钻削加工与钻头

1、第一节第一节 钻削加工与钻头钻削加工与钻头第六章第六章 钻削、铰削与镗削加工钻削、铰削与镗削加工一一麻花钻的结构麻花钻的结构二二一一本本节节教教学学内内容容第一节第一节 钻削加工与钻头钻削加工与钻头其它钻头其它钻头五五钻削加工的工艺特点钻削加工的工艺特点钻削用量钻削用量三三钻削力钻削力四四（1 1）熟悉钻削过程特点及钻削用量的选择；）熟悉钻削过程特点及钻削用量的选择；（2 2）掌握钻削力的计算。）掌握钻削力的计算。（3 3）熟悉麻花钻的组成、结构参数、几何角度；）熟悉麻花钻的组成、结构参数、几何角度；（4 4）了解其它钻头特点。）了解其它钻头特点。 本本节节教教学学要要求求第一节第一节 钻削加

2、工与钻头钻削加工与钻头（1 1）麻花钻的组成、结构参数；）麻花钻的组成、结构参数；（2 2）钻削过程特点及钻削用量。）钻削过程特点及钻削用量。本本节节教教学学重重点点难难点点麻花钻的几何角度麻花钻的几何角度第一节第一节 钻削加工与钻头钻削加工与钻头第一节第一节 钻削加工与钻头钻削加工与钻头 钻削是从实体上加工孔的唯一方法（机加工）钻削是从实体上加工孔的唯一方法（机加工）所用的刀具主要是麻花钻，还有扁钻、深孔钻、中所用的刀具主要是麻花钻，还有扁钻、深孔钻、中心钻、群钻等。心钻、群钻等。 加工精度为加工精度为IT13IT10，Ra=2010m。钻钻削削加加工工概概述述麻麻花花钻钻的的结结构构按刀具

3、按刀具材料的材料的不同可不同可分为分为高速钢高速钢麻花钻麻花钻硬质合金硬质合金麻花钻麻花钻整体式整体式镶片式镶片式可转位式可转位式麻花钻的类型麻花钻的类型第一节第一节 钻削加工与钻头钻削加工与钻头麻麻花花钻钻的的结结构构按长度不按长度不同麻花钻同麻花钻可分为可分为基本型基本型短短 型型长长 型型加长型加长型超长型超长型直柄直柄锥柄锥柄按柄部结按柄部结构不同可构不同可分为分为麻花钻的类型麻花钻的类型第一节第一节 钻削加工与钻头钻削加工与钻头麻麻花花钻钻的的结结构构1.1.麻花钻的组成麻花钻的组成一、麻花钻的结构一、麻花钻的结构切切削削部部5 5个刀刃个刀刃6 6个刀面个刀面两条副切削刃两条副切削

4、刃一条横刃一条横刃两个螺旋形前刀面两个螺旋形前刀面两个经刃磨获得的后刀面两个经刃磨获得的后刀面两个圆弧段的副后刀面两个圆弧段的副后刀面麻麻花花钻钻柄部柄部颈部颈部工作工作部分部分导向部导向部两条主切削刃两条主切削刃麻麻花花钻钻的的结结构构装夹装夹部分部分1.1.麻花钻的组成麻花钻的组成1.1.麻花钻的组成麻花钻的组成麻麻花花钻钻的的结结构构柄部柄部 钻头的夹持部分，用于与机床的连接，并传递钻头的夹持部分，用于与机床的连接，并传递动力。动力。 d12mmd12mm直柄，直柄，d 12mm d 12mm 莫氏锥柄莫氏锥柄（0号号6号号）。）。扁尾扁尾 传递扭矩，取钻头（用楔铁从钻套中取出）传递扭矩

5、，取钻头（用楔铁从钻套中取出）颈部颈部 便于磨削时砂轮退刀和打印标记用。小直径直便于磨削时砂轮退刀和打印标记用。小直径直柄钻头没有颈部。柄钻头没有颈部。装夹部分装夹部分1.1.麻花钻的组成麻花钻的组成麻麻花花钻钻的的结结构构工作部分工作部分导向部分导向部分切削部分切削部分1.1.麻花钻的组成麻花钻的组成麻麻花花钻钻的的结结构构导向部分导向部分 导向部分主要起导向、排屑作用，也是切削部导向部分主要起导向、排屑作用，也是切削部分的后备部分。分的后备部分。 为了减少导向部分与已加工孔孔壁之间的摩擦为了减少导向部分与已加工孔孔壁之间的摩擦，钻头外径从切削部分朝后方向制造出倒锥，形成，钻头外径从切削部分

