第三章钻削和镗削工艺

2.扩孔的注意事项： （1）多用于成批大量生产； （2）用麻花钻扩孔，扩孔前钻孔直径为0.5～0.7倍的要 求扩孔；用扩孔钻，扩孔前钻孔直径为0.9倍的要求扩孔； （3）钻孔后，在不改变钻头与机床主轴相互位置的情 况下，应立即换上扩孔钻进行扩孔，使钻头预扩孔钻的 中心重合，保证加工质量。
锥柄麻花钻
直柄麻花钻
（2）麻花钻的主要角度
ห้องสมุดไป่ตู้角2κr
前角γo


后角αo
侧后角αf 横刃斜角ψ


（3）麻花钻的选用
加工范围：φ0.1～ φ 80㎜，常用的麻花钻是φ 2 ～φ 30㎜。 麻花钻的材料：一般用高速钢W18Cr4V 或 W9Mo6V2制成，淬火后的硬度达HRC62～68。
铰刀
手用铰刀
机用铰刀
铰刀的种类
分类 按使用 方法 按结构 手用铰刀 结构特点与分类 柄部为方榫形，以便铰杠套入。其工作部分较长，切削锥角较小
机用铰刀
整体式圆柱铰刀 可调式手用铰刀 直槽铰刀
工作部分较短，切削锥角较大
用于铰削标准直径系列的孔 用于单件生产和修配工作中需要铰削的非标准孔 用于铰削普通孔

（2）锪孔
锪削——用锪钻或锪刀刮平孔的端面或切出沉孔
的方法。
锪孔——用锪削方法加工平底或锥形沉孔。
锪孔
常见锪钻
（3）铰孔
铰孔——用铰刀从工件孔壁上切除微量金属层，以 提高其尺寸精度和减小其表面粗糙度值的方法。 铰孔一般在孔径半精加工（扩孔或半精镗）后，用 铰刀进行。按孔的精度要求不同，铰孔可由一次铰削完 成，或分粗铰、精铰两次完成。 铰孔的尺寸精度可达IT9～IT6，表面粗糙度Ra值为 1.6～0.4μm。


钻孔时应加切削液，以降低切削温度，提高切削精 度。 钻削钢件时一般使用机油作切削液，但为提高生产 效率则更多地使用乳化液； 钻削铝件时，多用乳化液、煤油； 钻削铸件时则用煤油。
二、扩孔 定义：用扩孔钻对工件上原有的孔进行扩大的加工方法。 背吃刀量：аP = (D—d)/2 1、扩孔的特点： （1）扩孔钻无横刃，避免了横刃切削所引起的不良影 响； （2）背吃刀量较小，切屑易排出，不易擦伤工件表面； （3）扩孔钻强度高，齿数多，导向性好，切削稳定， 可使用较大的切削用量，一般为钻孔的1.5～2倍，切削 速度约为钻孔的1/2倍，提高了生产效率。 （4）加工质量高，公差精度可达到IT9～IT10；常作为 孔的半精加工及铰孔前的预加工。

台式钻床
立式钻床
底座 工作台 主轴 进给箱 主轴箱 电动机 立柱

立式钻床
摇臂钻床
立柱座 立柱 摇臂 主轴 工作台 底座

三、钻削刀具


钻削刀具又称孔加工刀具。根据所加工孔的形状、 规格、精度等要求，孔加工刀具分为许多类型。 根据加工对象不同常分为两大类： 一类是在实体材料加工孔的刀具，包括中心钻、麻 花钻、深孔钻和扁钻等； 另一类是对已有孔进行再加工，常用的刀具有扩孔 钻、铰刀、镗刀和锪钻等。 主要讨论麻花钻、群钻、扩孔钻和铰刀。



1、麻花钻
（1）麻花钻的结构

柄部：夹持部分，切削时用来传
递转矩。 工作部分：主要组成部分，包括 切削部分与导向部分，起切削和 导向作用。 麻花钻的工作部分


颈部：刀柄与刀体间的过渡部分，
在麻花钻制造的磨削过程中起退 刀槽作用。
1－前面 2－主切削刃 3－后面 4－横刃 5－副切削刃 6－副后面

（4）钻大孔 直径超过30㎜的孔应分成两次钻削，即第一次用 （0.50～0.77）D的钻头先钻，然后再用所需直径的钻头将 孔扩大到所要求的直径。分两次钻削，既有利于钻头的使 用（负荷分担），也有利于提高钻孔的质量。 （5）在圆柱形工件上钻孔 可用定心工具或90°角尺找正后钻孔。 （6）在斜面上钻孔 可先在斜面上钻孔处铣一小平面或用錾子錾一小平面， 然后钻孔，也可用圆弧刃多能钻钻出。 （7）在薄板上钻孔 钻头必须按薄板群钻几何角度和形状进行刃磨。当孔 快钻穿时，要及时停止进给，用锤子将未切掉部分敲打下 来。
钻铸铁的精孔群钻
钻黄铜的群钻
钻薄板的群钻
3、扩孔、锪孔与铰孔
（1）扩孔
扩孔——用扩孔工具扩大工件孔径的加工方法。 常用工具：麻花钻和扩孔钻。

