钻削方法及特点

出处：按学科分类—工业技术 河南科学技术出版社《钣金技术手册》第182页（3122字）

(一)工件的装夹

钻孔前必须先将工件夹紧固定，以防钻孔时工件移动、转动、孔位置偏移，甚至折断钻头。当装夹小而薄的工件时，可用钳子夹持；装夹小而厚的工件时，则可用小型平口钳(图3－23a)装夹。

图3－23 钻削时工件的夹持

a．平口钳夹持 b．压板螺栓夹持并挡住旋转 c．钻模夹持

当装夹大直径孔件、较长的型钢件且不适合平口钳夹紧时，可直接用压板、螺栓和垫铁将工件直接固定在钻床工作台上，用压板螺栓等装夹。装夹时，用手握持工件，既可压紧又可挡住可能要旋转的方向(图3－23b)。螺栓应尽量靠近工件，以增加压紧力；垫铁的高度应略大于或等于工件的压紧面，垫铁的上下面形状随被垫零件外形而定。

然而，压板螺栓夹紧前需要按画线标志的孔位置进行找正。因此在成批和大量生产时，常采用图3－23c所示在工件上用钻模夹具装夹，用钻模钻孔可免去画线，并可提高一级孔的精度。

(二)加工工艺过程

1．钻前定心找正

钻孔前一般先用样冲将孔中心眼冲大一些，以便于钻头横刃定心准确，切入时不易引偏。为避免在钻床上钻孔的孔形误差(图3－24a)，一般在切入前用顶角小于90°和刚性好的钻头，或用大直径的短麻花钻头预钻一个锥坑，以便钻头定心(图3－24b)；若锥坑与所画的钻孔圆周线不同心，可用样冲在应钻掉的位置上錾出几条槽，以便将钻偏的中心纠正过来(图3－24c)。

图3－24 钻前找正

a．钻床钻孔 b．钻孔前预钻锥坑 c．钻槽纠正

2．钻削操作要领

(1)钻深孔：用麻花钻钻较深的孔时，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在孔内卡断钻头，或由于过热而增加钻头的磨损，并且对钻孔质量也有一定影响。同时，还需要及时磨两个主切削刃使两者对称一致，以使两主切削刃的径向切削力互相抵消，从而减少钻头的引偏。

(2)钻通孔：工件上的通孔在即将钻穿时，由于钻头尖的轴向阻力突然减小，钻床进给机械的间隙和弹性变形突然恢复，若不减小进给量，将使钻头瞬间以很大的进给量自动切入，致使钻头折断或钻孔质量降低；若将自动进给改换为手工进给，因减小了进给量，便可减小轴向压力，从而避免上述现象的发生。

(3)钻大孔：直径超过30mm的大孔，由于有较大的轴向抗力，很难一次钻出，一般分两次钻削。先用0．5～0．7倍孔径的钻头钻出一个直径较小的孔(为加工孔径的0．2～0．4倍)，再用第二个钻头将孔扩大到所要求的直径，这时横刃不参加工作；切屑较窄，切削轻快，孔壁质量与生产率均得到一定的提高。

(4)钻浅孔：钻无需钻透的浅孔时，可根据钻孔深度预先调整挡块，并随时测量、检查实际钻孔深度。

(5)钻斜面孔：在斜面或曲面上钻孔时，为减少钻孔开始时的引偏，用钻套为钻头导向更为必要。

3．钻削冷却润滑

钻孔时为了降低切削温度，提高钻头的耐用度和保证钻孔质量，除了采用其他方法外，要及时注入充足的切削液，以便快速冷却切削热，防止刀刃产生积屑瘤和加工表面硬化。同时，流入钻头前刀面与切屑之间的切削液，也可使钻头后刀面与切屑表面和孔壁之间形成吸附性润滑油膜，起到减少摩擦、降低钻削阻力和切屑温度等作用，从而提高钻头的切削能力和孔壁的表面质量。各种材料钻孔时所用的切削液如表3－5所示。

表3－5 各种材料钻孔用切削液

4．钻削用量合理

钻削时，钻头每转一周轴向移动距离(即进给量s，mm／r)和切削速度(即吃刀深度h，mm)的比值大小，决定切削速度(v，m／s)的高低，这三个参数即为切削用量。

合理选择切削用量，可避免钻头过早磨损，防止钻头损坏或机床过载，提高工件的钻削精度，改善孔的表面粗糙度。

通常在实心材料上钻孔时，其切削深度h等于钻头的半径，当材料的强度、硬度较高或钻头直径较大时，宜用较低的切削速度(即转速低、进给量少)配上导热率好、润滑性好的切削液；当材料强度、硬度较低或钻头直径较小时，则可选用较高的转速，进给量也可适当增加；当钻头直径小于5mm时，选用高转速、手动进给。

(三)钻孔加工特点及应用

1．钻孔加工特点

(1)若钻头横刃定心不准，刚性和导向性较差，则切入时易引偏，切削时易弯曲。因此，用标准麻花钻加工孔时，不仅需要预定心，增加工序和工具，还需要刃磨横刃，缩短其长度，以便减少钻头的引偏。

(2)若钻头两主切削刃与轴线不对称，钻削时两刃径向分力不等，将引起孔径扩大，致使孔径尺寸误差加大。

(3)由于钻孔的切屑较宽，在孔内被迫卷成螺旋状，流出时将刮伤已加工表面，并且轴向抗力较大，50%的轴向抗力是由横刃产生的。因此，为分散和减小轴向抗力，钻大孔时还必须分两次钻削成型。

总之，由于钻削的工艺特点决定，用标准麻花钻加工孔，精度较低，表面较粗糙，一般加工精度在IT10以下，表面粗糙度Ra值大于12．5μm，生产效率也较低。

2．钻孔的应用

尽管在钻床上可以完成很多工作(图3－25)，但其中钻孔主要用于粗加工，如精度和粗糙度要求不高的螺钉孔、油孔等。一些内螺纹在攻丝前需要先进行钻孔；精度和粗糙度要求较高的孔，也要以钻孔作为预加工工序。

图3－25 在钻床上进行的主要工作

单件、小批生产时，中小型工件上的小孔(一般＜13mm)，常用台式钻床加工；中小型工件上直径较大的孔(＜50mm)，常用立式钻床加工；大中型工件上的孔，则应采用摇臂钻床加工，回转体工件上的孔多在车床上加工。

在成批和大量生产中，为了保证加工精度、提高生产效率和降低加工成本，广泛使用钻模、多轴钻或组合机床进行孔的加工。

精度高、粗糙度小的中小直径孔(＜50mm)，在钻削之后，常常需要采用扩孔和铰孔进行半精加工(有关知识可查阅《机加工工艺手册》)。