钻削与钻头课件

1、第七章 钻削与钻头 麻花钻 钻削原理 钻头的修磨 先进钻型与结构特点简介 深孔钻第七章 钻削与钻头本章要求： 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.依据不同加工条件合理选择类型。 4.了解和掌握钻削常用的切削用量。第七章 钻削与钻头 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。 第一节 麻 花 钻一、麻

2、花钻的结构1、麻花钻组成 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。第一节 麻 花 钻一、麻花钻的结构2、麻花钻的结构参数（1）直径d（2）直径倒锥（3）钻芯直径d0（4）螺旋角上式表明：钻头越靠近中心处螺旋角越小。增大螺旋角使前角增大，有利于排屑，使切削轻快，但钻头刚性变差。第一节 麻 花 钻二、麻花钻的几何角度1、钻头角度的参考系增加测量平面：（1）端平面pt（2）中剖面pc（3）柱剖面pz第一节 麻 花 钻二、麻花钻的几何角度2、钻头的刃磨角度 普通麻花钻只需

3、刃磨两个后面，控制三个角度：（1）顶角2（2）外缘后角f（3）横刃斜角第一节 麻 花 钻二、麻花钻的几何角度2、钻头的刃磨角度越靠近钻头中心，后角磨得越大：（1）使横刃获得较大前角，增加其锋利程度；（2）使切削刃各点的工作后角差较小。外缘后角f第一节 麻 花 钻二、麻花钻的几何角度3、横刃角度分析结论：横刃斜角、顶角钻心后角相互制约第一节 麻 花 钻二、麻花钻的几何角度4、 主切削刃角度分析 钻头切削刃各点的螺旋角、刃倾角、前角主偏角都是不同的，其换算关系详见表71。第一节 麻 花 钻二、麻花钻的几何角度5、 几何角度小结第二节 钻削原理一、切削用量与切削层参数 1.钻削用量钻削背吃刀量（mm

4、）每刃进给量（mmz）钻削速度（mmin）2.切削层参数钻削厚度（mm）钻削宽度（mm）公称横截面积 齿（mm2）材料切除率(mm3 min)第二节 钻削原理二、钻削过程特点 1.钻削变形特点与切屑形状 钻削在半密闭空间内进行，横刃的切削角度不理想，故切削变形较为复杂： 1）钻心处切削刃前角为负刮削挤压，切屑呈粒状并被压碎； 2）钻心横刃区域工作后角为负楔劈挤压，轴向力增加； 3）主切削刃各点前角、刃倾角不同使切屑变形、卷曲、流向也不同，排屑困难； 4）钻头刃带无后角加工塑性材料容易产生积屑瘤。第二节 钻削原理二、钻削过程特点 2.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

5、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Ff 与切削转矩Mc。 钻削力实验公式： 详见表73第二节 钻削原理二、钻削过程特点 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。 第二节 钻削原理三、钻削用量选择1、钻头直径 2、进给量 经验公式估算 3、钻削速度表74 高速钢钻头钻削速度 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）253020251520202540702040第三节 钻头的修磨 麻花钻的修磨原因： 1）改善本身的结构缺陷； 2

6、）切削刃部分变钝； 3）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。 概念： 普通钻头按不同的加工要求对横刃、主刃、后刀面进行附加的刃磨。第三节 钻头的修磨一、修磨横刃1、目的 在保持钻尖强度的前提下，尽可能增大钻尖部分的前角、缩短横刃的长度，降低进给力，提高钻尖定心能力。2、两种较好的修磨形式a）加大横刃前角 b）磨短横刃并加大前角第三节 钻头的修磨二、修磨主切削刃改变刃形或顶角，以增大前角，控制分屑断屑。a) 磨出内凹圆弧刃 b) 磨出双重或多重顶角 c) 磨出分屑槽第三节 钻头的修磨三、修磨前面增大或减小前角，改变前角分布，改变刃倾角。a) 磨出倒棱面前面 b) 磨出倒棱