按切削部分材料：高速钢扩孔钻和硬质合金扩孔钻。

按柄部结构：直柄和锥柄之分。
高速钢扩孔钻
硬质合金扩孔钻
套装式扩孔钻
扩孔钻的特点： 1）扩孔钻的加工余量小，主刀刃短，容屑槽浅，齿数 比麻花钻多。所以扩孔钻的导向性好，刚性好，切削平 稳。 2）扩孔钻加工后，孔的精度可达IT10～IT11级，表面 粗糙度为Ra3.2～6.3μm。 3）直径10～32㎜的扩孔钻常做成整体式；直径23～80 ㎜的扩孔钻常做成套装式的。
d ap 2

钻削用量选择的基本原则是： 在允许范围内，尽量选择较大的进给量 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．钻头的装夹 钻头（麻花钻）刀柄部分的结构分有直柄和锥柄。

直柄钻头需用带锥柄的钻夹头夹紧，再将钻夹头的锥 柄插入钻床主轴的锥孔中。如果钻夹头的锥柄不够大， 可套上过渡用钻套后再插入主轴锥孔中 锥柄钻头若其锥柄规格与钻床主轴锥孔规格相符，可 将钻头锥柄直接插入主轴锥孔中，如不相符时也可加 用钻套

四、典型钻床夹具分析

分析： 该夹具采用了快换垫圈和螺母夹紧工件，夹紧机构 简单且夹紧可靠。钻完一个孔后，翻转90°再钻另一个 孔。此夹具适合于中、小批量生产。
§3-2 钻 削 加 工
一、钻孔
钻孔——用钻头在实体材料上加工孔的方法。

单件、小批量生产，常采用划线钻孔的方法 批量较大或孔的位置精度要求较高时，需用夹具
（4）麻花钻的刃磨要求

根据加工材料的材质，刃磨出正确的顶角2κr，钻削一 般中等硬度的钢和铸铁时，2κr =116°～118° 两条主切削刃必须关于轴线对称，即长度应相等，它 们与轴线的夹角也应相等，主切削刃应成直线


后角应刃磨适当，以获得正确的横刃斜角ψ，一般
ψ=50°～55° 主切削刃，刀尖和横刃应锋利，不允许有钝口、崩刃
（钻模）保证孔的位置和提高生产效率

钻削较深的孔，要经常退出钻头，排除切屑，并进 行充分冷却与润滑，为防止因切屑阻塞而扭断钻头，
还应采用较小的进给量
钻孔
1．钻削用量的选择

切削速度vc 进给量 f 背吃刀量αp

切削速度vc
πdn vc 1000
m/min
d——麻花钻直径，mm n——麻花钻转速，r/min

2.铰孔时注意事项 铰孔主要出现的问题是铰削后被加工孔径扩大和表 面质量到不到要求。为此在铰孔时要注意以下事项： （1）合理选择铰削用量。 （2）要控制铰削后孔径的扩大量和收缩量。 （3）要保证铰刀轴线与所加工孔轴线重合。 （4）要防止铰刀主刀刃和圆柱刃带的径向振摆过大或 其他原因产生的振动。 （5）精铰前要通过扩孔保证底孔精度，从而保证精铰 质量。
铰孔
铰刀

工作部分：由引导锥、切削部分和校准部分组成。引导
锥便于铰削开始时将铰刀引导入孔中，并起保护切削刃
的作用。切削部分是承担主要切削工作的一段锥体。校 准部分分圆柱和倒锥两部分，圆柱部分起导向、校准和 修光作用，也是铰刀的备磨部分；倒锥部分起减少摩擦 和防止铰刀将孔径扩大的作用

颈部：在铰刀制造和刃磨时起空刀作用 柄部：铰刀的夹持部分，铰削时用来传递转矩，有直柄 和锥柄（莫氏标准锥度）两种
主运动：钻头或扩孔钻的回转运动。
进给运动：钻头或扩孔钻沿自身轴线方向的移动。
2．钻床的主要工作内容
钻孔
扩孔
铰孔
攻螺纹
锪孔
刮平面
二、钻床
钻床是孔加工机床，用以加工工件上单个或多个孔。

台式钻床 Z 4012 立式钻床 Z 525 摇臂钻床 Z 3040
台式钻床
机头升降手柄 V带轮 头架 锁紧螺母 主轴 进给手柄 锁紧手柄 底座 立柱 紧固螺钉 电动机

