高速切削-课件(19)

1、金属切削原理与刀具金属切削原理与刀具JINSHU QIEXIAO YUANLIJINSHU QIEXIAO YUANLIYU DAOJUYU DAOJU王启仲王启仲 主编主编第六章 钻头 本章应知 本章应会1.了解各种钻头的结构，并重 点掌握麻花钻的结构。2.会绘制麻花钻的工作图。3.了解掌握钻削切削用量1.依加工条件不同合理选择切削 用量，正确使用各类钻削工具 （各类钻夹头等）进行钻孔、 扩孔、铰孔等操作。2.会磨制并改磨常用钻头。 机械加工中的空加工道具分为两类：一类是在实体工件上加工出孔的道具，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道具，如扩孔钻、锪钻、铰刀

2、及镗刀等。 孔加工刀具的共同特点：刀具工作部分处于加工表面包围之中，道具的强度、刚度及导向、容屑及冷却润滑等都比切削外表面时问题更突出。1.1.扁钻扁钻使用最早的钻孔工具，结构简单、刚性好、成本低、刃磨方使用最早的钻孔工具，结构简单、刚性好、成本低、刃磨方便。便。2.2.中心钻中心钻三种结构形式：带护锥中心钻（见图三种结构形式：带护锥中心钻（见图6-2a6-2a），无护锥中心钻），无护锥中心钻（见图（见图6-2b6-2b）和弧形中心钻（见图）和弧形中心钻（见图6-2c6-2c）3.3.麻花钻麻花钻最广泛应用的孔加工工具。适应性较强、成熟的制造工艺及最广泛应用的孔加工工具。适应性较强、成熟的制造

3、工艺及完善的刃磨方法。完善的刃磨方法。4.4.深孔钻深孔钻孔深与孔径之比大于孔深与孔径之比大于5 51010倍的孔称为深孔。倍的孔称为深孔。三种结构形式：三种结构形式：带护锥中心钻（图带护锥中心钻（图6-2a6-2a）无护锥中心钻（图无护锥中心钻（图6-2b6-2b）弧形中心钻弧形中心钻 （图（图6-2c6-2c） 图图6-2 6-2 中心钻中心钻a) a) 带护锥中心钻带护锥中心钻 b) b) 无护锥中心钻无护锥中心钻 c) c) 弧形中心钻弧形中心钻 一 钻削的方法及其特点一、钻削的方法一、钻削的方法 1. 1.在钻床上的钻孔在钻床上的钻孔（1 1）工件装夹）工件装夹根据工件形状常选用手虎

4、钳、机床用平口虎钳、根据工件形状常选用手虎钳、机床用平口虎钳、V V形块和形块和压板、螺钉等辅助工具来装夹压板、螺钉等辅助工具来装夹, ,如图如图6-36-3所示。所示。 一 钻削的方法及其特点图图6-3 6-3 工件装夹方法工件装夹方法a) a) 手虎钳手虎钳 b) b) 机床用平口虎钳机床用平口虎钳 c) Vc) V形块形块 d) d) 压板、螺钉压板、螺钉 一 钻削的方法及其特点（2 2）钻孔方法及注意事项）钻孔方法及注意事项1) 1) 在斜面上钻孔时在斜面上钻孔时, ,需先用铣刀铣出平台后再钻孔需先用铣刀铣出平台后再钻孔2) 2) 钻半圆孔时，需将两件对合起来钻孔钻半圆孔时，需将两件对

5、合起来钻孔3) 3) 钻不通孔时，要按钻孔深度调整好挡铁来控制孔深钻不通孔时，要按钻孔深度调整好挡铁来控制孔深4) 4) 对直径大于对直径大于30mm30mm的孔，一般分两次钻的孔，一般分两次钻5) 5) 孔即将钻穿时，此时须减小进给量孔即将钻穿时，此时须减小进给量6) 6) 在钻深孔时，需经常退出钻头将切屑排除在钻深孔时，需经常退出钻头将切屑排除7) 7) 钻孔时，需用切削液充分冷却钻孔时，需用切削液充分冷却 一 钻削的方法及其特点2.2.在车床上钻孔在车床上钻孔图图6-4 6-4 在车床上钻孔在车床上钻孔 一 钻削的方法及其特点二、钻头的装夹 1.1.直柄钻夹头直柄钻夹头图图6-5 6-5

