ap=d /2 2.钻削层参数 （1）切削层厚度hD ，切削层厚度是指垂直于主切削刃在基面上投影测 量的切削层尺寸。 hD=fzsinKr=f/2sinKr≈fsin Ф/2 （2）切削层宽度bD 切削层宽度是指在基面内测量的主切削刃参加工作 的长度单位为 mm。 bD=ap/sinKr=d0/2sinKr≈d0/（2sin Ф） （3）切削层面积AD 指每个刀齿切下的切削层面积， AD=hDbD=fzap=fd0/4
• 2）基面Pr • 3）假定进给平面Pf与背平面Pp
2.钻头的刃磨角度 （1）顶角2φ
指两主切削刃在与它们 平行的平面上投影的夹角 。 o 标准麻花钻的顶角一般为116 ～118o
2φ
主切削刃长度
单位切削刃上的负荷及轴向力
有利于散热，提高钻头耐用度 钻尖强度 而扭矩
（2）外缘后角α f
后角是在以钻头轴线为轴心 的圆柱面的切平面内测量的 切削平面与主后刀面之间的 夹角。住切削刃上任一点m 处的后角用αfm 表示。 为改善切削条件，并能与切削刃上变化的前角相适应， 而使各点的楔角大致相等，麻花钻的后角刃磨时应由外缘 向中心逐渐增大。
三、钻削用量选择
1.钻头的直径 一次钻。需扩孔时，钻50～70%
2.进给量
f=（0.01 ～0.02）d 3.钻削速度 P129 表7-4
第三节麻花钻的修磨与群钻
1.标准麻花钻的缺陷 ① 主切削刃上各点前角相差较大（由+30°～-30°），切 削性能相差悬殊； ②主切削刃长，切屑宽，切削刃上各点切削速度相差很大，
第七章
钻削与钻头
孔加工刀具的种类和用途
• 钻孔是在实心材料上加工孔的第一个工序，钻孔直径一般小于 80mm。机械加工中的孔加工刀具分为两类：一类是在实体工件上 加工出孔的刀具，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工具，如：扩孔钻、锪钻、铰刀及镗 刀等。 • 1.扁钻 使用最早，结构简单，刚度好，成本低，刃磨方便，适于微 孔和大孔。
3.钻头的磨损 • 钻削是一种半封闭式的切削，钻削时所产生的热 量，虽然也由切屑、工件、刀具和周围介质传出， 但它们之间的比例却和车削大不相同。如用标准 麻花钻，不加切削液钻钢料时，工件吸收的热量 约占14.5% ，钻头约占52.5% ，切屑约占28%， 而介质仅占5%左右。大量高温切屑不能及时排 出，且切削液难以注入到切削区，造成切屑、刀 具与工件之间的摩擦很大。因此切削温度较高， 致使刀具磨损加剧，这就限制了钻削用量和生产 率的提高。
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②每齿进给量fz 钻头有两个刀齿，钻头转过一个刀齿相对于工件的轴向移 动量，称为每齿进给量，单位为mm/z，
fz=1/2f
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③每分进给量υf （进给速度 ） 是指钻头在单位时间内（每分）相对于 工件的轴向移动量 单位为mm/min。 vf=nf=2nfz
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（3）钻削深度ap 在基面内垂直于钻头轴线测量的切削层尺寸
• 二、内排屑深孔钻
• 1.结构组成 • 2.工作原理
• 三、喷吸钻
• 1.工作原理
• 2.结构特点
• 3.使用效果
• 3）内弧槽起到了良好的定心，导向作用。因为 三个刀尖增加了定心的稳定性，圆弧刃又在工 件上切出了凸形环筋，有利于钻头定心，从而 限制了钻头的偏摆；钻矩可降低30%左右，所 以可以用较大的进给量钻孔。 4）横刃磨短仅为原来的1/7～1/5，轴向力大大 减小；横刃一部分磨成了内直刃，修磨了横刃 前刀面，使得横刃处前角有所增加，改善了横 刃处切削条件。由于切削阻力小，定心准、稳， 所以特别适合在手电钻上使用。
• 4）前角γox • 主切削刃上选定点的前角是在该点的正交平面内测量。 • tanγox=tanβx/sinKrx+tanλtxcosKrx • 麻花钻主切削刃上各点前角越接进钻头外圆，前角越大，约为 30°，越接近钻头中心，前角越小，靠近横刃处约为-30°。 • 5）后角αf
• 麻花钻主切削刃上选定点的后角，是通过该点柱剖面中的进给后 角αf来表示的。柱剖面是过主切削刃选定点x，作与钻头轴线平行 的直线，该直线绕钻头轴线旋转所形成的圆柱面。αf 沿主切削刃也 是变化的（愈靠近中心愈大）。通常给定的后角值，一般指外缘 处的名义后角αf（约8°～14°）。
4.主切削刃角度分析
前角0
由于钻头的前刀面是 螺旋面，且各点处的基面 和正交平面位置亦不相同， 故主切削刃上各处的前角 也是不相同的，由外缘向 中心逐渐减小。
前 角 值 可 由 30° 逐 渐 变 为 － 54° ， 故 靠 近 中 心 处的切削条件很差。
三、 麻 花 钻 的 几 何 角 度
• 6）副刃后角α'o • α'o =0°,因为副后刀面（窄梭边）是钻头外柱面的一部分。