7、 c) 磨出卷屑槽 d)磨出大前角及正的刃倾角第三节 钻头的修磨四、修磨后面增大后角，增大钻槽容屑空间，改善冷却。以上修磨形式，实际生产中通常同时选择两到三种组合使用。第四节 先进钻型与结构特点简介一、群钻刃形特点：三尖七刃 第四节 先进钻型与结构特点简介一、群钻 优点： 1）横刃长度短、圆弧刃和内刃前角增大，使进给力和扭矩减小，效率提高； 2）寿命长； 3）定心作用好，使钻孔精度和表面质量提高； 4）不同钻型用于不同材料和不同工艺加工，改善了钻孔质量。第四节 先进钻型与结构特点简介二、S形横刃钻钻尖处顶角较小，横刃前角较大，因此定心精度性能好，进给力小。第四节 先进钻型与结构特点简介三、深孔

8、麻花钻深孔麻花钻 手用通用型钻头四、手用通用型钻头第四节 先进钻型与结构特点简介五、硬质合金钻 硬质合金钻头应用广泛，结构基本上与高速钢钻头相同，相应差别主要有: 1）硬质合金刀具要求较小的前角，相应的角也要小。 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。第四节 先进钻型与结构特点简介六、可转位浅孔钻使用硬质合金可转位刀片 可高速、大进给切削，效率高。第五节 深 孔 钻 * 深孔加工概念：长径比L/D5的孔为深孔。一般L/D510的深孔可用深孔麻花钻加工， L/D20

9、则必须使用深孔刀具。* 深孔加工的难点：不能观测到切削情况切削热不易传散孔易钻偏斜刀柄细长、刚度差、易振动* 深孔加工刀具必须解决的问题：1）排屑2）冷却、润滑3）导向常用深孔刀具外形结构图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）深孔滚压头第五节 深 孔 钻一、枪孔钻单刃外排屑小深孔枪钻 钻尖相对于钻头轴线有一定的偏移量e，偏移量大约为1/4钻头的直径。 排出的切削液经过过滤、冷却后再流回液池，可循环使用. 优点：较好的导向性，改善了排屑条件。 缺点：生产率不高。第五节 深

10、孔 钻一、枪孔钻枪钻受力分析与导向芯柱* 切削部分特点：第五节 深 孔 钻二、错齿内排屑深孔钻（BAT深孔钻）BAT深孔钻 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。第五节 深 孔 钻三、喷吸钻 BAT深孔钻喷吸排屑装置 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。第五节 深 孔 钻三、喷吸钻1工件 2夹爪 3中心

11、架 4引导架 5向导管 6支持座 7连接套 8内管 9外管 10钻头第五节 深 孔 钻三、喷吸钻* 配备DF系统的深孔钻第六节 钻削方法及特点（补充）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510倍的孔称为深孔。2.中心钻三种结构形式：带护锥中心钻，无护锥中心钻和弧形中心钻（见后图）。 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。第六节 钻削方法及特点（补充）三种结构形式：带护锥中心钻 图a）无护锥中心钻 图b）弧形中心钻 图c）a) 带护锥中心钻 b) 无护锥中心钻 c) 弧形中心钻第六节 钻削方法及特点（

12、补充）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。手虎钳 b) 机床用平口虎钳 c) V形块 d) 压板、螺钉第六节 钻削方法及特点（补充） （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.在车床上钻孔第六节 钻削方法及特点（补充）二、钻头的装夹

13、1.直柄钻夹头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。第六节 钻削方法及特点（补充） 2.锥柄钻夹头1内锥孔 2外圆锥 3扁尾内外表面都是锥体，称为钻套。第六节 钻削方法及特点（补充）3.其他钻夹头（1）自动退卸钻头装置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钻头第六节 钻削方法及特点（补充）（2）快换钻夹头的用途及构造快换钻夹头1钢珠 2滑环 3可换套 4弹簧环 5夹头体拆卸钻头1斜铁 2主轴 3钻头第六节 钻削方法及特