6、 钻夹头钻夹头11夹头体夹头体 22夹头套夹头套 33夹头钥匙夹头钥匙44夹爪夹爪 55内螺纹圈内螺纹圈钻夹头的结构如图钻夹头的结构如图6-56-5所所示，夹头体上有锥孔与示，夹头体上有锥孔与钻夹锥柄紧配；夹头套钻夹锥柄紧配；夹头套与内螺纹圈紧配；钥匙与内螺纹圈紧配；钥匙用来旋动夹头套；夹爪用来旋动夹头套；夹爪用来夹紧钻头直柄；内用来夹紧钻头直柄；内螺纹圈用来使爪伸出或螺纹圈用来使爪伸出或缩进。缩进。 一 钻削的方法及其特点2.2.锥柄钻夹头锥柄钻夹头图图6-6 6-6 钻套钻套11内锥孔内锥孔 22外圆锥外圆锥 33扁尾扁尾内外表面都是锥体，称为钻套。内外表面都是锥体，称为钻套。 一 钻削的

7、方法及其特点表表6-2 6-2 莫氏锥度表（单位：莫氏锥度表（单位：mmmm）表表6-1 6-1 钻套规格钻套规格 一 钻削的方法及其特点3.3.其他钻夹头其他钻夹头（1 1）自动退卸钻头装置）自动退卸钻头装置图图6-7 6-7 自动推卸钻头装置自动推卸钻头装置11主轴主轴 22挡圈挡圈 33螺钉销螺钉销 44横销横销 55外套外套 66垫圈垫圈 77硬橡胶垫硬橡胶垫 88导向套导向套99主轴箱主轴箱 1010弹簧弹簧 1111钻头钻头（2 2）快换钻夹头的用途及构造）快换钻夹头的用途及构造图图6-8 6-8 快换钻夹头快换钻夹头11钢珠钢珠 22滑环滑环 33可换套可换套 44弹簧弹簧环环

8、55夹头体夹头体图图6-9 6-9 拆卸钻头拆卸钻头11斜铁斜铁 22主轴主轴 33钻头钻头 一 钻削的方法及其特点 一 钻削的方法及其特点将半圆弧一边放在上面，否则会将钻床半圆弧孔打坏。将半圆弧一边放在上面，否则会将钻床半圆弧孔打坏。拆卸前，在工件或工作台上要垫木块，防钻头掉下打坏工拆卸前，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。件或工作台。 将斜铁放钻床主轴圆弧孔内，贴紧锥钻扁尾的斜角部分。将斜铁放钻床主轴圆弧孔内，贴紧锥钻扁尾的斜角部分。 用锤子锤击斜铁即可。用锤子锤击斜铁即可。注意：注意：拆卸方法：拆卸方法： 一 钻削的方法及其特点1.1.钻削用量钻削用量三、钻削用量及选

9、择图图6-10 6-10 钻削用量与钻削用量与切削层参数切削层参数钻削背吃刀量（单位为钻削背吃刀量（单位为mmmm）每刃进给量（单位为每刃进给量（单位为mmmmz z）钻削速度（单位为钻削速度（单位为m mminmin）2/pda 2/zff1000/dnv2.2.钻削用量选择钻削用量选择（1 1）钻头直径）钻头直径 （2 2）进给量）进给量 一 钻削的方法及其特点图图6-10 6-10 钻削用量与钻削用量与切削层参数切削层参数2/pda2/zff1000/dnv经验公式估算经验公式估算 01. 0(fd)0.02 一 钻削的方法及其特点（3 3）钻削速度）钻削速度表表6-3 6-3 高速钢钻

10、头钻削速度高速钢钻头钻削速度 四、钻削过程特点1.1.钻削边形特点与切屑形状钻削边形特点与切屑形状 加工材料加工材料低碳钢低碳钢中高碳中高碳钢钢合金钢合金钢铸钢铸钢铝合金铝合金 铜合金铜合金钻削速度钻削速度/ /（m/minm/min）25253030202025251515202020202525 40407070 20204040 一 钻削的方法及其特点2.2.钻削力钻削力图图6-11 6-11 钻削力钻削力钻头每一切削刃都产生切钻头每一切削刃都产生切削力，包括切向力（主切削力，包括切向力（主切削力）、背向力（径向力）削力）、背向力（径向力）和进给力（轴向力）。当和进给力（轴向力）。当左右

11、切削刃对称时，背向左右切削刃对称时，背向力抵消，最终构成对钻头力抵消，最终构成对钻头影响的是进给力影响的是进给力 与切削与切削转矩转矩 ，如图，如图6-116-11所示。所示。fFcM3.3.钻头磨损特点钻头磨损特点高速钢钻头磨损的主要原因是相变磨损。高速钢钻头磨损的主要原因是相变磨损。 外圆周切削速度最高，因此磨损最为严重。外圆周切削速度最高，因此磨损最为严重。 钻头磨损的形式主要是后面磨损。钻头磨损的形式主要是后面磨损。 图图6-12 6-12 钻头刃带的磨损钻头刃带的磨损 一 钻削的方法及其特点 二 麻花钻及其修磨一、标准麻花钻的结构图图6-13 6-13 标准麻花钻标准麻花钻由柄部、颈