• 7）横刃角度 • 横刃斜角Ψ：在端面投影中横刃与主切削刃间的夹角。 当麻花钻后刀面磨成后，Ψ自然形成，后角大时，Ψ减 小，一般Ψ=50°～55°。 • 横刃前角γoΨ和横刃后角αoΨ均在横刃正交平面内测 量.γoΨ=-54°,αoΨ=90°-|γoΨ| 由于 γoΨ是很大负值， 横刃处会产生很严重挤压，造成很大的轴向力。
• 2.麻花钻切削部分的组成 • （1）前刀面 • （2）后刀面 • （3）副后刀面 • （4）主切削刃 • （5）副切削刃 • （6）横刃
麻花钻切削部分的组成
1-ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ面 4、6-后面 2、8-副切削刃(棱边) 3、7一主切削刃 5一横刃 9一副后面
3.麻花钻的结构参数 钻头制造时控制的尺寸和角度 （1）直径d （2）直径倒锥 相当于副偏角
倒锥量0.03～0.12/100 （3）钻芯直径d0
影响钻头刚性与容屑截面
（4）螺旋角ω 钻头越近中心处螺旋角越小 tanω=2πr/L 切削刃上任一点x的半径为rx，
螺旋角ωx值为：
tanωx＝2πrx/L＝rx/r tanω
• 二、麻花钻的几何角度 • 1.钻头角度参考系
• 1）切削平面Ps
• 2. 麻花钻 • 应用广泛，结构适应性强
• 3.中心钻
• 4.深孔钻 • 外排屑深孔钻 、内排屑深孔钻 、喷吸钻、套料钻 • 5.扩孔钻 • 6.锪钻 • 加工各种沉头座孔和锪平端面 • 7.铰刀
• 在扩孔或半精镗的基础上进行的应用较普遍的精加工方法
• 8.镗刀
• 第一节麻花钻
• 一、麻花钻的结构
第二节钻削要素
• 一、钻削用量与切削层参数
• • • • • • • （1） 钻削速度υC 钻削速度指切削刃外缘处的线速度，以υc表示，单位为mm/r。 Vc=nπd/1000 n:钻头（或工件）的转速，r/s； do:钻头外缘处直径，mm。 （2）进给量f ①每转进给量f 是指钻头转一转相对于工件的轴向移动量，单位为 mm / r；
• 2）刃倾角λs与端面刃倾角λt • sin λtx=-dc/2rx • sin λsx= sin λtxsinKrx=-dc/2rxsinKrx • 3)顶角（锋角）2φ 与主偏角Кrx • 钻头两条主切削刃在与它们平行的平面上投影的夹角称顶角。 • 顶角越小，主切削刃越长，单位切削刃上负荷便减轻，轴向力小， 定心作用也较好，且刀尖角εr增加，有利于散热和提高刀具耐用度； 若顶角过小，则钻头强度减弱，变形增加，扭矩增大，钻头易折 断，故应根据加工材料的强度和硬度来刃磨合理的顶角，标准麻 花钻取2φ=120°。 • 主偏角Кrx 是主切削刃选定点m的切线在基面投影与进给方向的 夹角。由于各点基面不同，各点处的主偏角也就不同。 • tanКrx =tanφCosλtx
• 1） 磨了内凹弧槽，增大了该段切削刃处的前角，改善了小前角刃段 的切削性能；标准麻花钻60%的轴向阻力来自横刃，因横刃前角达60°左右。群钻把麻花钻横刃磨去80%～90%，并形成两条内刃，内 刃前角由-60°加大为0°～-10°，从而使轴向阻力减少50%左右，进 给轻快。
• 2）磨出了内凹槽起到了良好的分屑作用；群钻在外直刃上刃磨出月 牙槽，从而使分屑更细，排屑更流畅。
• 修磨棱边、磨出分屑槽：将宽的切屑分成窄条，以利 于排屑。
• 2.群钻
•
群钻是在长期的钻孔实践中，不断总结经验，综合应 用各种修磨方法而形成的一种先进钻型。
• （1） 结构特点 先磨两条外刃（AB），然后在两个后刀面上分别磨 出对称的半径为R的月牙形圆弧刃（BC），最后修磨横刃，使之变短、 变低、变尖，以形成内直刃（CD）和一条窄横刃DO，对较大直径钻 头在一边外刃上可再磨出分屑槽。其特点可概括为四句话：三尖七刃 锐当先，月牙弧槽分两边，一侧外刃再开槽，横刃磨低窄又尖。 • （2）群钻优点分析
• 1.麻花钻的结构组成
• 麻花钻由柄部、颈部和工作部分所组成
工作部分 由导向部分和切削部分组成。 柄部 切削部分钻头螺旋槽部分，径向尺寸决定了钻头直径do，直径向尾 颈部 用来连接柄部和工作部，并供磨外径时砂轮退刀和打钻头标记。 ①② 用以装夹并传递钻削力和扭矩。钻头直径小于13mm时，通常采 导向部分 由两个螺旋形前刀面，两个经刃磨获得的后刀面、 两个圆柱形的副后刀面（棱边）组成。前刀面与后刀面的交线形 部方制造成倒锥，前大后小，倒锥量为0.05/100～0.12/100，螺旋槽是排 用圆柱柄；钻头直径在12mm以上时采用圆锥柄；扁尾是为防止钻柄 成形成横刃。 屑通道，两条棱边起导向作用，两条螺旋形刃瓣中间由钻芯相连，以保 打滑和供斜铁将锥柄从钻套中取出。 持刃瓣连接强度，钻芯直径de=0.125do～0.15do，并从切削部分到尾部 方向制成正锥（前小后大），导向部分也是钻头的备磨部分。
（3）横刃斜角ψ
端平面中测量的中剖面与 横刃的钝夹角
由于横刃前角为负值，因此横刃的切削条件很差，切 削时因产生强烈的挤压而产生很大的轴向力。 对于直径较大的麻花钻，一般都需要修磨横刃。
3.横刃角度分析