钻头知识大全.doc

一、 钻头刃口修磨和强化对钻削加工的改善

钻头在进行孔加工过程中会有不同程度的磨损，对钻头的材质和磨损情况进行分析，在改善钻削加工时，对钻头刃口进行修磨和强化，可有效改善钻头在加工过程中的磨损情况，提高钻头的性能和使用寿命。vip汽车设计网
孔加工在金属切削加工中占有重要地位，一般约占机械加工量的1/3。其中钻孔约占22%～25%，其余孔加工约占11%～13%。由于孔加工条件苛刻的缘故，孔加工刀具的技术发展要比车、铣类刀具迟缓一些。近年来，随着中、小批量生产对生产效率、自动化程度以及加工中心性能要求的不断提升，刀具磨锋技术、多轴数控刀具刃磨设备的发展带动了孔加工刀具的发展，其中最典型的就是在机械生产中已应用多年、使用最为广泛的整体结构的钻头修磨技术逐渐成熟起来。通过对钻头刃口的修磨和强化改善钻削加工条件，要从钻头的结构特点和实际使用情况中寻求解决方法。vip汽车设计网
钻头的特点vip汽车设计网
1．钻头的材质分为高速钢和硬质合金，高速钢主要采用高速钢W系、Mo系材料；硬质合金采用钨钛类（YG）、钨钛钴类（YT）材料。比较有代表性的如表1中所列W18Gr4V、YG6和YT14。vip汽车设计网
vip汽车设计网
图1 钻头的基本结构
2．麻花钻的基本形状和结构并没有太大的改变（见图1）。vip汽车设计网
3．麻花钻切削刃的几何角度之间具有一定的特点和关联性。如图2所示，主偏角为Kr，刃倾角为λs，前角为λs，后角为αf，锋角为2φ（传统为118°）。vip汽车设计网
表1 高速钢和硬质合金材料的物理力学性能vip汽车设计网
vip汽车设计网
其中，钻头螺旋型结构具有如下特点：vip汽车设计网
（1）主偏角Kr在锋角2φ确定后也随之确定。vip汽车设计网
（2）由于钻头切削刃的刀尖（钻头直径处）为切削刃的最低点，从结构可知钻头切削刃的刃倾角λs为负。vip汽车设计网
（3）在钻头螺旋槽形状结构影响下，刃部前角λs由钻头外径的韧带处向钻心方向逐渐变小。vip汽车设计网
（4）切削刃的前角主偏角λs，随主偏角Kr的增大而随之增大。vip汽车设计网
图2 切削刃的几何角度
4．麻花钻的横刃也是切削刃的重要组成部分。如图2所示，横刃的前角γom、后角αf、斜角φ，也随着钻头切削刃的不同有着一定的变化。vip汽车设计网
钻头在加工过程中的磨损情况vip汽车设计网
1．钻头的磨损主要发生在切削刃部分（见图3）vip汽车设计网
图3 钻头在加工过程中的磨损vip汽车设计网
vip汽车设计网
2．钻头在实际加工中受力的分析，其切削力主要集中在钻头的切削刃部分，其中切削刃受到的转矩最大，横刃部分轴向力较为集中（见表2、图4）。
3．钻头在加工过程中产生的切削热的分布情况见图5。在加工中，钻头的钻心处由于切削角度较小并且是始终保持切入加工件的最前沿，承受的轴向力占到 57%左右，切削过程产生的热量不能及时排出，是整个钻头温度最高的部分。图5所示钻心和钻头刃部红色区域的温度为最高，而钻心横刃处热度最为集中。vip汽车设计网
表2 钻头加工中切削部分切削力的分布vip汽车设计网
vip汽车设计网
图4 切削刃的受力分析
改善钻削加工的途径vip汽车设计网
1．改进钻头的切削刃vip汽车设计网
采用新型的刃磨法改进钻尖、横刃的几何形状。以往钻头的钻尖刃磨采用普通刃磨法，先行磨出锋角即2φ角后，再用砂轮圆周的90°成形棱边靠手工方式修磨钻心部分。受到传统的刃磨方法的限制，钻头修磨后对称性较差，精度较低，只有采用传统的118°锋角才可保证切削刃为直刃。近年来，我公司引进了数控万能工具磨床，该机床采用的是比较先进的五轴数控系统，可实现对钻头的切削刃部进行铲磨，改动钻头的切削刃形式，仍可保证较高的刀具精度。于是，我们通过一些改进钻头钻尖的几何角度来尝试提高钻头的使用寿命，提高钻头和改善钻削加工条件。vip汽车设计网
根据钻头的结构特点我们先对麻花钻的锋角（2φ角）进行了改变，采用118°～140°的锋角分别进行试验。在生产现场对加工情况进行跟踪和掌握，我们发现在加工铸铁时，采用加大锋角的钻头有一定效果：钻削加工时，加工变得轻快，声音和振动明显减小，孔的表面粗糙度得到提高。从切屑的形状判断加工过程平稳。但随着钻头的锋角加大，钻头的磨损情况加剧。多次尝试后发现，在锋角为130°左右时加工最为平稳，加工数量和质量明显提高。vip汽车设计网
