一、引入
1、本门课程的总体安排。
2、本篇在这门课中的地位和作用。
二、讲授新课
第五章 钻削、镗削、铰削和拉削
孔是各种机器零件上出现最多的几何表面之一，分为非配合孔和配合孔二大类。
一般孔加工采用钻、扩等加工，有一定要求的孔是在钻、扩基础上进行再进一步的镗、铰等加工。但不论是何种孔加工都具有以下一些特点：
（1）部分孔加工刀具为定尺寸刀具，刀具本身精度会影响孔的加工精度。
（2）孔加工刀具的切削和夹持部分的有关尺寸受被加工孔尺寸的限制，会使刀具的刚性变差。 （3）孔加工时，刀具一般是封闭或半封闭状态下进行工作，对加工质量和刀具耐用度都会产生不利的影响。
基于以上原因，在机械设计过程中选用孔和轴配合的公差等级时，经常把孔的公差等级定得比轴低一级。
孔加工的方法很多，常用的有钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、拉孔、磨孔等，还有金刚镗、珩磨、研磨、挤压及特种加工孔等方法。其加工孔直径Φ0.01～Φ1000mm，加工精度可达到IT13～IT5，表面粗糙度Ra12.5～0.006μm；可在金属或非金属材料上加工，也可在普通材料或高硬度材料上加工。
在加工中可根据不同要求，合理进行选择最佳的加工方案，达到加工质量能符合要求。
第一节 钻削加工（一）
一、概述
用钻头作回转运动，并使其和工件作相对轴向进给运动，在实体工件上加工孔的方法称为钻孔；在已有孔的情况下，用扩孔钻对孔径进行再扩大的加工称为扩孔；钻孔和扩孔统称为钻削。
加工精度 表面粗糙度
钻孔 IT13～IT12 Ra12.5～6.3μm
扩孔 IT12～IT10 Ra6.3～3.2μm
钻削可以在各种钻床上进行，也可以在车床、铣床、镗床和组合机床、加工中心上进行，但大多数情况下，尤其是在大批量下生产时，主要还是在钻床上进行。
二、钻床
主要用钻头在工件上加工孔的机床称为钻床。通常以钻头的回转运动为主运动，钻头的轴向移动为进给运动。
钻床的分类：坐标镗钻床、深孔钻床、摇臂钻床、台式钻床、立式钻床、卧式钻床、铣钻床、中心孔钻床等八大类。大部分以最大钻孔直径为主要参数。 钻床的主要功用为钻孔和扩孔，也可以用来铰孔、攻螺纹、锪沉孔及锪凸台端面等。
1、立式钻床
特点是主轴是垂直布置且位置固定不动(沿立柱轴线回转)。因其立轴结构不同可分为圆柱立式钻床、方柱立式钻床和可调多轴立式钻床。
机床的使用：主轴箱和工作台可沿立柱作上下移动以调整工作高度；工件安放于工作台上，通过工件的位置移动来找正；利用主轴箱的功能，可以进行变换主轴转速、主轴进给量等加工参数，主轴的上下移动可实现自动进给或手动进给。
适合于加工单件或小批量的中小型工件加工，钻孔直径为Φ16～Φ80mm，如Z5132、Z5140A等。
2、摇臂钻床
特点是主轴能沿立柱的中心轴线进行回转。
机床的使用：将工件放置于工作台上；主轴绕立柱可上下移动和旋转或主轴箱可在摇臂上作横向移动；利用主轴箱的功能，可以进行变换主轴转速、主轴进给量等加工参数，主轴的上下移动可实现自动进给或手动进给。
适合于加工单件或中小批量的大中型工件加工，钻孔直径为
Φ25～Φ125mm，如Z3040、Z3050A等。
3、钻削加工中心
一般以钻孔、攻螺纹和铣削为主，且刀具在十把以上的加工中心称为钻削加工中心。
功能：各种直径的孔加工；各种面的铣削加工；多轴（多空间）加工孔或面。
技术性能：主轴转速高，加工孔直径范围大，进给速度大，定位精度高等。
三、麻花钻
1、概述
是孔加工中使用最广泛的刀具。主要用来在实体材料上钻削直径在Φ0.1～Φ80mm，加工精度为IT12左右，表面粗糙度在Ra12.5～6.3μm左右的孔或精度要求较高的孔的预加工。
分类：按材料不同可分为高速钢和硬质合金钻头；按柄部不同分为直柄和锥柄钻头；按长度不同分为基本型、短、长、加长和超长型等钻头。
⑴硬质合金麻花钻
有整体式、镶片式和可转位式（无横刃式）三种，一般用于加工各类特殊材料的各种孔加工。用细颗粒钨系材料及YG、YW、YT等制作而成，整体式大多采用TiN涂层（金黄色）或镶片式采用涂层刀片；钻头直径从Φ0.2～Φ60mm，硬度在58～62HRC。
⑵高速钢麻花钻
是一种标准刀具，由工作部分、柄部和颈部（锥柄钻才有）组成，锥柄还带有扁尾。整体呈倒锥形。
整个切削部分由前面、后面、副后面、主切削刃、副切削刃和横刃等组成。
2、切削部分的几何参数
⑴螺旋角β
Lr02tan
螺旋角增大会使钻头锋利和排屑通畅，但使钻尖强度削弱和散热条件变差。
⑵顶角2φ
顶角大，钻头强度增大；标准麻花钻2φ=118°；加工钢、铸铁、硬青铜时，2φ=116～120°；加工硬铸铁、不锈钢、耐热钢时，2φ=120～150°。
