第六章-钻头

金属切削原理与刀具JINSHUQIEXIAOYUANLIYUDAOJU王启仲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。3.麻花钻最广泛应用的孔加工工具。适应性较强、成熟的制造工艺及完善的刃磨方法。4.深孔钻孔深与孔径之比大于5～10倍的孔称为深孔。2.中心钻三种结构形式：带护锥中心钻（见图6-2a），无护锥中心钻（见图6-2b）和弧形中心钻（见图6-2c）1.扁钻使用最早的钻孔工具，结构简单、刚性好、成本低、刃磨方便。三种结构形式：带护锥中心钻（图6-2a）无护锥中心钻（图6-2b）弧形中心钻（图6-2c）图6-2中心钻a)带护锥中心钻b)无护锥中心钻c)弧形中心钻第章第节一钻削的方法及其特点一、钻削的方法1.在钻床上的钻孔（1）工件装夹根据工件形状常选用手虎钳、机床用平口虎钳、V形块和压板、螺钉等辅助工具来装夹,如图6-3所示。图6-3工件装夹方法a)手虎钳b)机床用平口虎钳c)V形块d)压板、螺钉六钻削的方法及其特点第章第节一钻削的方法及其特点六钻削的方法及其特点（2）钻孔方法及注意事项1).在斜面上钻孔时,需先用铣刀铣出平台后再钻孔2).钻半圆孔时，需将两件对合起来钻孔3).钻不通孔时，要按钻孔深度调整好挡铁来控制孔深4).对直径大于30mm的孔，一般分两次钻5).孔即将钻穿时，此时须减小进给量6).在钻深孔时，需经常退出钻头将切屑排除7).钻孔时，需用切削液充分冷却2.在车床上钻孔图6-4在车床上钻孔第章第节一钻削的方法及其特点六钻削的方法及其特点二、钻头的装夹1.直柄钻夹头图6-5钻夹头1—夹头体2—夹头套3—夹头钥匙4—夹爪5—内螺纹圈钻夹头的结构如图6-5所示，夹头体上有锥孔与钻夹锥柄紧配；夹头套与内螺纹圈紧配；钥匙用来旋动夹头套；夹爪用来夹紧钻头直柄；内螺纹圈用来使爪伸出或缩进。第章第节六钻削的方法及其特点一钻削的方法及其特点2.锥柄钻夹头图6-6钻套1—内锥孔2—外圆锥3—扁尾内外表面都是锥体，称为钻套。第章第节一钻削的方法及其特点六钻削的方法及其特点表6-2莫氏锥度表（单位：mm）表6-1钻套规格第章第节一钻削的方法及其特点六钻削的方法及其特点3.其他钻夹头（1）自动退卸钻头装置图6-7自动推卸钻头装置1—主轴2—挡圈3—螺钉销4—横销5—外套6—垫圈7—硬橡胶垫8—导向套9—主轴箱10—弹簧11—钻头第章第节（2）快换钻夹头的用途及构造图6-8快换钻夹头1—钢珠2—滑环3—可换套4—弹簧环5—夹头体图6-9拆卸钻头1—斜铁2—主轴3—钻头六钻削的方法及其特点第章第节六钻削的方法及其特点一钻削的方法及其特点①将半圆弧一边放在上面，否则会将钻床半圆弧孔打坏。②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。①将斜铁放钻床主轴圆弧孔内，贴紧锥钻扁尾的斜角部分。②用锤子锤击斜铁即可。注意：拆卸方法：第章第节一钻削的方法及其特点六钻削的方法及其特点1.钻削用量三、钻削用量及选择图6-10钻削用量与切削层参数钻削背吃刀量（单位为mm）每刃进给量（单位为mm／z）钻削速度（单位为m／min）2/pda2/zff1000/dnv2.钻削用量选择（1）钻头直径（2）进给量经验公式估算01.0(f～d)0.02第章第节一钻削的方法及其特点六钻削的方法及其特点（3）钻削速度表6-3高速钢钻头钻削速度四、钻削过程特点1.钻削边形特点与切屑形状加工材料低碳钢中高碳钢合金钢铸钢铝合金铜合金钻削速度/（m/min）25～3020～2515～2020～2540～7020～40第章第节一钻削的方法及其特点六钻削的方法及其特点2.钻削力图6-11钻削力钻头每一切削刃都产生切削力，包括切向力（主切削力）、背向力（径向力）和进给力（轴向力）。当左右切削刃对称时，背向力抵消，最终构成对钻头影响的是进给力与切削转矩，如图6-11所示。fFcM第章第节3.钻头磨损特点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。钻头磨损的形式主要是后面磨损。图6-12钻头刃带的磨损一钻削的方法及其特点六钻削的方法及其特点第章第节六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6-13标准麻花钻由柄部、颈部、工作部分组成。柄部包括钻柄和颈部，钻柄供装夹用。工作部分又分为切削部分和导向部分。导向部分在钻孔时起引导钻头方向和修光孔壁的作用，同时还是切削部分的备磨部分。第章第节（1）前面（2）后面（3）主切削刃（4）横刃1.切削部分普通麻花钻一般有五条刃（两主切削刃、横刃、两副切削刃）一尖（钻头），即五刃一尖。图6-14切削部分的组成1—主切削刃2—横刃3—后面4—前面二麻花钻及其修磨六钻削的方法及其特点第章第节六钻削的方法及其特点二麻花钻及其修磨2.