孔加工刀具-钻削与钻头

1、第三节 孔加工刀具本小节主要内容 麻花钻 钻削原理 钻头的修磨 先进钻型与结构特点简介 深孔钻孔加工的特点：孔加工的特点：1.孔加工刀具多为定尺寸刀具，如钻头、绞刀等。孔加工刀具多为定尺寸刀具，如钻头、绞刀等。2.受被加工孔尺寸的限制，切削速度很难提高，影响生受被加工孔尺寸的限制，切削速度很难提高，影响生产率和加工表面质量。产率和加工表面质量。3.刀具的结构受孔的直径和长度的限制，刚性较差。刀具的结构受孔的直径和长度的限制，刚性较差。4.孔加工时，刀具一般是在半封闭的空间内工作，所以孔加工时，刀具一般是在半封闭的空间内工作，所以切屑排除困难，冷却液难以进入加工区域，散热条件不切屑排除困难，冷却

2、液难以进入加工区域，散热条件不好。好。冷却、排屑、导向、刚性冷却、排屑、导向、刚性3.3.1 麻花钻一、麻花钻的结构一、麻花钻的结构 1.麻花钻的组成 装夹部分:联接传递动力 工作部分:导向排屑后备 切削部分:切削刃3.3.1 麻花钻一、麻花钻的结构一、麻花钻的结构 1.麻花钻的组成-切削部分 刀面 切削刃3.3.1 麻花钻一、麻花钻的结构一、麻花钻的结构 2.麻花钻的结构参数 直径d 直径倒锥 钻芯直径d0 螺旋角3.3.1 麻花钻一、麻花钻的结构一、麻花钻的结构 2.麻花钻的结构参数螺旋角：25323.3.1 麻花钻二、麻花钻的几何角度二、麻花钻的几何角度 1.钻头角度的参考系 基面Pr

3、切削平面Ps 主剖面Po 进给平面Pf 切深平面Pp3.3.1 麻花钻二、麻花钻的几何角度二、麻花钻的几何角度 1.钻头角度的参考系 端平面Pt 中剖面Pc 柱剖面Pz3.3.1 麻花钻二、麻花钻的几何角度二、麻花钻的几何角度 2.钻头的刃磨角度 顶角2 外缘后角f 横刃斜角刃磨两个后面，控制三个角度。3.3.1 麻花钻二、麻花钻的几何角度二、麻花钻的几何角度 3.横刃角度分析 横刃由两个主后刀面相交形成，普通麻花钻横刃近似直线。 以钻头轴线为分界，可将横刃分为两段4个区。3.3.1 麻花钻二、麻花钻的几何角度二、麻花钻的几何角度 4.主切削刃角度分析 钻头的两条主切削刃是前、后面汇交形成的区

4、域。 前面是螺旋形的刃沟面，后面是刃磨形成的圆锥或螺旋面，均为曲面。 正交平面参考系标注的前角、后角、主偏角都是派生角。 钻头切削刃各点的螺旋角、刃倾角、前角、主偏角都是不同的。3.3.2 钻削原理一、钻削用量与切削层参数一、钻削用量与切削层参数 钻削深度ap 每刃进给量fz 钻削速度vc 钻削厚度hD 钻削宽度bD 每刃钻削面积AD3.3.2 钻削原理二、钻削过程特点二、钻削过程特点 1.钻削变形特点与切屑形状 钻心处切削刃前角为负，切屑为粒状，切削速度接近为零。 主切削刃各点前角、刃倾角不同，切屑变形、卷曲、流向也不同，切屑成圆锥螺旋形。 钻头刃带无后角，与孔壁摩擦，产生积屑瘤。3.3.2

5、 钻削原理二、钻削过程特点二、钻削过程特点 2.钻削力3.3.2 钻削原理二、钻削过程特点二、钻削过程特点 3.钻头磨损特点 磨损主要原因：相变磨损 磨损主要形式：后刀面磨损3.3.2 钻削原理三、钻削用量选择三、钻削用量选择 钻头直径：根据工艺尺寸决定 进给量：(0.01-0.02)d 钻削速度：查阅相关手册3.3.3 钻头的修磨 定义定义： 钻头的修磨是指将普通钻头按不同加工要求对横刃、主刃、前后面进行附加的刃磨。 意义意义： 改善麻花钻结构缺陷，提高钻芯部位定心与切削性能，降低进给力，提高钻孔质量，延长钻头寿命。 适应特定材料、特定形状零件的加工要求，发挥钻头的潜力，扩大钻孔工艺范围。3

6、.3.3 钻头的修磨一、修磨横刃一、修磨横刃 目的目的： 在保持钻尖强度的前题下，尽可能增大钻尖部分的前角、缩短横刃的长度，以降低进给力，提高钻尖定心能力。 形式形式： 1.十字形修磨。 2.内直刃修磨。3.3.3 钻头的修磨一、修磨横刃一、修磨横刃 1.十字形修磨方法：方法：横刃磨出十 字，长度不变，刃倾角仍为零度。效果：效果：显著增大横刃前角，钻芯强度减弱。特点：特点：方法简单，使用机床夹具修磨时，调整参数少。3.3.3 钻头的修磨一、修磨横刃一、修磨横刃 2.内直刃形修磨方法：方法：将钻尖磨出内直刃。缩短横刃长度，增大钻心前角，加大容屑空间。效果：效果：保持钻尖强度，显著降低钻削进给力。

