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。
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。
: y% h/ K  B9 \  C2 \3 n一、钻床
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
* x: ?) Q- u* l; d. K4 N& h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。
7 Y! d4 l+ B/ q- A. x; ~台钻型号示例：Z  4  0  1  2
                        
3 w: ]) e# E1 s& M0 i                                主 参 数：最大钻孔直径
                                型号代号：台式钻床
                                类别代号：钻床
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4 |9 v; \! u. ?' l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
7 L/ _% h' p/ A6 \; ~( c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。
/ B& V5 \' r% K% J+ A1 e( y8 f3 ^二、钻头
3 O2 \- a6 q  g/ v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）。
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。
% p! V- g# K: w5 _  L8 Y. W; N! ?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。
. N3 d3 h  S! O  v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。
（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。
7 X( d: Q; I/ r" p+ O( o& x（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。
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）。
  q$ x/ R3 K% b1 f6 N3 B四、钻孔操作
# N0 N6 q$ Y* D: _! d3 K1.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。
3.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。
, v* Z( A  ?' q' j, w8 w4.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。
2 Y; Z; E! A- p' A6 c5.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。
8 V) s* E: c2 x# d6 q6.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
1.扩孔
- h% B/ k) [+ |$ I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。
2.铰孔
* w: x! a% G1 ~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。
/ X+ C, x% d0 i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。
5 [& `1 q  @' v1 f7 y+ b! V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。
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。