钻孔（扩孔与铰孔

张国耀

各种零件的孔加工，除去一部分由车、镗、铣等机床完成外，很大一部分是由钳工利用钻床和钻孔工具（钻头、扩孔钻、铰刀等）完成的。钳工加工孔的方法一般指钻孔、扩孔和铰孔。
7 {2 v+ Z9 z; h& r% E1 W  G用钻头在实体材料上加工孔叫钻孔。在钻床上钻孔时，一般情况下，钻头应同时完成两个运动；主运动，即钻头绕轴线的旋转运动（切削运动）；辅助运动，即钻头沿着轴线方向对着工件的直线运动（进给运动），钻孔时，主要由于钻头结构上存在的缺点，影响加工质量，加工精度一般在IT10级以下，表面粗糙度为Ra12.5μm左右、属粗加工。
" F; J, ~+ X" x0 e6 b一、钻床
* u0 E3 T0 d4 m, G# k- x1 \' K( u5 o常用的钻床有台式钻床、立式钻床和摇臂钻床三种，手电钻也是常用的钻孔工具。
1.台式钻床
% Z3 R- t1 O. k% j简称台钻，是一种在工作台上作用的小型钻床，其钻孔直径一般在13mm以下。
+ O! a: z) F& r3 o" ^$ c台钻型号示例：Z  4  0  1  2
# a1 Y( O9 s$ H/ d' f& O0 ~7 G                        
                                主 参 数：最大钻孔直径
, l& h  i6 Q* @: R: T                                型号代号：台式钻床
" n' y! F  k& H: t* ^                                类别代号：钻床