7、特点：特点：方法较复杂，调整参数较多。3.3.3 钻头的修磨二、修磨主切削刃二、修磨主切削刃 目的目的： 改变刃形或顶角，以增大前角、控制分屑断屑。 改变切削负荷分布，增大散热条件，提高钻头寿命。 形式形式： 1.磨出内凹圆弧刃。 2.磨出双重或多重顶角，或磨出外凸圆弧刃。 3.磨出分屑槽。3.3.3 钻头的修磨二、修磨主切削刃二、修磨主切削刃 1.磨出内凹圆弧刃效果：效果：加强钻头的定心作用，有利于分屑断屑。用途：用途：用于不规则的毛坯扩孔。用于钻薄板。3.3.3 钻头的修磨二、修磨主切削刃二、修磨主切削刃 2.磨出双重或多重顶角，或磨出外凸圆弧刃效果：效果：改善钻刃外缘处的散热条件，提高钻

8、头寿命。用途：用途：用于钻铸铁等脆性材料。3.3.3 钻头的修磨二、修磨主切削刃二、修磨主切削刃 3.磨出分屑槽效果：效果：便于排屑。用途：用途：用于中等以上直径钻头切削钢。3.3.3 钻头的修磨三、修磨前面三、修磨前面 目的目的： 改变前角的分布，增大或减小前角，或改变刃倾角，以满足不同的加工要求。 形式形式： 1.外缘处磨出倒棱面前面。 2.沿切削刃磨出倒棱。 3.在前面上磨出卷屑槽。 4.在前面上磨出大前角及正刃倾角。3.3.3 钻头的修磨三、修磨前面三、修磨前面 1.外缘处磨出倒棱面前效果：效果：减少前角。增大进给力。用途：用途：用于钻黄铜、塑料、胶木等 。3.3.3 钻头的修磨三、修

9、磨前面三、修磨前面 2.沿切削刃磨出倒棱效果：效果：增加刃口强度。用途：用途：用于钻较硬材料、较韧材料，以增加变形，有利于断屑 。3.3.3 钻头的修磨三、修磨前面三、修磨前面 3.在前面上磨出卷屑槽效果：效果：增大前角。用途：用途：用于钻较软材料，如有机玻璃。可提高加工表面质量 。3.3.3 钻头的修磨三、修磨前面三、修磨前面 4.在前面上磨出大前角及正刃倾角效果：效果：增大前角。用途：用途：用于控制切屑向孔底方向排出。适用于精扩孔钻。3.3.3 钻头的修磨四、修磨后面及刃带四、修磨后面及刃带 目的目的： 修磨后面的目的是在不影响钻刃强度下，增大后角，以增大钻槽容屑空间，改善冷却效果。 修磨

10、刃带的目的是减少刃带宽度，磨出副后角，以减少刃带与孔壁的磨擦。3.3.3 钻头的修磨四、修磨后面及刃带四、修磨后面及刃带3.3.4 先进钻型与结构特点简介一、群钻一、群钻1.群钻结构特点群钻结构特点 三尖七刃锐当先 月牙弧槽分两边 一侧外刃开屑槽 横刃磨低窄又尖3.3.4 先进钻型与结构特点简介一、群钻一、群钻2.群钻的优点群钻的优点 横刃缩短，前角增大，进给量提高，效率提高。 钻头寿命提高。 钻头定心作用好，钻孔精度提高，形位误差与加工表面粗糙度均较小。3.3.4 先进钻型与结构特点简介一、群钻一、群钻3.左右对称的圆弧刃的作用左右对称的圆弧刃的作用 防止钻孔偏斜，减少孔径扩大，加强定心导向

11、作用。 圆弧刃与外直刃转折点处形成自然分屑点，切屑容易自行折断。 圆弧刃前角平均增大15度左右。 圆弧刃使外刃与内刃参数得以分别控制。可磨出大内刃顶角，横刃虽然变窄变尖，钻尖强度仍不被削弱。3.3.4 先进钻型与结构特点简介二、二、S型横刃钻型横刃钻 采用美国WINSLOW专利刃磨机磨出螺旋尖钻头。 横刃凸起，钻尖顶角减小，前角增大。 自动定心性能好，钻孔进给力小，适合于一般材料的中、小钻头使用。3.3.4 先进钻型与结构特点简介三、深孔麻花钻三、深孔麻花钻 可加工孔深与直径比达20的深孔。 采用厚钻芯、抛物线齿形、45度大螺旋角，增大刚性及容屑排屑能力。 十字形横刃修磨，减少钻削力。 大顶角

12、，开分屑槽，能较好的分屑排屑。3.3.4 先进钻型与结构特点简介四、可转位浅孔钻四、可转位浅孔钻 用于加工孔深与直径比小于3的浅孔。 安装交错的两个可转位刀片，切屑排出通畅。 可进行高速、大进给切削，切削效率高。3.3.5 深孔钻深孔的定义：孔深与直径比（L/D）大于5的孔。 L/D5-10时可用深孔麻花钻。 L/D10时，必须用深孔刀具。深孔加工的不利条件： 不能观测到切削情况。 切削热不易传散-较好的冷却装置。 孔易钻偏斜-合理的导向措施。 刀柄细长，刚性差，排屑不良-合理的排屑结构。3.3.5 深孔钻一、枪孔钻一、枪孔钻-外排屑深孔钻外排屑深孔钻 小直径深孔钻，可加工直径为2-20mm，长径比达100。 仅在轴线一侧有切削刃，没有横刃。3.3.5 深孔钻一、枪孔钻一、枪孔钻 冷却方式冷却方式：一定压力切削液从钻杆尾端注入，冷却切削区后沿钻杆凹槽冲出。 排屑方式排屑方式：外排屑。 导向措施导向措施：内刃切出孔底有锥形凸台，定心导向。3.3.5 深孔钻二、错齿内排屑深孔钻二、错齿内排屑深孔钻 钻头和钻杆通过多头矩形螺纹联接成一体。 用于加工直径18-185，深径比在100以内的深