三、铰孔 1.定义：用铰刀从工件孔壁上切除微量金 属层，以获得较高尺寸精度和较小表面粗 糙度值的方法。 精度：可达到的公差等级为 IT9 ~ IT6。

铰削用量 （1）进给量f 铰削钢件时，取f=0.13～0.33 ㎜/r；铰削 铸铁时，取取f=0.4～1.6 ㎜/r。 （2）铰削速度v 一般用高速钢刀具铰削钢件，切削速 度可取1～6m/min，铰削铸铁工件时，切削速度取4～ 6m/min；用硬质合金铰刀铰削铸铁件时，切削速度一般 为3～10m/min；铰削钢件时速度比铸铁件要高些。 （3）铰削余量αP—应考虑考孔径大小、材料软硬、尺 寸精度、表面粗糙度要求、铰刀类型及加工工艺等多种 因素合理选用。一般粗铰余量为0.13~0.33㎜，精铰余量 为0. 03~0.13㎜。
（1）钻通孔 在孔将要被钻透时，进给量要减小，可将自动进给 变为手动进给，以避免钻头在钻穿的瞬间抖动，出现了 “啃刀”现象，影响加工质量，损坏钻头，甚至发生事 故。 （2）钻盲孔（不通孔） 钻盲孔要注意掌握钻孔深度，以免将孔钻深出现质 量问题。控制钻孔深度的方法有：调整好钻床上深度标 尺挡块，安置控制长度量具或用划痕作标记。 （3）钻深孔 当钻孔深度超过孔径的3倍时，即为深孔。钻深孔 时要经常退出钻头及时排屑和冷却，否则容易造成切屑 堵塞或使钻头切削部分过热，导致钻头加快磨损甚至折 断，影响孔的加工质量。
麻花钻的刃磨

用刃磨正确的麻花钻钻孔
顶角不对称
主切削刃长度 不等
顶角和刃磨长 度不对称


2.群钻
特点：利用标准麻花钻经过合理刃磨而成的高 效率、高加工精度、强适应性、长寿命的新型 钻头。在生产实践中，群钻钻型不断改进、扩 展，现已形成一整套加工不同材料和适应不同 工艺特性的钻型系列。

（1）标准群钻：“三尖、七刃、两种槽” 三尖是由于磨出月牙槽，主切削刃形成的三个尖；七刃 是两条外直刃、两条圆弧刃、两条内直刃、一条横刃； 两种槽是月牙槽、单边分屑槽。


4、钻孔的方法
1）钻孔前：检查工件加工孔的位置和钻头刃磨是否正 确；钻床转速是否合理； 2）起钻时：先打样冲眼，再钻出一个浅坑，观察钻孔 的位置是否正确，达到要求即可压紧工件继续钻孔； 3）选择合适的进给量，以免造成钻头折断或发生事故； 4）选择合适的切削液，以延长钻头寿命和改善加工孔 的表面质量。
1:10
按外部 形状 锥 铰刀 1:30 1:50
用于铰削联轴器上与锥销配合的锥孔
用于铰削套式刀具上的锥孔 用于铰削圆锥定位销孔
莫氏锥度 用于铰削0～6号莫氏锥孔
螺旋槽铰刀
按切削 部分材 料 高速钢铰刀 硬质合金铰刀
用于铰削有键槽的内孔
用于铰削各种碳素钢或合金钢 用于高速或硬材料的铰削
铰刀的特点： 1）铰刀齿数多，导向性好，容屑槽浅，刚性好，切削 平稳。 2）铰刀有较宽的刃带（对孔壁的挤压作用大），所以 孔的精度可达IT6～IT8级，表面粗糙度为Ra0.4～1.6μm。 3）A型铰刀用于在机床上铰削普通材料及难加工材料的 孔。B型铰刀可以改善排屑情况，使切削平稳。

进给量 f
进给量——钻削时麻花钻每回转一转钻头与工件在
进给运动方向（麻花钻轴向）上的相对位移，单位为
mm/r。
麻花钻有两条切削刃（两个刀齿），其每齿进给量 fz（单位为mm/z）为进给量 f 的一半：
f fz 2

背吃刀量αp
一般指工件已加工表面与待加工表面间的垂直距离。 钻孔时的切削深度为麻花钻直径的一半，即：
第三章 钻削与镗削
§3－1 §3－2 §3－3 §3－4 钻削工艺装备 钻削加工 镗削工艺装备 镗削加工
§3－1 钻削工艺装备
一、钻削加工方法
1、 钻削——用钻头或扩孔钻在工件上加工
孔的方法。包括用钻头在实体材料上加工孔的钻
孔和用扩孔钻扩大已钻出（或制出）孔孔径的扩
孔。
工件固定不动，刀具随主轴旋转并沿轴向运动。
钻头的装夹

钻夹头
钻套
3．钻削的工艺特点

（1）钻削为粗加工，其加工经济精度等级为IT13～
IT11，表面粗糙度Ra值为50～12.5μm。一般用作要求
不高的孔的加工或高精度孔的预加工。

（2）钻头不像单刃刀具那样很容易弯曲。会出现孔线
偏斜、孔径扩大、不圆等问题。

（3）金属切除率较高。 （4）钻孔的表面粗糙度Ra值较大 （5）冷却条件差，切削温度高，影响加工速度，生产 率低。