图5 切削热的分布情况
在改善加工中钻头横刃部分轴向受力情况时，要克服横刃处负前角等恶劣的切削条件。我们在横刃处理时，采用大切除的形式铲磨横刃，缩短横刃的宽度，使钻心的横刃与主切削刃接近十字交叉，减少钻削中的轴向力和钻削中的转矩（见图6）。经实践中检验，钻头轴向受力情况改善后，定心精度大为提高。在壳体加工中心上采用此结构的钻头，可在一定条件下取消中心钻，提高加工效率和缩短生产节拍。该钻头已在我公司生产中逐步试验推广采用。vip汽车设计网
与高速钢钻头相比较，硬质合金钻头的加工条件更为苛刻。我公司在突缘上加工的螺钉孔工序中采用的硬质合金钻头，原加工数量和加工效率较低，我们也尝试进行了一些改进：vip汽车设计网
图6 钻头横刃的改进vip汽车设计网
根据硬质合金材料硬度高的优势，采用大锋角140°从而加大切削前角，改变钻头受力情况，减小了切削力，使加工更为顺畅。依据所加工材料的特点对钻头的横刃部分进行改进，采用R型刃口过渡，在R型刃口基础上加大了横刃前角，钻心部分进行钻孔前先行切入定位，实现了自定心，取消了中心钻的工序，满足了位置度要求，并在直径处进行棱边的削边处理，形成保护刃，使钻头在钻出时不易造成崩刃，极大地提高了钻头的寿命。
此种结构对小直径的钻头改善尤为适用。现在我公司同步器车间加工二速同步器锁销孔直径为φ7.5mm，公差范围0～+0.016mm，每个零件上共加工6个孔，相对位置度要求0.05mm。vip汽车设计网
图7 改进后的钻头切削刃vip汽车设计网
原加工方式为钻定心、钻孔和铰孔成形，位置度较难以保证，并且加工节拍较长，效率较低。现由硬质合金钻头直接钻削成形，能够保证孔的加工精度和孔的位置精度，满足了工艺产品的需要，极大地提高了加工效率。采用改进后的钻头切削刃如图7所示。vip汽车设计网
2．强化钻头刃口（钝化、涂层）vip汽车设计网
通过在修磨方面的尝试和摸索，我们还发现一个重要的现象，就是无论是高速钢还是硬质合金材料的钻头，修磨后切削部分的刃口总是存在一些细小的缺口，约0.1mm。这些缺口最初并不引起大家的重视，但在实践加工时往往就是这些缺口给钻头带来了致命的伤害。这种情况在使用硬质合金材料钻头和在各类钻头钻削加工钢材料的时候尤为明显。一般的修磨方法是采用金刚石锉刀将主刀刃与横刃的交叉处倒圆，同时将主切削刃处倒棱角30°，刃口倒钝宽度根据钻头直径而定（见图8）。vip汽车设计网
图8 切削刃钝化
经过实践检验我们发现这种倒钝方式不能完全实现钝化的目的，倒钝后的刃口受倒钝时的手法限制，容易使两个切削刃钝化程度不一致而造成切削刃刃边不平整，致使钻头两个切削刃的对称度降低，影响钻头的定心精度和使用寿命。vip汽车设计网
我们选用了含金刚石微粉的尼龙钝化轮，利用高速旋转，通过不同的角度对钻头的刃部进行刷式运动，靠柔性的接触通过调整时间和空间的角度将刃口每一部分都加工到位。钝化后在钻头的切削刃口形成圆滑过渡。刃口经过钝化后刀刃强度显著提高，切削时能经受较大的压力，增强了刀具稳定性，有效地延长了钻头的寿命。vip汽车设计网
涂层处理也是提高钻头使用寿命的一个重要的方法。根据加工条件采用不同的涂层可提高钻头的表面硬度和氧化温度，降低摩擦系数，大幅提高钻头的使用寿命。其中TiN涂层（涂层颜色为黄色）对高速钢类钻头的使用性能有很大的提高，可有效地提高高速钢钻头硬度，提高钻头的表面粗糙度并降低摩擦，改善钻削条件。而TiCN （涂层颜色为灰黑色）和TiALN（涂层颜色紫褐色）这两种涂层广泛应用在硬质合金材料的钻头上。这几种涂层材料的性能对比见表3。vip汽车设计网
表3 几种典型涂层材料的性能对比
刃口的强化（钝化）和涂层的结合可大大提高钻头的使用效果。其中对钻头的刃口强化（钝化）也是为涂层做准备，钝化使涂层材料有足够的结合表面。实践表明，通过刃口强化的钻头比未经强化处理的钻头使用寿命提高40%～50%。vip汽车设计网
结语vip汽车设计网
钻头由于其尺寸必须限制在孔的尺寸以内，而且受到自身结构的限制所以技术改进难度较大。但随着科学技术的进步，数控刃磨设备不断发展，麻花钻的设计、制造水平较以往有了很大改进。钻头作为孔加工刀具中最基本、最广泛的工具之一，在机械加工领域中得到了长足的发展和进步。

