第七章钻削与钻头

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1、第一节第一节 麻花钻麻花钻一、麻花钻的结构一、麻花钻的结构 1麻花钻的组成麻花钻的组成 (1)装夹部分装夹部分 装夹部分用于与机床的联装夹部分用于与机床的联接并传递动力，包括钻柄与颈部。接并传递动力，包括钻柄与颈部。 (2)工作部分工作部分 工作部分用于导向、排屑工作部分用于导向、排屑，也是切削部分的后备。，也是切削部分的后备。 刃带刃带 螺旋刃沟螺旋刃沟 钻芯钻芯 (3)切削部分切削部分 钻头前端有切削刃的区域钻头前端有切削刃的区域 两个前面两个前面 两个后面两个后面 两个副后面两个副后面 麻花钻切削部分的组成麻花钻切削部分的组成1-前面 2、8-副切削刃(棱边) 3、7一主切削刃4、6-后

2、面 5一横刃 9一副后面 前面前面 两条螺旋沟槽中以切削刃为母线形两条螺旋沟槽中以切削刃为母线形成的螺旋面成的螺旋面后面后面 与工件加工表面相对的表面与工件加工表面相对的表面圆锥圆锥 面螺旋面螺旋 面平面面平面 特殊曲面特殊曲面副后面副后面 刃带棱面刃带棱面主切削刃主切削刃 前、后面汇交的区域前、后面汇交的区域横刃横刃 两主后面汇交的区域两主后面汇交的区域副切削刃副切削刃 两条刃沟与刃带棱面汇交的两两条刃沟与刃带棱面汇交的两条螺旋线。条螺旋线。2麻花钻的结构参数麻花钻的结构参数 (1)直径直径d 直径直径d指切削部分测量的两刃带指切削部分测量的两刃带间距离间距离(2)直径倒锥直径倒锥 倒锥指远

3、离切削部分的直径倒锥指远离切削部分的直径逐渐做小，以减少刃带与孔壁的摩擦，相逐渐做小，以减少刃带与孔壁的摩擦，相当于副偏角。当于副偏角。(3)钻芯直径钻芯直径d0 是两刃沟底相切圆的直径。是两刃沟底相切圆的直径。(4)螺旋角螺旋角 是钻头刃带是钻头刃带棱边螺旋线展开成直线与棱边螺旋线展开成直线与钻头轴线的夹角。钻头轴线的夹角。)(tan2tanrrLrxxx(7-1)二、麻花钻的几何角度二、麻花钻的几何角度 1钻头角度的参考系钻头角度的参考系基面基面pr :主切削刃上任主切削刃上任意点的基面，即通过该意点的基面，即通过该点，垂直于该点的切削点，垂直于该点的切削速度方向的平面。速度方向的平面。

4、切削平面切削平面ps : 主切削刃上主切削刃上任意点的切削平面，是任意点的切削平面，是包含该点的切削速度方包含该点的切削速度方向，而又切于该点加工向，而又切于该点加工表面的平面。表面的平面。 正交平面正交平面po、假定工作、假定工作平面平面pf和背平面和背平面pp 端平面端平面pt：与钻头轴：与钻头轴线垂直的投影面。线垂直的投影面。中剖面中剖面pc：过钻头轴：过钻头轴线与两主切削刃平行线与两主切削刃平行的平面。的平面。 柱剖面柱剖面pz：过切削刃选定点作与钻头轴线平行：过切削刃选定点作与钻头轴线平行的的直线，该直线绕钻头轴线旋转形成的圆直线，该直线绕钻头轴线旋转形成的圆柱面。柱面。 2钻头的刃

5、磨角度钻头的刃磨角度 普通麻花钻只需刃磨两个后普通麻花钻只需刃磨两个后面，控制三个角度。面，控制三个角度。(1)顶角顶角2 顶角是两主切削顶角是两主切削刃在中剖面投影中的夹角。刃在中剖面投影中的夹角。(2)外缘后角外缘后角(f) 主切削刃靠主切削刃靠刃带转角处在柱剖面中表示刃带转角处在柱剖面中表示的后角，可用工具显微的后角，可用工具显微镜投镜投影的方法测量。影的方法测量。(3)横刃斜角横刃斜角() 端平面测量端平面测量的中剖面与横刃的钝夹角。的中剖面与横刃的钝夹角。 刃磨钻头后面时，需控制钻头中心部位后角：刃磨钻头后面时，需控制钻头中心部位后角：愈近钻头中心，后角磨得愈大。愈近钻头中心，后角磨