12、部、工作由柄部、颈部、工作部分组成。柄部包括部分组成。柄部包括钻柄和颈部，钻柄供钻柄和颈部，钻柄供装夹用。工作部分又装夹用。工作部分又分为切削部分和导向分为切削部分和导向部分。导向部分在钻部分。导向部分在钻孔时起引导钻头方向孔时起引导钻头方向和修光孔壁的作用，和修光孔壁的作用，同时还是切削部分的同时还是切削部分的备磨部分。备磨部分。 二 麻花钻及其修磨 二 麻花钻及其修磨六 钻削的方法及其特点（1 1）前面）前面（2 2）后面）后面（3 3）主切削刃）主切削刃（4 4）横刃）横刃1.1.切削部分切削部分 普通麻花钻一般有五条刃普通麻花钻一般有五条刃（两主切削刃、横刃、两（两主切削刃、横刃、两副

13、切削刃）一尖（钻头），副切削刃）一尖（钻头），即五刃一尖。即五刃一尖。图图6-14 6-14 切削部分的组成切削部分的组成11主切削刃主切削刃 22横刃横刃 33后面后面 44前面前面 二 麻花钻及其修磨六 钻削的方法及其特点六 钻削的方法及其特点 二 麻花钻及其修磨 2. 2.导向部分导向部分1 1）螺旋槽）螺旋槽2 2）刃带和齿）刃带和齿背背3 3）直径）直径d d4 4）倒锥）倒锥5 5）钻心）钻心6 6）螺旋角）螺旋角 图图6-15 6-15 导向部分的组成导向部分的组成11螺旋槽螺旋槽 22后面后面 33钻心钻心 44副切削刃副切削刃 55齿背齿背 66前面前面 77主切削刃主切削刃

14、 88横刃横刃 99刃带刃带 图图6-16 6-16 钻头的螺旋角钻头的螺旋角 二 麻花钻及其修磨六 钻削的方法及其特点螺旋角螺旋角：指钻头韧带冷便螺旋线展开成的直：指钻头韧带冷便螺旋线展开成的直线与钻头轴线的夹角线与钻头轴线的夹角六 钻削的方法及其特点3.3.柄部柄部 二、麻花钻的修磨修磨钻头方法的要点（口诀）修磨钻头方法的要点（口诀） 1.1.麻花钻的修磨原因麻花钻的修磨原因 1 1）切削刃部分容易变钝。）切削刃部分容易变钝。2 2）在钻削不同工件材料时，麻花钻切削部分的角度和形状）在钻削不同工件材料时，麻花钻切削部分的角度和形状都略有不同。都略有不同。 二 麻花钻及其修磨六 钻削的方法及

15、其特点2.2.标准麻花钻的结构缺点标准麻花钻的结构缺点1 1）钻头主切削刃上各点，切削性能相差悬殊。）钻头主切削刃上各点，切削性能相差悬殊。2 2）横刃太长，切削条件非常差。）横刃太长，切削条件非常差。3 3）主切削刃全宽参加切削，排屑不顺利，切削液也不易注）主切削刃全宽参加切削，排屑不顺利，切削液也不易注到切削刃上。到切削刃上。4 4）棱刃上没有后角，摩擦最剧烈，产生热量多。）棱刃上没有后角，摩擦最剧烈，产生热量多。 二 麻花钻及其修磨3.3.修磨标准麻花钻的常用方式修磨标准麻花钻的常用方式（1 1）修磨横刃）修磨横刃 二 麻花钻及其修磨六 钻削的方法及其特点1 1）将整个横刃磨去）将整个横

16、刃磨去 2 2）磨短横刃）磨短横刃3 3）加大横刃前角）加大横刃前角 4 4）磨短横刃并加大前角）磨短横刃并加大前角 二 麻花钻及其修磨图图6-17 6-17 横刃修磨形式横刃修磨形式 六 钻削的方法及其特点（2 2）修磨前面（图）修磨前面（图6-196-19） 六 钻削的方法及其特点 二 麻花钻及其修磨图图6-18 6-18 修磨前面修磨前面a a）修磨外缘处前面）修磨外缘处前面 b b）修磨近钻心处前面）修磨近钻心处前面 （3 3）修磨切削刃及断屑槽）修磨切削刃及断屑槽 六 钻削的方法及其特点 二 麻花钻及其修磨1 1）修磨过渡刃（图）修磨过渡刃（图6-196-19）。）。 图图6-19

17、6-19 修磨过渡刃图修磨过渡刃图 2 2）修磨圆弧刃（图）修磨圆弧刃（图6-206-20）。）。 3 3）修磨分屑槽（图）修磨分屑槽（图6-216-21）。）。 图图6-20 6-20 修磨圆弧刃修磨圆弧刃图图6-21 6-21 修磨分屑槽修磨分屑槽 二 麻花钻及其修磨六 钻削的方法及其特点 4 4）磨断屑槽。）磨断屑槽。 图图6-22 6-22 磨断屑槽磨断屑槽 图图6-23 6-23 修磨棱边修磨棱边 二 麻花钻及其修磨六 钻削的方法及其特点三、群钻刃形特点：三尖七刃刃形特点：三尖七刃 1.1.群钻的刃形群钻的刃形 二 麻花钻及其修磨六 钻削的方法及其特点2.2.群钻的刃磨群钻的刃磨3.

