钻削加工

晴天柠檬

1 钻小孔的精孔钻
钻削直径在(2～16)mm的内孔时,可将钻头修磨成图7-1所示的几何形状,使其具有较长的修光刃和较大的后角,刃口十分锋利,类似铰刀的刃口和较大的容屑槽,可进行钻孔和扩孔,使孔获得较高的加工精度和表面质量。

$ S+ W8 i) L* l/ C4 I4 @钻孔或扩孔时,进给要均匀。对钻削碳钢时加工精度可达IT(6～8),表面粗糙度可达Ra(3.2～1.6)μm。采用的切削用量：Vc =(2～10)m/min,f=(0.08～0.2)mm/r。冷却润滑液为乳化液或植物油。
9 o8 R- m) ?4 M% X2 半孔钻
+ k, R- k) I7 z/ [0 P工件上原来就有圆孔,要扩成腰形孔,这就需要钻半孔了。若采用一般的钻头进行钻削，会产生严重的偏斜现象，甚至无法钻削加工。这时可将钻头的钻心修整成凹形，如图7-2所示，突出两个外刃尖，以低速手动进给，即可钻削。

实际钻削时，还会遇到超过半孔和不超过半孔的情况，由于两者的切削分力情况不同，必须对半孔钻的几何参数作必要的修正，若条件可能的话，使用相应的钻套，就更好了。
& x  t3 j# u" }2 ^3 平底孔钻
$ W2 h1 w) Z3 R& a0 Q平底又分平底解体4通孔和平底盲孔，如图7-5（b）、（c）所示。这时，可把麻花钻磨成两刃平直且十分对称的切削刃，并把前角修磨成3°～8°，后角为2°～3°特别是后角不能大，大了以后不仅引起“扎刀”，而且孔底面呈波浪形，重则会造成钻头折断事故。若钻削盲孔时，应把钻心磨成如图7-5(c)所示的凸形钻心，以便钻头定心，使钻削平稳。
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4 薄板钻
9 b/ l" p5 J% U( E  g在(0.1～1.5)mm厚的薄钢板、马口铁皮、薄铝板、黄铜皮和紫铜皮上钻孔，不能用普通钻头，否则钻出的孔就会出现不圆、成多角形、孔口飞边、毛刺很大，甚至薄板扭曲变形，孔被撕破。大的薄板很难固定在机床上，若用手握住薄板钻孔，当用普通麻花钻的钻尖刚钻透时，钻头失去定心的能力，工件发生抖动，刀刃突然多切，扎入薄板，切削力急增，易使钻头折断或手扶不住，造成事故。
图7-6所示的薄板钻，钻时钻尖先切人工件，起定心作用，两个风力的外尖迅速把中间切离，得到所要求的孔用它钻薄板的干净利落，安全可靠。
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当钻削较厚的板料时，应将外缘刃尖磨成短平刃，以增强外缘刃尖的强度和改善散热条件。钻黄铜皮时，外缘刃刀尖处的前角为0°。
% T) z8 l& j0 e$ w" S4 a5 在平板玻璃上钻孔
利用研磨的原理，在平板玻璃上钻孔。将研磨剂涂敷在研磨头和玻璃表面，研磨头安装在钻床或电钻上，使研磨头旋转，在适当的压力下，研磨剂中的磨粒对玻璃起切削作用，从而在玻璃上研磨出一个和研磨头外圆一样大的圆孔。
研磨头如图7－10所示，材质为45钢，L大于玻璃2倍厚度，d0为玻璃孔径，并在端面开槽，以便使磨料进入磨削区。磨料为碳化硅，粒度为150#～180#，用煤油调成糊状，研磨时涂抹在研磨头和玻璃之间。

研磨时，玻璃必须安放平，并在它的底下垫上较软的东西。被加工的孔快要通时，进给压力要减小，也可翻转180°再研。厚度为3mm的玻璃加工一个孔，只需要2min，而且加工出来的孔，轮廓整齐无细微脆裂，粗糙度也好。
6 前排屑扩孔钻头
在普通钻床或车床上由普通麻花钻孔时，切屑总是沿着钻头的螺旋形容屑槽向后排出。这样，它对钻削过程产生以下不利影响：切屑向后排出，随着扩孔深度的增加，切屑不断增长，随钻头一起旋转甩出，危及操作者的安全；切屑向后排，影响冷却液的进入，使切削温度增高，钻头的耐用度下降，同时切屑划伤已加工表面，使表面粗糙度增大。
' p2 }% `* h' Q/ G- p( ~3 L5 N为了解决扩孔中的排屑问题，刃磨了如图7－12所示的前排屑钻头，克服了上述的问题，获得了良好的效果。