第二篇：
钻削不同材料时高速钢钻头的刃磨
使用高速钢钻头时，如果对切削刃部(顶角，横刃，前角，后角等)不作任何刃磨就使用，或者无目的、无要求的妄磨，这是不合理的使用。要物尽其用，必须按被加工材料的不同性质，对钻头进行不同的刃磨，这样才能使钻头真正发挥应有的效能。

钻头刃磨前必须了解钻头的结构和被加工材料的特性以及两者之间的矛盾，了解在钻孔中所产生的问题，这样才能有针对性地进行刃磨，解决问题。

一、加工不同材料时所产生的问题和解决方法{仅供参考}

1．铸铁一硬度低(一般为175-250HB)，强度低，脆性大，塑性变形小，导热率较低，组织较松，切屑成粉碎状，钻头的磨损几乎全在后面上，外圆转角处磨损最大，阻碍了刀具寿命和生产效率的提高。

对于以上问题可采取下列办法：

a.钻头采用双重顶角外缘转角处易磨损，那么就干脆先磨去而形成双顶角(见图1)，这样可将钻头寿命提高1～2倍。

b．适当加大后角。外刃后角采用13°～16°以减少摩擦，提高钻头寿命。
c．钻削时要加大进给量，并适当降低切削速度，而不宜采用高转速小进给量。
d．如果采用冷却液，切不可断续使用，同时流量要适当，否则，量少和断续将造成孔的局部硬化，而且粉末状切屑研磨刃口也会加快钻头磨损。

2．高强度钢一如工具钢、渗碳钢、弹簧钢、轴承钢、耐热钢等。钻孔时，钻头切削刃磨损较快，寿命较短。

对于以上问题，可采用下列办法：

a．选用高性能高速钢或硬质合金制作的钻头。
b．对硬而脆的钢材，可减小钻头外刃部的前角，以提高刃口强度；对硬而塑性好的钢材，就不必减小。
c．顶角选用118°左右即可。
d．采用含磷的切削油作冷却液。