导向部分1）螺旋槽2）刃带和齿背3）直径d4）倒锥5）钻心6）螺旋角β图6-15导向部分的组成1—螺旋槽2—后面3—钻心4—副切削刃5—齿背6—前面7—主切削刃8—横刃9—刃带第章第节图6-16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β：指钻头韧带冷便螺旋线展开成的直线与钻头轴线的夹角第章第节六钻削的方法及其特点3.柄部二、麻花钻的修磨修磨钻头方法的要点（口诀）1.麻花钻的修磨原因1）切削刃部分容易变钝。2）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。2.标准麻花钻的结构缺点1）钻头主切削刃上各点，切削性能相差悬殊。2）横刃太长，切削条件非常差。3）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。4）棱刃上没有后角，摩擦最剧烈，产生热量多。二麻花钻及其修磨第章第节3.修磨标准麻花钻的常用方式（1）修磨横刃二麻花钻及其修磨图6-17横刃修磨形式六钻削的方法及其特点1）将整个横刃磨去2）磨短横刃3）加大横刃前角4）磨短横刃并加大前角第章第节（2）修磨前面（图6-19）（3）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图6-18修磨前面a）修磨外缘处前面b）修磨近钻心处前面1）修磨过渡刃（图6-19）。图6-19修磨过渡刃图第章第节2）修磨圆弧刃（图6-20）。3）修磨分屑槽（图6-21）。图6-20修磨圆弧刀图6-21修磨分屑槽二麻花钻及其修磨六钻削的方法及其特点第章第节4）磨断屑槽。图6-22磨断屑槽图6-23修磨棱边二麻花钻及其修磨六钻削的方法及其特点第章第节三、群钻刃形特点：三尖七刃1.群钻的刃形二麻花钻及其修磨六钻削的方法及其特点2.群钻的刃磨3.群钻圆弧刃的作用1）防止钻孔的偏斜，减小孔径的扩大，加强了定心导向作用。2）圆弧刃切屑呈卷曲扇面形，容易自行折断。3）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。4）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。第章第节三硬质合金钻六钻削的方法及其特点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。主要有:1）硬质合金刀具要求较小的前角，相应的β角也要小。2）硬质合金刀具要求较高的刚度和强度，均修磨，容屑槽较宽。3）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。4）用加强锥柄，以保证可靠的工作，倒锥较大。第章第节四深孔钻六钻削的方法及其特点一、深孔加工的难点a）单刃外排屑小深孔钻b）错齿内排屑深孔钻c）不重磨内排屑深孔钻d）喷吸钻e)外排屑机夹套料钻f）不通孔套料刀g)机夹单刃内排屑深孔镗刀h）小深孔拉铰刀i）深孔滚压头图6-27常用深孔刀具外形结构图第章第节一、深孔加工的难点深孔加工的难点有：①不能观测到切削情况②切削热不易传散③孔易钻偏斜④刀柄细长、刚度差、易振动1）排屑2）冷却、润滑3）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第章第节三、几种典型的深孔加工刀具1.枪钻图6-28枪钻1—工作部分2—钻杆优点：较好的导向性，改善了排屑条件。缺点：生产率不高。六钻削的方法及其特点四深孔钻第章第节图6-29枪钻的钻心偏移图6-30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。第章第节BTA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，外缘刀片耐磨性好，中心韧性好。图6-31BTA深孔钻a）工作原理b）、c）外形结构BTA六钻削的方法及其特点四深孔钻第章第节3.喷吸钻喷吸钻的特点：1）不需要BTA系统的高压输油器及密封装置。不但提高了排屑效果，又改进了工作条件。2）可在车、钻、镗床上使用，操作方便，钻孔效率高。3）由于钻杆内还有一层内管，排屑空间受到限制，较难用于小直径。加工精度略低于BTA钻头。六钻削的方法及其特点四深孔钻第章第节图6-32喷吸钻a）喷吸钻体b）喷吸钻装置1—工件2—夹爪3—中心架4—引导架5—向导管6—支持座7—连接套8—内管9—外管10—钻头六钻削的方法及其特点四深孔钻第章第节4.套料钻图6-33套料钻孔示意图1—刀齿2—料心3—导向块4—管状刀体六钻削的方法及其特点四深孔钻套料钻是空心圆柱体，端面固定有切削齿，切削齿的齿数在3～12范围内。第章复习思考题1.试述孔加工刀具的类型及其用途。2.作图表示麻花钻结构、标注结构参数与刃磨角度。3.分析麻花钻前角、后角、主偏角及端面刃倾角的变化规律。4.为什么要对麻花钻进行修磨?有哪些修磨方法？六钻削的方法及其特点