⑶刃倾角λSX和端面刃倾角λtx
每一点上的刃倾角和端面刃倾角都不相同，越靠近钻心越大。
⑷主偏角κr
每一点上的主偏角也不相同，越靠近外缘处越大。
⑸前角γOX
每一点上的前角都不相同且变化较大，如外缘处前角为30°，钻心处前角为-30°。
⑹后角αfx
主切削刃上外缘处的点其后角最小，钻心处的点其后角最大。 ⑺横刃角度ψ
标准麻花钻的横刃斜角ψ=50～55°。一般后角增大，横刃斜角随之减小,导致横刃长度增大，进给力增大，切削条件变差，对加工质量产生不利影响。
四、钻削原理
1、钻削要素
⑴切削速度υC：钻头外缘处的线速度10000ndc
⑵进给量：每转进给量f，每齿进给量fz，进给速度υf；υf=nf=znfz。
⑶背吃刀量αp：2opd
⑷切削厚度hD和切削宽度bD：sin2fhD sin20dbD
⑸切削面积AD：4oDDDfdbhA
2、钻削力和钻削功率
在钻削力合成中，有一个总扭矩T和一个总进给力F。
bFdFFTTTTcococooo112
ffofoFFFF122
从上式得知：总扭矩T来源于主切削刃，总进给力F来源于横刃。
切削功率PC。 610602TnPc
3、切削热和钻头磨损
钻头磨损和切削热产生的交汇点在于：切削速度和切削温度最高、刀体强度最薄弱的前面、后面和刃带三者的交汇处。
五、麻花钻的修磨和群钻
1、标准高速钢麻花钻的缺点
切削刃上各点前角变化大，横刃较长，主切削刃较长，切削速度高、切削刃强度和散热条件较差。
2、麻花钻的修磨
（1）修磨主切削刃，形成多段或圆弧形切削刃；
（2）修磨横刃，使横刃变短和改善横刃处的前角角度；
（3）修磨前刀面，使前角变大或变小，以适应不同材料的切削加工； （4）修磨刃带，加大刃带上形成的副后角；
（5）磨分屑槽，便于排屑和断屑。
3、群钻
是在长期的生产实践中，综合了标准麻花钻各种修磨方法的成功经验，而设计出的一种先进钻头。为了适应不同工件材不同孔径的钻削需要，群钻已形成了多种系列。
图示为标准群钻。结构上和普通钻头相比：主切削刃由外刃、圆弧刃和内刃所构成；刀尖有三个；顶角有二个（外刃顶角和内刃顶角）；在一侧主切削刃后开有分屑槽。性能上和原来的普通钻头相比：效率提高，切削条件改善，有利于钻头定心，耐用度提高，切削省力，精度和表面质量更好。
三、新课小结
本节主要是使学生掌握钻削的基本知识及钻床、刀具、原理等知识；掌握麻花钻各部分的切削角度和选择方法；了解钻削力的计算方法。
四、布置作业
1、孔加工刀具有何特点？
2、钻削三要素及计算公式。
3、麻花钻在结构上有那些缺陷？应如何修磨来加以改进？ 一、引入
1、孔加工刀具有何特点？
2、钻削三要素及计算公式。
3、麻花钻在结构上有那些缺陷？应如何修磨来加以改进？
二、讲授新课
第一节 钻削加工（二）
六、扩孔和锪削
1、扩孔
在已有孔的基础上再进行孔加工。
刀具为扩孔钻，一般有3～4条主切削刃。
按刀具切削部分材料分有高速钢和硬质合金两种；按外形分有整体直柄、整体锥柄、套式和转位形（主要用于大直径）。
扩孔钻的加工质量比钻孔要好。因为：无横刃切削阻力小，加工余量小；刀刃多切削力小，导向性好；刀体强度高，刚性好。
扩孔时进给量可以比钻孔大一倍。
2、锪削
在已加工孔的基础上进行圆柱形沉头孔、锥形沉头孔和端面凸台加工。
刀具为锪孔钻，有圆柱沉头锪钻、锥形沉头锪钻、端面锪钻等；一般有3～4个刀齿。锥形沉头锪钻角度有60°、90°、120°三种。 大多数用高速钢制造，大直径采用硬质合金制造。
七、深孔加工
1、深孔加工的特点及对刀具的要求
一般把深径比在5～10以上的孔称为深孔。直径比在20以下的通常用加长麻花钻，直径比在20以上的通常用深孔钻加工。
深孔加工比非深孔加工难度大得多，其主要原因：①刀具细长，刚性很差②排屑困难③冷却、润滑困难。
深孔钻和其他钻头相比有以下特点：足够的刚性和良好的导向功能；有可靠的断屑、排屑功能；有效的冷却、润滑功能。
2、常用的深孔加工刀具
（1）单刃外排屑深孔钻；
（2）错齿内排屑深孔钻；
（3）喷吸钻。
八、钻孔质量分析 主要问题有：孔径扩大和孔轴线偏斜、钻头的崩刃和折断。
1、孔径扩大和孔轴线偏斜
（1）产生原因：
①切削刃不对称；
②加工面不平；
③钻头横刃过长；
④钻头和夹具间隙过大；
⑤设计或工序不合理。
（2）采取措施：
①预加工孔端面；
②尽量工件回转；
③先钻中心孔；
④适当小的进给量；
⑤切削刃修磨对称； ⑥修磨横刃；
⑦调整机床；
⑧选用合适钻套；
⑨钻深孔时用支承架。
2、钻头的崩刃和折断
（1）产生原因：
①进给量、进给力变化大；
②切屑缠绕或堵塞；
③堵塞冷却不充分；
④磨损过大；
⑤夹持不稳定；
⑥孔将钻通时，力过大。
（2）采取措施：
①及时修磨钻头；