6、朝后方向制造出倒锥，形成副偏角副偏角r，倒锥量为，倒锥量为0.030.15mm/100mm 。1.1.麻花钻的组成麻花钻的组成麻麻花花钻钻的的结结构构切削部分切削部分2.2.麻花钻结构参数麻花钻结构参数麻麻花花钻钻的的结结构构（1 1）直径）直径d d 钻头两刃带间的垂直距离。钻头两刃带间的垂直距离。 按标准尺寸系列或螺孔底径尺寸设计。按标准尺寸系列或螺孔底径尺寸设计。（2 2）直径倒锥）直径倒锥 外径从切削部分向尾部直径逐渐减少，倒锥量外径从切削部分向尾部直径逐渐减少，倒锥量0.030.15mm/100mm。减少刃带与孔壁间的摩擦面。减少刃带与孔壁间的摩擦面积，相当于积，相当于r。2.2.麻

7、花钻结构参数麻花钻结构参数麻麻花花钻钻的的结结构构（3 3）钻芯直径）钻芯直径 dc 钻芯处与两刃沟底相切圆的直径。钻芯处与两刃沟底相切圆的直径。 d13mm的钻头，的钻头，dc=（0.1250.65）d。 为增大钻头强度，把钻芯做成正锥体，正锥量为增大钻头强度，把钻芯做成正锥体，正锥量1.42mm/100mm，等强度设计。，等强度设计。（4 4）螺旋角）螺旋角 钻头刃带棱边螺旋线展开成直线与钻头轴线的夹角，它钻头刃带棱边螺旋线展开成直线与钻头轴线的夹角，它相当于副切削刃刃倾角。相当于副切削刃刃倾角。麻麻花花钻钻的的结结构构2.2.麻花钻结构参数麻花钻结构参数tan22tanrrrrPrPrx

8、xxx 增大螺旋角有利于排屑增大螺旋角有利于排屑，能获得较大前角使切削轻，能获得较大前角使切削轻快，但钻头刚性变差。快，但钻头刚性变差。小直小直径钻头，为提高钻头刚性，径钻头，为提高钻头刚性，角可设计得小些。角可设计得小些。钻软材料钻软材料、铝合金时，为改善排屑效、铝合金时，为改善排屑效果，果，角可设计得大些。角可设计得大些。3.3.麻花钻几何角度麻花钻几何角度麻麻花花钻钻的的结结构构（1 1）端平面）端平面Pt 与钻头轴线垂直的端与钻头轴线垂直的端面投影平面。面投影平面。（2 2）中剖面）中剖面Pc 过钻头轴线与两主切过钻头轴线与两主切削刃平行的平面。削刃平行的平面。 车刀刀具角度各参考坐标

9、车刀刀具角度各参考坐标系坐标平面均可在钻头上应用。系坐标平面均可在钻头上应用。此外，由于钻头结构的特殊性，此外，由于钻头结构的特殊性，还规定了三个测量平面，即还规定了三个测量平面，即3.3.麻花钻几何角度麻花钻几何角度麻麻花花钻钻的的结结构构（3 3）柱剖面）柱剖面Pz 过主切削刃上过主切削刃上某选定点作与钻头某选定点作与钻头轴线平行的直线，轴线平行的直线，该直线绕钻头轴线该直线绕钻头轴线旋转所形成的圆柱旋转所形成的圆柱面。面。3.3.麻花钻几何角度麻花钻几何角度麻麻花花钻钻的的结结构构 两主切削刃在中剖面投影中的夹角。两主切削刃在中剖面投影中的夹角。（1 1）顶角）顶角2 2（锋角）（锋角）

10、 减小顶角，可使切削刃长减小顶角，可使切削刃长度增大，单位长度切削刃上的负度增大，单位长度切削刃上的负荷减小，轴向力减小，钻头轴向荷减小，轴向力减小，钻头轴向稳定性提高，刀尖强度和散热条稳定性提高，刀尖强度和散热条件改善。但是，顶角太小，将使件改善。但是，顶角太小，将使钻尖强度降低，切屑卷曲严重，钻尖强度降低，切屑卷曲严重，扭矩增加，不利于排屑。扭矩增加，不利于排屑。 标准麻花钻的顶角标准麻花钻的顶角2=116118。 麻麻花花钻钻的的结结构构（2 2）后角）后角fx 钻头的后角是过主切削刃钻头的后角是过主切削刃上某选定点上某选定点x在在柱剖面柱剖面内测量的内测量的后刀面与端平面之间的夹角。后

