第三讲 孔加工刀具

孔的加工方法很多。常见的有：钻孔、扩孔、 铰孔、镗孔、拉孔、磨孔、珩磨孔和研磨孔等， 还有电火花、超声波、激光加工等新工艺。
最常见的是在车床、钻床和镗床上进行
孔的加工。
在车床或镗床上加工孔的工艺方法
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第二节 孔加工刀具的类型及用途
孔加工刀具按其用途一般分为两大类： ❖ 一类是从实体材料上加工出孔的刀具，如扁钻、
❖ 颈部：是工作部分和尾部间的过渡部分，供磨削时 砂轮退刀和打印标记用。直柄钻头没有颈部。
❖ 工作部分：是钻头的主要部分，前端为切削部分， 承担主要的切削工作；后端为导向部分，起引导钻 头的作用，也是切削部分的后备部分。
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钻头的工作部分
有两条对称的螺旋槽， 是容屑和排屑的通道。
导向部分磨有两条棱边，为了减少与加工孔壁的 摩擦，棱边直径磨有(0.03～0.12)／100的倒锥量 (即直径由切削部分顶端向尾部逐渐减小)，从而形成 了副偏角κ'r。
第三讲 孔加工刀具
主讲：熊晓萍
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第一节 孔加工的特点及工艺方法
孔加工刀具是切削加工中使用得最早的刀具之一，
也是目前应用得很广泛的一种刀具。孔加工的对象
为机器或仪器上各种各样的孔，例如：螺钉孔、销 孔、齿轮内孔、箱体上的轴孔、机床主轴锥孔等。
根据用途及技术要求的不同，孔可以在车床、钻 床，拉床、镗床和磨床上用镗刀、钻头、锪钻、铰 刀、拉刀、内圆磨具等孔加工刀具来加工。
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2.装配式扁钻
主 要 用 于 直 径 25 ～ 500mm 的 大 尺 寸 范 围的钻孔或扩孔。其结构由钻杆和可换刀 片两部分组成。可换刀片的材料为高速钢 或硬质合金。
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3. 扁钻的特点
缺点
切削条件差，生产率低，排屑困难，钻孔 时不易保持孔的位置，加工精度低。
优点
强度和刚性较好、结构简单、制造成本 低，便于采用机夹结构。
一般后刀面磨成圆锥面，也有磨成螺旋面或圆弧面的。标 准麻花钻的后角(最外缘处)为8°～20°，大直径钻头取小值， 小直径钻头取大值。
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横刃角度
横刃是两个主后刀面的交线，其长度为bψ。 横刃角度包括横刃斜角，横刃前角γoψ和横刃后角αoψ。 横刃斜角：在钻头端平面内投影的横刃与主切削刃之间的夹
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2.麻花钻的主要几何参数
麻花钻的基面与切削平面
基面
通过该点又包括钻头轴线的平面。 由于切削刃上各点的切削速度方向不同，故基面也就不同。
切削平面
切削刃上任意一点的切削平面是包含该点切削速度方向， 而又切于该点加工表面的平面)。
切削刃上各点的切削平面与基面在空间互相垂直，且 位置是变化的。
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麻花钻的主要几何参数
标准麻花钻主切削刃的端面刃倾角总为负值。
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前角0 在正交平面内测量的前刀面与基面间的夹角。
由于钻头的前刀面是螺旋面，且各点处的基面 和正交平面位置亦不相同，故主切削刃上各处的前
角也是不相同的，由外缘向中心逐渐减小。
标准麻花钻切削刃上各点的前角值变化很大， 从钻头最外缘到钻心，前角值可由30°逐渐变为－ 30°，故靠近中心处的切削条件很差。
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顶角2和主偏角Kr
顶角
两主切削刃在与其平行的轴向平面上投影之间的夹角，顶
