 孔加工刀具种类 • 钻削特点 • 钻削用量 • 钻床种类
作业
• 课后习题第1题 • 补：钻削工艺特点是什么?
• 第二节 钻孔刀具与钻削原理
• 一、麻花钻的结构组成及几何参数 • 1.麻花钻的结构组成 • 麻花钻由柄部、颈部和工件部分所组成
工作部分 由导向部分和切削部分组成。 ①柄颈②部导部切向用用削部以来部分装连分夹钻接由并头柄两传螺部个递旋和螺钻槽工旋削部作形力分部前和，刀扭径并面矩向供，。尺磨两钻寸外个头决径经直定时刃径了砂磨小钻轮获于头退得1直刀3的m径和m后d打时o刀钻，，面头直通、标径常记向采。尾 部用两方 圆个制 柱圆造 柄柱成 ；形倒钻的锥头副，直后前径刀大在面后12（m小m棱，以边倒上）锥时组量采成为用。0.圆0前5锥/刀10柄面0～；与0扁后.1尾2刀/1是面00为的，防交螺止线旋钻形槽柄是排 屑打成通 滑形道 和成， 供横两 斜刃条铁。棱将边锥起柄导从向钻作 套用 中， 取两 出条 。螺旋形刃瓣中间由钻芯相连，以保 持刃瓣连接强度，钻芯直径de=0.125do～0.15do，并从切削部分到尾部 方向制成正锥（前小后大），导向部分也是钻头的备磨部分。
• 4.深孔钻 常用的有外排屑深孔钻 、内排屑深孔钻 、喷 吸钻、套料钻。
• 5.扩孔钻 常见形式有高速钢整体式、镶齿套式和硬质 合金可转位式。既可以用作孔的最终加工，也可以作为 铰孔或磨孔的预加工。
• 6.铰刀 对中小尺寸孔的半精加工和精加工的常用刀具， 可以加工柱形孔及锥孔。
• 7.镗刀 用于较大直径的通孔和不通孔的粗加工、半精 加工和精加工 ，一般分为单刃镗刀和双刃镗刀。
三、钻削工艺特点
• 1、钻头或工件的旋转运动为主运动，钻头的轴向运动 为进给运动。
• 2、属于内表面加工，切屑难以排出，所以在钻头上开 出螺旋槽，但导致钻头本身强度及刚度都比较差。切 削温度高，所以加工时需浇注切削液。