18、3.群钻圆弧刃的作用群钻圆弧刃的作用1 1）防止钻孔的偏斜，减小孔径的扩大，加强了定心导）防止钻孔的偏斜，减小孔径的扩大，加强了定心导向作用。向作用。2 2）圆弧刃切屑呈卷曲扇面形，容易自行折断。）圆弧刃切屑呈卷曲扇面形，容易自行折断。 二 麻花钻及其修磨六 钻削的方法及其特点3 3）圆弧刃改变了中段切削刃的主偏角与刃倾角，使该段正）圆弧刃改变了中段切削刃的主偏角与刃倾角，使该段正交平面前角增大。交平面前角增大。4 4）可磨大内刃顶角，这样横刃虽经修磨变窄变尖，但钻尖）可磨大内刃顶角，这样横刃虽经修磨变窄变尖，但钻尖强度仍不被削弱。强度仍不被削弱。 三 硬质合金钻六 钻削的方法及其特点硬质合金

19、钻头应用广泛，结构基本上与高速钢钻头相同，硬质合金钻头应用广泛，结构基本上与高速钢钻头相同，有相应的差别。有相应的差别。 主要有主要有: :1 1）硬质合金刀具要求较小的前角，相应的）硬质合金刀具要求较小的前角，相应的角也要小。角也要小。2 2）硬质合金刀具要求较高的刚度和强度，均修磨，容屑）硬质合金刀具要求较高的刚度和强度，均修磨，容屑槽较宽。槽较宽。3 3）硬质合金钻头本身备磨量较高速钢钻头少得多，工作）硬质合金钻头本身备磨量较高速钢钻头少得多，工作部分长度较短。部分长度较短。4 4）用加强锥柄，以保证可靠的工作，倒锥较大。）用加强锥柄，以保证可靠的工作，倒锥较大。 四 深孔钻六 钻削的方

20、法及其特点一、深孔加工的难点a a）单刃外排屑小深孔钻）单刃外排屑小深孔钻b b）错齿内排屑深孔钻）错齿内排屑深孔钻c c）不重磨内排屑深孔钻）不重磨内排屑深孔钻d d）喷吸钻）喷吸钻e) e) 外排屑机夹套料钻外排屑机夹套料钻f f）不通孔套料刀）不通孔套料刀g) g) 机夹单刃内排屑深孔镗刀机夹单刃内排屑深孔镗刀h h）小深孔拉铰刀）小深孔拉铰刀i i）深孔滚压头）深孔滚压头 四 深孔钻六 钻削的方法及其特点图图6-27 6-27 常用深孔刀具外形结构图常用深孔刀具外形结构图一、深孔加工的难点深孔加工的深孔加工的难点难点有：有：不能观测到切削情况不能观测到切削情况切削热不易传散切削热不易传

21、散孔易钻偏斜孔易钻偏斜刀柄细长、刚度差、易振动刀柄细长、刚度差、易振动1 1）排屑）排屑2 2）冷却、润滑）冷却、润滑3 3）导向）导向二、深孔加工刀具必须解决的问题六 钻削的方法及其特点 四 深孔钻注意三、几种典型的深孔加工刀具 1. 1.枪钻枪钻优点：较好的导向性，改善了排屑条件。优点：较好的导向性，改善了排屑条件。缺点：生产率不高。缺点：生产率不高。 六 钻削的方法及其特点 四 深孔钻图图6-28 6-28 枪钻枪钻11工作部分工作部分 22钻杆钻杆六 钻削的方法及其特点 四 深孔钻图图6-29 6-29 枪钻的钻心偏移枪钻的钻心偏移 图图6-30 6-30 枪钻工作原理枪钻工作原理 六 钻削的方法及其特点 四 深孔钻 排出的切削液经过过滤、冷却后再流回液池，可循环使用（图6-30） 钻尖相对于钻头轴线有一定的偏移量e（图6-29），偏移量大约为1/4钻头的直径。BTABTA深孔钻特点：无横刃、内外切削刃余偏角不等、有钻头深孔钻特点：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。刀片耐磨性好，中心韧性好。六 钻削的方法及其特点 四 深孔钻图图6-31 BTA6-31 BTA深孔钻深孔