3．不锈钢—一般为马氏体、铁素体和奥氏体等三类不锈钢。马氏体不锈钢能抗大气腐蚀，机械性能好，经调质处理可改善切削性能，如果硬度高于30HRC，则钻头磨损较快。铁素体不锈钢的含铬量比马氏体不锈钢高，故热处理不能强化，其切削性能比马氏体不锈钢差。奥氏体不锈钢的机械强度与中碳钢相近，而其塑性、韧性较高，在切削时负荷很大，切削过程中加工硬化现象严重，导热差，切削热集中在钻头的刃口处，在切削过程中易产生积屑瘤，以及它组织中含有少量的碳化钛，致使钻头很快磨损。

对以上问题，可采用下列办法：

a．适当选用较大的进给量和较低的切削速度，这样有利于切屑折断，可有效地提高钻头寿命。
b．顶角加大(2φ=135°～140°)，可提高钻头寿命。
c．刃磨钻头顶角时，两个钻刃必须对称。
d．机床和装夹夹头的刚性要好。
e．冷却液要充分。

4．钛合金一具有高强度、比重小、耐腐蚀、耐低温和耐高温强度的特性。按其退火后的组织可分为α相钛合金，β相钛合金，α+β相钛合金。α相钛合金(TA类)不能热处理强化，故室温性能不高，具有中等塑性，可切削性尚可。β相钛合金通过淬火时效处理，可获得较高的室温性能。α+β相钛合金(TC类)加工时切屑与前面的接触长度较短，切削力作用在刃口附近，由于导热系数甚小，切削刃口温度较高，加速了钻头磨损，而且由于加工硬化现象较严重，弹性系数较小，因此钻孔的收缩量较大，也影响钻头的寿命。

对于以上问题，可采用下列解决办法：

a．由于钛合金弹性变形较大，孔易于收缩，故将钻尖稍磨偏，以适当加大孔的扩张量
b．加大主切削刃的后角和减小刃带宽度以减小钻头与孔壁的摩擦。
c．在外缘转角处磨出小顶角的过渡修光刃，以改善散热条件(图2)。
d．主切削刃处，适当减小前角。

5．黄铜一钻孔零件通常是铸造黄铜，其特点是耐磨，抗腐蚀，但硬度和强度较低，切削负荷较小，而且塑性较差，切屑成碎片(但压力加工黄铜的塑性较好，切屑不易断)。在钻削黄铜过程中经常会发生“扎刀”现象，也就是钻头自动切入现象，尤其在即将钻穿孔时更会自动窜下，很不安全，使孔出口处划坏和带毛刺或使钻头崩刃，重则钻头折断。

对于以上问题，可采取下列解决方法：

a．要减少“扎刀”问题应使切削刃不太锋利，故而减小切削刃外缘处的前角τ=6°～8°。如果钻削压力加工黄铜工件，那么τ=10°(见图3)。
b．修磨横刃使其变窄，但要对称，这样可钻出较理想的孔。

图3
6．铝合金主要是铸造铝合金，钻孔时易产生积屑瘤，钻孔粗糙度差，当钻深孔时排屑较难，轻则使孔壁碰伤，重则切屑堵在钻头槽内，造成钻头折断。铝合金的弹性系数小，而线膨胀系数较大，因此在钻孔中会发生孔收缩。铸造铝中含硅，硅的化合物很硬，会使钻头磨损加剧。但铝合金强度低、硬度低，切削负荷就小。除纯铝外，一般铝合金的塑性小，延伸率低，因此断屑较顺利。

对于以卜问题，可采取下列解决办法：

a．为防止钻孔中的孔径收缩，可加大后角，钻尖可磨略偏一点。
b．钻深孔时，顶角可选用2φ=1 35°～160°。

二、使用中几点提示《仅供参考》

1．必须制订合理的钻头磨钝标准，及时重磨，以恢复其切削能力。例如：钻削一般结构钢，以钻头外缘转角处的磨损极限来决定重磨，其磨损量△=(0．7～1．0)fo毫米(fo为刃带宽度)。