6、得愈大。目的：目的：一、是使横刃能获得较大的前角，增加横刃的锋一、是使横刃能获得较大的前角，增加横刃的锋利程度。利程度。二、是使切削刃各点工作后角相差较少二、是使切削刃各点工作后角相差较少90oo3横刃角度分析横刃角度分析横刃由两个主后刀面相交形横刃由两个主后刀面相交形成，普通麻花钻横刃近似直线。成，普通麻花钻横刃近似直线。从图中几何关系知：从图中几何关系知： )180sin(cottanOBOBBMBCo由上式化简得由上式化简得 otantan1)180sin(7-2) 横刃长度横刃长度)180sin(0dMNb(7-3) 4主切削刃角度分析主切削刃角度分析 麻花钻录像麻花钻录像第二节第二节

7、 钻削原理钻削原理 一、钻削用量与切削层参数一、钻削用量与切削层参数 钻削深度钻削深度ap=d/2 每刃进刀量每刃进刀量fz=f/2 钻削速度钻削速度vc=dn1000 钻削厚度钻削厚度hDfsin/2 钻削宽度钻削宽度bDd2sin 每刃切削层公称横截面积每刃切削层公称横截面积AD=df/4 材料切除率材料切除率Q=fd2n/4 250vcdf 二、钻削过程特点二、钻削过程特点 1钻削变形特点与切屑形状钻削变形特点与切屑形状1)钻心处切削刃前角为负，特别是横刃区钻心处切削刃前角为负，特别是横刃区,切削时产生切削时产生刮削挤压，切屑呈粒状并被压碎。钻心区域直径几乎刮削挤压，切屑呈粒状并被压碎。

8、钻心区域直径几乎为零，切削速度也接近为零，但仍有进给运动，使得为零，切削速度也接近为零，但仍有进给运动，使得钻心横刃区域工作后角为负，相当于用楔角为钻心横刃区域工作后角为负，相当于用楔角为o的凿的凿子劈入工件，称作楔劈挤压。子劈入工件，称作楔劈挤压。 2)主切削刃各点前角、刃倾角不同，使切屑变形、卷主切削刃各点前角、刃倾角不同，使切屑变形、卷曲、流向也不同。断屑比较困难。曲、流向也不同。断屑比较困难。 3)钻头刃带无后角，与孔壁摩擦。钻头刃带无后角，与孔壁摩擦。2钻削力钻削力 钻削力是由于工件材料的变形，钻削力是由于工件材料的变形，钻头与切屑、工件孔间的摩擦而钻头与切屑、工件孔间的摩擦而产生的

9、。产生的。包括切向力包括切向力(主切削力主切削力)、背向力、背向力(径向力径向力)和进给力和进给力(轴向力轴向力)。进给力进给力 (7-8)扭矩扭矩 (7-9)ffFfFfFyZFfKfdCF ccMcMcMyzMcKfdCM 切削消耗功率切削消耗功率 式中式中Mc切削扭矩；切削扭矩； vc切削速度；切削速度； d 钻头直径。钻头直径。 dvMpccc30(7-10) 影响钻削力的主要因素有：影响钻削力的主要因素有： 螺旋角螺旋角：螺旋角螺旋角，则前角，则前角o，并改善了排屑情况，并改善了排屑情况，轴向力轴向力F与扭矩与扭矩M都显著都显著。但当螺旋角。但当螺旋角30。时，其影响减小。时，其影响

10、减小。顶角顶角2： 顶角顶角2，会，会使 切 削 厚 度使 切 削 厚 度hD，切削宽，切削宽度度 ， 从 而 切， 从 而 切向力向力Fz及切及切削扭矩削扭矩M，轴向，轴向力力F横刃斜角横刃斜角：横刃斜角横刃斜角愈小，则横刃愈长，横刃处前角负愈小，则横刃愈长，横刃处前角负值愈大，将使轴向力值愈大，将使轴向力F。横刃长度对扭矩。横刃长度对扭矩M影响很小，这是因为横刃所造成的扭矩影响很小，这是因为横刃所造成的扭矩M所所占的比重很小的关系。占的比重很小的关系。 此外，合理选择切削液也能显著降低钻削力。此外，合理选择切削液也能显著降低钻削力。3钻削热与钻头磨损特点钻削热与钻头磨损特点 1) 钻削热钻

11、削热不加切削液加工钢料时，传入工件的热量约占不加切削液加工钢料时，传入工件的热量约占14.5，传入钻头的约占，传入钻头的约占52.5，传入切屑的，传入切屑的约占约占28，传入空气的仅占，传入空气的仅占5左右左右采用切削液，则切削热传出的百分比将有很大采用切削液，则切削热传出的百分比将有很大的变化的变化2) 钻头磨损钻头磨损高速钢钻头磨损的主要原因是相变磨损高速钢钻头磨损的主要原因是相变磨损钻头磨损的形式主要是后面磨损钻头磨损的形式主要是后面磨损钻头磨损限度常钻头磨损限度常取外缘转角处取外缘转角处VB值为值为(0.81)倍倍刃带宽刃带宽 钻小孔或深孔时，钻头的磨损常以钻削力不超钻小孔或深孔时，钻