角是钻头在刃磨测量时的几何角度。标准麻花钻的2 =118°
，此时的主切削刃是直线。
主偏角
主偏角与顶角不同，它是主切削刃在基面上的投影与进给 方向的夹角。由于主切削刃各点基面位置不同，故主切削刃各 点的主偏角是变化的。
钻头的顶角直接决定了主偏角Kr的大小，Kr 。
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一、孔加工的特点
孔加工刀具的工作部分在工件内表面里工作，使 刀具的某些结构尺寸受到限制，因而引起了一些突 出问题，如：容屑排屑问题、刀具的强度、刚度及 导向问题、散热冷却问题等。这些方面在设计和使 用孔加工刀具时都要特别注意。
1. 刀具刚度差 2. 排屑困难 3. 直观性差 4. 规格品种
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二、不同精度孔的工艺方法
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后角f
在假定工作平面（即以钻头轴线为轴心的圆柱面的切平面）
内测量的切削平面与主后刀面之间的夹角。
在切削过程中，f在一定程度上反映了主后刀面与工件
过渡表面之间的摩擦关系，而且测量也比较容易。
考虑到进给运动对工作后角的影响，同时为了补偿前角的 变化，使刀刃各点的楔角较为合理，并改善横刃的切削条件， 麻花钻的后角刃磨时应由外缘处向钻心逐渐增大。
麻花钻、中心钻及深孔钻等。 ❖ 另一类是对已有孔进行再加工的刀具，如扩孔钻、
铰刀及镗刀等。
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一、扁钻
常用的扁钻，可分为整体式和装配式两种重要类型。
1.整体式扁钻
主要用于孔径为12mm以下的尺寸范围。它的 切削部分的材料可用高速钢或硬质合金。在 0.03～0.5mm的微孔钻削时，整体扁钻仍被广泛 采用。
麻花钻的两个主切削刃由钻芯连接， 为了增加钻头的强度和刚度，钻芯制成 正锥体（锥度为（1.4－2）/100）。
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前刀面 螺旋槽的螺旋面。 主后刀面 与工件过渡表面(孔底)相对的端部两曲面。 副后刀面 与工件已加工表面(孔壁)相对的两条棱边。 主切削刃 螺旋槽与主后刀面的两条交线 副切削刃 棱边与螺旋槽的两条交线 横刃 两后刀面在钻心处的交线。
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二、麻花钻
麻花钻是一种形状较复杂的双刃钻孔或扩孔的标 准刀具。
一般用于孔的粗加工（IT11以下精度及表面粗糙 度Ra25－6.3um），也可用于加工攻丝、铰孔、拉 孔、镗孔、磨孔的预制孔。
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1.麻花钻的构造 标准麻花钻由3个部分组成：
❖ 尾部：是钻头的夹持部分，用于与Байду номын сангаас床联接，并传 递扭矩和轴向力。按麻花钻直径的大小，分为直柄 （直径<12mm）和锥柄（直径>12mm）两种。
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顶角对切削过程的影响
顶角越小，切削刃长度增加，单位切削刃长度上 负荷降低，刀尖角r增大，改善了散热条件，提高 了钻头的耐用度且轴向力减小。
但顶角越小，切屑变薄，切屑平均变形增加，故 使扭矩增大。
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端面刃倾角ST 在端面投影中主切削刃与基面间的夹角。
切削刃上不同点的端面刃倾角是不同的， 外缘处的ST最小，靠近钻心处的ST最大。
螺旋角
Pz
tg d0
钻头螺旋槽最外缘处螺旋线的切线与钻头轴线间的夹角。
螺旋角对切削过程的影响
螺旋角的大小不仅影响排屑情况，而且它就是钻头的进给前角。
较大的螺旋角，使钻头的前角增大，故切削扭矩和轴向力 减小，切削轻快，排屑也较容易。
但是螺旋角过大，会削弱钻头的强度和散热条件，使钻头 的磨损加剧。
标准麻花钻的 =18°～30°，小直径钻头值较小。