11、刀面与端平面之间的夹角。 从外缘到中心逐渐增大，从外缘到中心逐渐增大，后角后角由由814增大到增大到2027。标准麻花钻的后角指切削刃最标准麻花钻的后角指切削刃最外缘的后角，大直径钻头取小外缘的后角，大直径钻头取小值，小直径钻头取大值。值，小直径钻头取大值。3.3.麻花钻几何角度麻花钻几何角度麻麻花花钻钻的的结结构构（3 3）横刃斜角）横刃斜角 横刃斜角是在端平横刃斜角是在端平面内测量的横刃与中剖面内测量的横刃与中剖面的夹角。面的夹角。 麻花钻的后角磨好后麻花钻的后角磨好后，横刃斜角自然形成。，横刃斜角自然形成。标标准麻花钻的准麻花钻的=5055。3.3.麻花钻几何角度麻花钻几何角度麻麻花花钻

12、钻的的结结构构3.3.麻花钻几何角度麻花钻几何角度（4 4）前角）前角ox 由于前刀面是螺由于前刀面是螺旋面，主切削刃上的旋面，主切削刃上的前角是变化的，从钻前角是变化的，从钻头外缘到钻心处，头外缘到钻心处，前前角角ox 由由3030到到-30-30变化变化 钻削加工的工艺特点钻削加工的工艺特点（1 1）封闭式加工）封闭式加工 排屑、冷却是首先面临的问题，特别是深排屑、冷却是首先面临的问题，特别是深孔加工。孔加工。（2 2）几何角度结构缺陷）几何角度结构缺陷 工作时产生较大的轴向力，影响定心。受工作时产生较大的轴向力，影响定心。受孔径限制，刚性差，导向性不好孔径限制，刚性差，导向性不好钻钻削削

13、加加工工的的工工艺艺特特点点（3 3）制造刃磨质量影响加工质量）制造刃磨质量影响加工质量 两主刃不对称，横刃过长，钻头易引偏。两主刃不对称，横刃过长，钻头易引偏。（4 4）外缘处速度高，易磨损。）外缘处速度高，易磨损。二、钻削加工的工艺特点二、钻削加工的工艺特点钻头的磨损钻头的磨损钻钻削削加加工工的的工工艺艺特特点点1 1、钻削速度、钻削速度vc2 2、进给量、进给量f，每刃进给量每刃进给量 fz ，进给速度进给速度vf钻头外径处的主运动线速度。钻头外径处的主运动线速度。2/dap1000dnvc 钻头（或工件）每转一转，钻头在进给方向相钻头（或工件）每转一转，钻头在进给方向相对于工件的位移量

14、称为进给量对于工件的位移量称为进给量f（mm/r）。3 3、钻削深度、钻削深度ap 钻头的半径。钻头的半径。钻钻削削用用量量nfnfvzf2三、钻削用量三、钻削用量（m/min）四、钻削力四、钻削力 普通麻花钻两条主切削刃上产生切削力有：普通麻花钻两条主切削刃上产生切削力有： 主切削力（切向力）主切削力（切向力）F Fc c 背向力（径向力）背向力（径向力）F Fp p 进给力（轴向力）进给力（轴向力）F Ff f 钻钻削削力力 两条副切削刃和横刃上产两条副切削刃和横刃上产生这三个力，当各切削刃刃磨生这三个力，当各切削刃刃磨对称时，其中各切削刃上背向对称时，其中各切削刃上背向力抵消，力抵消，F

15、 Fc c形成扭矩形成扭矩M Mc c。最终。最终构成钻头总进给抗力构成钻头总进给抗力F Ff f 与转与转矩矩M Mc c。钻削力的计算钻削力的计算FFFzcyxFfvfdCFcMcMcMczcyxMcvfdCM 3102nMPcc通过测力实验，可得经验计算公式如下：通过测力实验，可得经验计算公式如下： 由上式计算出转矩后，可计算切削消耗功率由上式计算出转矩后，可计算切削消耗功率Pc。 式中式中 Mc转矩，单位为转矩，单位为Nmm； n转速，单位为转速，单位为rmin。钻钻削削力力五、其他钻头五、其他钻头1.1.群钻群钻2.2.可转位浅孔钻可转位浅孔钻3.3.错赤内排屑深孔钻错赤内排屑深孔钻4.4.单刃外排屑深孔钻（单刃外排屑深孔钻（枪枪钻）钻）其其他他钻钻头头思考题与习题思考题与习题1.1.常用的麻花钻有哪些类型？常用的麻花钻有哪些类型？2.2.麻花钻有那几部分组成？个部分的作用是什么？麻花钻有那几部分组成？个部分的作用是什么？3.3.麻花钻有哪些结构参数？有哪几个刃磨角度？分别在什么麻花钻有哪些结构参数？有哪几个刃磨角度？分别在什么坐标平面内测量？坐