2．要合理选用切削液，有效地减小钻削中的摩擦和改善散热条件。钻孔一般作为粗加工，切削液的主要作用是提高钻头寿命，也就是冷却性能要好，通常采用乳化油水溶液，其热容量大，导热系数较高，具有良好的冷却性能。如果钻孔粗糙度和精度有所要求，那么应采用以润滑为主的切削油，如加工铝合金工件时则采用机油与煤油的混合油为宜。

三、要想取得理想的切削效果和较高的生产效率必须做到：

1．按不同的被加工材料选用合适的钻削刀具。
2．加工设备系统刚性较好，主轴有足够的功率，工件夹持牢固可靠。

3．刀具夹持后钻尖处径向圆跳动应在0.02mm以内，对于工件旋转的加工方式，工件旋转中心与刀具中心线的偏差应在0.02mm以内
4．刀具夹持悬伸部分应尽可能地短，以增强其安装刚性。
≤0.02

5．采用外冷却方式时，冷却液必须充分。

　　发布：2008-6-3 21:51:52　　来自：模具网　　浏览： 829 次
使用高速钢钻头时，如果对切削刃部(顶角，横刃，前角，后角等)不作任何刃磨就使用，或者无目的、无要求的妄磨，这是不合理的使用。要物尽其用，必须按被加工材料的不同性质，对钻头进行不同的刃磨，这样才能使钻头真正发挥应有的效能。

钻头刃磨前必须了解钻头的结构和被加工材料的特性以及两者之间的矛盾，了解在钻孔中所产生的问题，这样才能有针对性地进行刃磨，解决问题。
第三篇：
斜孔钻削工艺及麻花钻结构的改进
1 问题的提出
我们在加工某军工产品的主要零件——定板(材料45钢，外形尺寸l005mm×7000mm×20mm)时，共需钻削1071个Ø24mm的30°斜孔，且要求孔壁表面粗糙度达到Ra6.3µm。钻孔加工时工件厚度大于名义尺寸3mm(留作精刨余量)。当在Z3550万向摇臂钻床上用标准麻花钻对定板进行常规钻削加工时，产生了以下工艺问题：
用标准麻花钻头钻削30°斜孔时，由于钻头与工件之间的夹角较小，为保证加工长度，需要加长钻杆和钻头，从而使钻头刚性降低。此外，钻削斜孔时钻头在相当长一段时间处于断续切削状态且径向抗力很大，为避免崩刃，保证加工正常进行，就必须减小切削用量，这就直接影响了加工效率和生产进度。
钻削直孔时，采用钻→扩工艺即可稳定达到Ra6.3µm的表面粗糙度要求。但钻削30°斜孔时，由于受断续切削和径向抗力的影响，钻头在钻削过程中始终存在振动，虽然采用钻套导向可部分减小径向抗力，但振动仍会加速钻头磨损，导致钻头外刃崩刃，严重影响钻削加工的正常进行和钻孔质量。
为解决上述问题，我们对斜孔钻削工艺和用于加工的标准麻花钻结构进行了改进。
2 钻削工艺的改进
将斜孔钻削工艺由直接钻孔改为钻后扩孔，即在Ø24mm钻套内再增加一个Ø21mm钻套，先采用Ø21mm钻头钻孔，然后再用Ø24mm钻头扩孔。
为保证定板孔距的尺寸精度和提高钻头钻削开始阶段的稳定性，设计了专用斜孔钻模。
为消除钻头侧尖在刚钻透工件的瞬间所产生的径向抗力，钻削时在工件下面设置一层A3材料的工艺板。
3 钻头结构的改进
钻型的选择：为提高钻头的刚性和钻孔精度，选用钻芯加厚、抛物线型切削刃槽的长刃麻花钻头，并对钻头钻尖进行机磨，以保证两锋刃角度对称，切削刃受力均匀。
钻头角度的刃磨：钻孔用Ø21mm钻头的钻尖形式如图1a所示。在钻削斜孔的开始阶段钻头处于断续切削状态，切削面积由小到大直至进入连续切削状态，该阶段加工长度为48mm。在断续切削阶段，钻头在径向抗力作用下，其棱边与钻套内壁的摩擦力较大，为减小摩擦力，将Ø21mm钻头钻尖的几何角度刃磨为群钻型。由于钻头锋角(主偏角)的改变将使径向切削力Py与轴向切削力(走刀力)Px的大小比例发生变化，即径向切削力Py将随锋角的增大而减小，因此刃磨钻头时需增大两锋角。同时，将钻尖横刃磨窄以减小轴向切削力；将圆弧刃磨低，弧底靠近钻头侧刃，使外直刃宽度变窄，降低A、B间的轴向高度(见图1b)，从而加高环形筋，增强钻头侧尖的定心作用，以达到提高切削稳定性的目的。这样，当钻削长度超过A、B后，钻尖附近的径向切削力与外直刃的径向分力方向相反且小于外直刃径向分力(见图1c)。