前排屑钻头采用锋角2Φ为100°～120°，去掉横刃，外刃磨出15°～30°的刃倾角，控制切屑流向。外刃长度为(1～1.5)倍切削深度。切削时，切削速度选择为(2～8)m/min，进给量为0.2mm/r左右。在正的刃倾角的作用下，切屑排向待加工表面。冷却液从钻头的螺旋槽流入，没有切屑的干扰，很容易流入切削区，冷却效果好。这种前排屑扩孔钻，不仅用于精扩，而且可用于毛坯孔的扩孔，纠正毛坯孔的歪斜。
采用前排屑扩孔钻，可以提高产品质量，提高钻头的使用寿命30%，降低表面粗糙度。刃磨时，要求外刃刃磨对称，否则形成单刃切削，引起孔径扩大。还要根据工件材料的不同，硬度高低选择不同的刃倾角。
% U, N7 K" w7 z$ g  d  d( z( B7 精孔扩孔钻头
钻孔一般只作为粗加工工序，对孔的精度和孔的表面粗糙度要求不高。但在特殊的情况下，也可用钻头来加工精度较高、粗糙度较低的孔。为了钻出精度较高的孔，就必须采取措施，减少棱边与孔壁的摩擦、刮伤和避免切屑对孔壁的擦伤，避免切削过程中定心不稳和振动和切屑瘤的产生，改善切削层的变形，减小残留面积高度，注意钻头本身的精度和切削运动中的位置精度。
图7-14 所示的是钢料精孔钻的几何参数。一般在钢料上要钻出精孔，应采用扩孔的方法。在外刃上磨出大于15°的正刃倾角，以控制切屑向待加工表面排出，并将外刃与棱边处修圆。在扩钢料孔时，切削速度为(2～8)m/min，进给量为(0.14～0.2)mm/r，单边加工余量为(0.5～0.8)mm，孔的表面粗糙度可达到Rα(3.2～1.6)μm，如果进一步避免刀瘤，提高钻头与工件的相对运动精度，仔细修磨棱边，孔壁表面粗糙度可达Ra(1.6～0.8)。
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8 W2 U! w) R# X8 钻削难切材料时应注意的问题
难切削材料的切削的加工特点主要是切削力和切削热大，切削表面硬化现象严重，切屑难于控制和刀具磨损严重。要在难切削材料上钻孔，比其它切削加工更为困难。
(1)钻削硬度高、强度高的材料时，产生的切削力大和切削热也多，为了提高刀具耐用度，首先应选用硬质合金钻头，如整体和镶片的硬质合金钻头，如选高速钢麻花钻，应使外刃前角减小，以增加刃口强度和改善散热条件。钻削时应选用合理的切削速度，保证钻头有一定的耐用度。
(2)钻削硬化严重的不锈钢、高温合金、高锰钢等材料时，这些材料切削加工硬化程度可达100%～200%，深度可达0.1mm以上。钻削时要求钻头刃口锋利，以减小挤压和使硬化加剧。钻头用钝后要及时刃磨，特别是在进给的过程中，不要随意停止进给，使钻头在切削表面摩擦，造成切削表面严重硬化，给下一步切削造成困难，所以进刀和退刀要果断。选择切削用量时，切削深度和进给量不宜太小，应避免在硬化层上切削，加速刀具磨损。
  r5 t. \( v* F7 ?' _0 q! c2 |(3)要选择合理的钻头几何参数和切削用量。群钻的出现，为改变钻头几何参数和适应不同材料的钻孔，提供了宝贵经验，特别是对难切削材料更为重要。通过长期实践证明，改变钻头的几何参数与形状，是提高钻削效率、保证钻孔质量、提高钻头耐用度的有效途径。钻削难切削材料时，要选择较低的切削速度，较大的进给量为好，有利于提高钻头耐用度。
(4)选用以冷却性能好的切削液。切削难切削材料的切削温度比切削45钢在相同条件下高100℃～300℃。为了降低钻削温度，钻孔时必需使用切削液。
9 在台钻上钻小孔时用肥皂润滑
0 g+ Y% d8 H2 `4 a+ F在台钻上钻孔时，若采用液体润滑液，液体润滑液在钻头旋转离心力的作用下，不仅污染环境，而且还会弄脏操作者的衣服。为此，工人采用肥皂做固体润滑，效果十分好。方法是在钻孔时，将肥皂涂在旋转的钻头上。进几次刀，再涂抹一次。
【MechNet】
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