: n, y3 r. i! L! I4 Z5 v0 f. n由于加工的孔径较小，故台钻的主轴转速一般较高，最高转速可高达近万转/分，最低亦在400转/分左右。主轴的转速可用改变三角胶带在带轮上的位置来调节。台钻的主轴进给由转动进给手柄实现。在进行钻孔前，需根据工件高低调整好工作台与主轴架间的距离，并锁紧固定（结合挂图与实物讲解示范）。台钻小巧灵活，使用方便，结构简单，主要用于加工小型工件上的各种小孔。它在仪表制造、钳工和装配中用得较多。
2.立式台钻
, p8 M. e" _9 p6 v4 B, \! w简称立钻。这类钻床的规格用最大钻孔直径表示。与台钻相比，立钻刚性好、功率大，因而允许钻削较大的孔，生产率较高，加工精度也较高。立钻适用于单件、小批量生产中加工中、小型零件。
3.摇臂钻床
它有一个能绕立柱旋转的摇臂、摇臂带着主轴箱可沿立柱垂直移动，同时主轴箱还能摇臂上作横向移动。因此操作时能很方便地调整刀具的位置，以对准被加工孔的中心，而不需移动工件来进行加工。摇臂钻床适用于一些笨重的大工件以及多孔工件的加工。
/ N7 c& i0 R3 q0 m' g) V二、钻头
1 ?% t; }3 e" \# L/ s; F钻头是钻孔用的刀削工具，常用高速钢制造，工作部分经热处理淬硬至62～65HRC。一般钻头由柄部、颈部及工作部分组成（实物与挂图）。
- k! s4 Q7 b: |; Y, |1.柄部：是钻头的夹持部分，起传递动力的作用，柄部有直柄和锥柄两种，直柄传递扭矩较小，一般用在直径小于12mm的钻头；锥柄可传递较大扭矩（主要是靠柄的扁尾部分），用在直径大于12mm的钻头。
2.颈部：是砂轮磨削钻头时退刀用的，钻头的直径大小等一般也刻在颈部。
3.工作部分：它包括导向部分和切削部分。导向部分有两条狭长、螺纹形状的刃带（棱边亦即副切削刃）和螺旋槽。棱边的作用是引导钻头和修光孔壁；两条对称螺旋槽的作用是排除切屑和输送切削液（冷却液）。切削部分结构见挂图与实物，它有两条主切屑刃和一条柄刃。两条主切屑刃之间通常为118°±2°，称为顶角。横刃的存在使锉削是轴向力增加。
三、钻孔用的夹具
钻孔用的夹具主要包括钻头夹具和工件夹具两种。
1.钻头夹具：常用的是钻夹头和钻套。
' S# B: Z4 M+ Z+ k% `1 R: H4 a（1）钻夹头：适用于装夹直柄钻头。钻夹头柄部是圆锥面，可与钻床主轴内孔配合安装；头部三个爪可通过紧固扳手转动使其同时张开或合拢。
（2）钻套：又称过渡套筒，用于装夹锥柄钻头。钻套一端孔安装钻头，另一端外锥面接钻床主轴内锥孔。
- E" c- H3 Q1 q. {2.工件夹具：常用的夹具有手虎钳、平口钳、V形铁和压板等（挂图）。装夹工件要牢固可靠，但又不准将工件夹得过紧而损伤过紧，或使工件变形影响钻孔质量（特别是薄壁工件和小工件）。
* O' S7 H+ t! }. P' w* x- \) s* M+ V四、钻孔操作
1.钻孔前一般先划线，确定孔的中心，在孔中心先用冲头打出较大中心眼。
2.钻孔时应先钻一个浅坑，以判断是否对中。
& S& ~" E/ b8 v; J) G3.在钻削过程中，特别钻深孔时，要经常退出钻头以排出切屑和进行冷却，否则可能使切屑堵塞或钻头过热磨损甚至折断，并影响加工质量。
4.钻通孔时，当孔将被钻透时，进刀量要减小，避免钻头在钻穿时的瞬间抖动，出现“啃刀”现象，影响加工质量，损伤钻头，甚至发生事故。
6 C+ [- n1 _7 l4 b1 d4 q, d5.钻削大于φ30mm的孔应分两次站，第一次先钻第一个直径较小的孔（为加工孔径的0.5～0.7）；第二次用钻头将孔扩大到所要求的直径。
. s9 d& v* f" h- p: ~. V0 f  O6.钻削时的冷却润滑：钻削钢件时常用机油或磨削液；钻削铝件时常用磨削液或煤油；钻削铸铁时则用煤油。
五、扩孔与铰孔
% }$ R8 C! s$ @5 ~+ p( b  b* C' [1.扩孔
扩孔用以扩大已加工出的孔（铸出、锻出或钻出的孔），它可以校正孔的轴线偏差，并使其获得正确的几何形状和较小的表面粗糙度，其加工精度一般为IT9～IT10级，表面粗糙度、Ra=3.2～6.3μm。扩孔的加工余量一般为0.2～4mm。
扩孔时可用钻头扩孔，但当孔精度要求较高时常用扩孔钻（用挂图或实物）。扩孔钻的形状与钻头相似，不同是：扩孔钻有3～4个切削刃，且没有横刃，其顶端是平的，螺旋槽较浅，故钻芯粗实、刚性好，不易变形，导向性好。
( w0 ]) Q' ~9 o. }; I$ J2.铰孔
& _; t, [) G2 {+ C6 N铰孔是用铰刀从工件壁上切除微量金属层，以提高孔的尺寸精度和表面质量的加工方法。铰孔是应用较普遍的孔的精加工方法之一，其加工精度可达IT6～IT7级，表面粗糙度Ra=0.4～0.8μm。
1 z( o) u. d8 O铰刀是多刃切削刀具（挂图或实物），有6～12个切削刃和较小顶角。铰孔时导向性好。铰刀刀齿的齿槽很宽，铰刀的横截面大，因此刚性好。铰孔时因为余量很小，每个切削刃上的负荷著小于扩孔钻，且切削刃的前角γ0=0°，所以铰削过程实际上是修刮过程。特别是手工铰孔时，切削速度很低，不会受到切削热和振动的影响，因此使孔加工的质量较高。
铰孔按使用方法分为手用铰刀和机用铰刀两种。手用铰刀的顶角较机用铰刀小，其柄为直柄（机用铰刀为锥柄）。铰刀的工作部分有切削部分和修光部分所组成。
1 K- K9 n' s- W铰孔时铰刀不能倒转，否则会卡在孔壁和切削刃之间，而使孔壁划伤或切削刃崩裂。
铰孔时常用适当的冷却液来降低刀具和工件的温度；防止产生切屑瘤；并减少切屑细末粘附在铰刀和孔壁上，从而提高孔的质量。