a

b

c

图1 钻尖几何角度的刃磨

1.平台 2.压板 3.百分表 4.找正芯轴 5.钻模板 6.挡板
图2 工件找正示意图
4 改进后的加工效果
在钻头几何角度确定后，通过切削试验选取合理的切削用量(转速n=160r/min，进给量f=0.08～0.10mm/r)。定板上的斜孔钻削完毕后，需用砂轮进行手工修磨(修磨后的孔径为Ø24～24.5mm)，然后用砂布打光，使各孔的表面粗糙度基本达到Ra6.3µm。加工后，发现有个别孔的钻口处孔壁母线不直，经分析，这是因为机床导轨、机床主轴角度与钻模板相互之间找正不准引起钻头进给方向与钻模板上的钻套内孔轴线不一致所致。为解决这一问题，在每台加工机床上配备了一个找正芯轴(见图2)，每钻完一个孔后，移动床头位置，将安装在机床主轴孔内的找正芯轴插入钻模板的钻套内，通过调整机床主轴位置，使芯轴可在钻套内自由转动，然后取出芯轴、装上钻头即可进行钻削加工。
经生产验证，用改进后的钻削工艺及麻花钻加工定板零件的30°斜孔时，加工效果良好，钻孔质量和加工效率显著提高，每班可钻孔30～35个。
本文作者:甘肃工业大学 胡世军 兰州石油化工机器总厂 柳世铭
原载:《工具技术》2002年第12期

第四篇：
钻头制造一般分两道工序，一是加工钻沟，二是磨尖。钻尖上除主切削刃与沟部工艺相关外，其它的刃口后角、横刃角和后刀面的降量均由磨尖工艺决定。由于横刃角为后刀面的交线，因而磨尖参数的理想值主要依赖于后刀面的造型。

1 斜等距曲面的概念及相关公式

定义 已知直纹面Σ，在到直纹面Σ上与所有直母线均相交的定曲线距离为定值h的曲线上每一点p，取直纹面的水平线pp，使之等于定长r，r随h满足线性关系变化，则称p形成的曲面S为直纹面S的斜等距曲面。如图1。

图1
相关公式的推导：
设直纹面Σ上定曲线的方程为

则直纹面Σ可表示为

据定义，法向距离r满足

上式中τ(u)为直母线方向单位向量，tgα为线性关系的对应值。而曲面(1)上任一点法线方向单位向量为

于是斜等距曲面Σ的方程为

显然，当直纹面(1)为可展曲面时，即为锥面、柱面、切线面时，斜等距曲面(4)为直纹面。

2 几何模型的建立

为获得较为理想的后刀面，以钻头对称轴为z轴，以钻头横刃中点为原点，以中剖面为yoz平面建立右手直角坐标系，如图2，并假定钻头直径为2R0，钻头中心厚为2k,刃倾角为 2φ0 ，横刃倾角为γ0

图2
设钻头后刀面基线l0的方程为

则显然有

即τ0为平面曲线。

考虑到磨尖时的实际加工情况，我们在主刀刃，长线上取一点O′,使OO′=e，如图3。则O′的坐标为

其中

则由O′与基线l0所构成的锥面，为所要求的钻尖后刀面。

令

于是得到后刀面的向量方程为

则其斜等距曲面的向量方程为

其中

如果我们用锥面砂轮来磨制后刀面，砂轮轴线绕O′点回转，则砂轮轴线形成的直纹面应力后刀面τ1(t,h)的斜等距曲面τ2(t,h)，由斜等距曲面的性质可知，τ2(t,h)恰好为直纹面，因此当砂轮轴线在直纹面τ2(t,h)上运动时，就可以得到理想的后刀面τ1(t,h) 。

3 模型中基线l0的确定

我们用三次多项式曲线来描述钻尖后刀面基线l0，在向量方程τ0(t)中令

设钻头后刀面某一点处的后角为α，即l0上某一点的切线与经过该点圆的切线的夹角为α，如图3。

图3
由于OC⊥A0C ，所以有

即
(6)
而
(7)
令
t=0 时，对应曲线l0 上A0 点α=α0, θ=θ0
t=½时，对应曲线l0上的点α=α1，θ=θ0+(180°-θ0)/2
t=1时，对应曲线 l0上B点α=α2, θ=θ2=180°

若令后刀面的降量｜DB｜=R-R2 ，则R2为｜OB｜的长，将上述各值代入方程(6)、(7)式可求解方程中的未知系数。

4 计算实例

我们用半顶角为15°，小端直径为20mm的锥面砂轮来磨制直径为20mm、钻头中心厚3mm、刃倾角2φ=118°、横刃倾角为 45°的钻尖，要求后刀面初始角为8°，逐渐增大到30°时，算得砂轮轴运动曲面和实得后刀面见下表1。
表 1 钻尖后刀面 Dh=0.4砂轮轴运动曲面

t
X
y
z
X
y
z
0.100000
0.534756
9.809271
3.924000
0.763944
14.837284
-4.716981
0.603335
9.457872
3.727166
0.942209
14.603413
-4.806366
0.671914
9.126473
3.530332
0.120622
14.369562
-4.895735
0.200000
-1.580552
9.754528
3.924000
-2.108333
14.610213
-4.802040
-10457113
9.425280
3.733321
-1.875337
14.388882
-4.885273
-10333674
9.096032
3.52642
-1.642207
14.167592
-4.968489
0.300000
-3.338388
9.394637
3.924000
-4.779435
13.885962
-4.893674
-3.171519
9.083460
3.73720
-4.503827
13.680721
-4.972644
-3.004649
8.770284
3.551440
-4.228131
13.477522
-5.051607
0.400000
-4.731216
8.749464
3.924000
-7.235865
23.621814
-4.949085
-4.529724
8.457240
3.739593
-6.926962
12.436927
-5.026309
-4.32832
8.165016
3.55186
-6.926962
12.436927
-5.026309
0.500000
-5.751500
7.838875
3.924000
-9.421327
10.782169
-4.900363
-5.522062
7.568788
3.738497
-9.086045
10.618028
-4.978542
-5.292624
7.298700
30552995
-8.750838
-10.453816
-5.056713
5 结论

本文详细地介绍了钻头磨尖的几何模型的建立过程，和以往的磨制方法不同的是，我们先建立理想的后刀面，然后再寻求砂轮的运动。计算结果表明，本模型实用、可靠，此项研究曾结合工厂(因大批退货)实践而进行，取得了很好的效益。

巧用麻花钻加工精孔
在加工机械零件上的一些较高精度的孔时，可以用麻花钻钻扩孔来替代扩铰孔，尤其在加工非标准精孔时，就显得操作更方便，能适应各种不同的金属材料的加工。

麻花钻钻扩孔是经改磨过的钻头在已有孔的基础上，再经扩钻加工的一种精加工孔的操作，简称钻精孔。其精度达H7，表面粗糙度达Ra0.8。一般由于操作者在操作时不得法，钻出的孔精度偏低。笔者经过多年的实践操作，认为从以下几方面加以控制。钻精孔的精度会得以保证。

1 正确刃磨切削角度及提高表面粗糙度

(如图1所示)钻头与铰刀比较，有相似的地方。如有两条主切削刃和副切削刃，副切削刃呈螺旋形，并有刃带和倒棱，可以增加切削的平稳性。只要将钻头的切削角度及表面粗糙度，参照铰刃的要求加以改进和提高。基本上就具备了类似铰刃的条件，所以能扩钻精度较高的孔。

图1 钻头尺寸图
1) 磨出第二顶角(2Ø2)。

根据加工材料的不同一般Ø2≤75°。例:加工铸铁类时，2Ø2=75°，加工钢类时2Ø2=50°。新切削刃长度约为3～4mm，并将它和副切削刃的连接处，用油石研去0.2～0.5mm的小圆角，也可将外缘尖角全部磨成圆弧刃。

特别注意：两条新切削刃要对称，这样就可以形成粗、精加工的联合切削刃，减少切削厚度和切削变形，提高修光能力，改善散热条件，有利于提高孔的表面粗糙度。

2) 磨出副后角。

在靠近主切削刃的一段棱边上，磨出副后角a01=6°～8°，并保留棱边宽度为0.1～0.2mm，修磨长度为4～5mm，以减少对孔壁的摩擦，提高钻头寿命。

3) 磨出负刃倾角。

一般刃倾角l=-10°～-15°，使切屑流向待加下表面以避免擦伤孔壁，有利于提高孔的表面粗糙度。

4) 后角不宜过大，一般为a=6°～-10°，以免产生振动，增加稳定性，提高孔的精度。

5) 切削刃的前、后刀面用油石研磨，使其粗糙度达Ra0.4。

2 确定合理的切削用量

在切削用量中，对孔精度影响较大的分别是切削深度和进给量，对钻头的使用寿命影响较大的是切削深度和切削速度。为此，应分别控制切削深度、切削速度和进给量。

1) 切削深度：不受加工孔直径大小的影响，一律在钻精孔前保留0.5～1mm的切削深度，粗糙度不大于Ra 6.3，以避免大切削量，减少热量，避免产生冲击和振动，消除冷作硬化，提高加工质量和延长钻头使用寿命。

2) 切削速度：钻削铸铁类时，切削速度v=20m/min左右。钻削钢材类时，切削速度v=10m/min左右。换算成机床转速，可根据钻精孔直径和相应材料的切削速度确定。N=1000V/(pD)。

3) 进给量：尽量采用机动走刀f = 0 .1 mm/r左右。但直径小于5mm的小钻头，因强度弱，只能用手动进给。

3 冷却润滑液

因钻精孔系精加工，其精度和表面粗糙度都较高，并且切削负荷小，故应选择以润滑为主的冷却润滑液，见表1。
表1 冷却润滑液的选择

加工材料 [td]精度要求 [td]冷却润滑液
钢 [td]通常 [td]采用10%～20%的乳化油水溶液
较高 [td]采用30%菜油加70%肥皂水
更高 [td]采用菜油、柴油、猪油等
铸铁 [td]通常 [td]干切
较高 [td]煤油(会引起孔径收缩，
最大收缩量为0.02-0.04mm)
更高 [td]低浓度的乳化油水济液
铝 [td]- [td]煤油
铜 [td]- [td]乳化油水溶液
4 其它要求

1) 选用精度比较高的钻床，若钻床主轴径向圆跳动误差较大时，可采用浮动夹头来装夹钻头加工。

2) 使用较新或各部分尺寸精度接近公差要求的钻头。因钻头多次使用后会磨损，而影响孔径精度。

3) 钻头的两个切削刃需尽量修磨对称，两刃的轴向摆差应控制在0.05mm范围内，使两刃负荷均匀，以提高切削稳定性，钻头的径向摆差应小于0.03mm。

4) 预钻孔应防止产生较多的冷硬层，否则会增加钻削负荷和磨损精孔钻头。

5) 钻削中要有充足的冷却润滑液。

俗话说:“一口吃不成胖子。”这“钻精孔操作”不能操之过急，需在操作中，正确领会上述4大要点，循序渐进，通过一段时间的练习，定能钻出高精度的孔。

[ 本帖最后由 cpkf 于 2009-7-22 10:28 编辑]