9 针对具体材料孔加工钻头及切削用量选择（中文核心，工具技术）

中文核心期刊 煤矿机械 2011年6月第06期

针对具体材料孔加工钻头及切削用量选择

赵云

（内江职业技术学院，四川内江 641000）

摘要：材料不同，硬度、强度和韧性等也不同，即所谓不同的材料有不同的材料性能。不同的材料上加工孔，钻头的几何参数和几何形状做改进，可提高孔的表面质量和生产率，改善其切削条件，提高钻头的寿命，本文介绍几种针对具体的被加工材料改进几何形状和几何参数的钻头，并对切削用量进行了选择。

关键词：钻头 改进 几何形状 切削用量

According to specific materials hole drilling bit and

selection of cutting parameter

Zhao yun

（Neijiang vocational and technical college, sichuan neijiang 641000）

Abstract: Material is different, hardness, strength and toughness is different also, the so-called different materials have different material properties. Different materials processing hole, bits of geometric parameters and geometric shape do improvement, it can improve the surface quality and productivity hole, improve their cutting conditions, enhances the drills, this paper introduces several life in specific processed materials improve geometry shape and geometric parameters of drilling, and cutting dosages were chosen.

Keywords: drill improvement geometry cutting dosages

1、加工塑料（尼龙）钻头

塑料按加热和冷却时的性能特点分为：热塑性塑料和热固性塑料（如尼龙（PA）聚乙烯（PE）、有机硅树脂）。其中尼龙是一种得到广泛应用的重要的工程塑料。这种材料性软，且有韧性。用标准钻头钻孔时轴向力大，容易发热，使尼龙屑末粘结在钻头的切削刃上，造成加工工件孔径撕裂现象。将钻头进行改进：①修磨普通钻头的横刃（宽0.5～1mm）磨出中心

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顶，能减轻钻孔时的轴向力，同时容易定中心。②左右不相等中心的80两只切削角起一定

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的分屑和出屑作用，使尼龙不粘在刃口上。③45主偏角在切削时能起修光作用。

推荐切削用量：加工孔径φ20mm为例，转速2040r/min，走刀量0.67～1.2mm/r。 几何参数见图1所示。

图1

2、加工橡胶钻头

橡胶和塑料同属非金属材料。由于橡胶弹性大，标准钻孔切削时有向孔壁周围挤压的力而使孔周围橡胶压缩，孔钻好后又由孔周围橡胶的弹力而张开使孔缩小，不能使孔达到所要求的尺寸。由于是挤压切削粗糙度极差，特别是孔即将钻通时易产生撕裂现象。加工橡胶的

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钻头修磨成：①去掉标准麻花钻头的横刃，磨出中心顶，能减小轴向力，易定中心。②φ角

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是负145，左右两顶尖比中心略高。钻头通过这样改进，便能克服上述缺陷。

推荐切削用量：加工孔径φ26mm为例，转速530r/min，走刀量0.26～0.32mm/r。 几何参数见图2所示。

图2

3、加工薄钢板钻头

加工厚度δ=0.2～2mm薄钢板时，用普通钻头加工，一方面孔钻不圆，呈三角形，另一方面工件会跟钻头一起旋转，容易甩出来，很不安全。为了避免上述问题，钻头进行改进，改进后的特点：①采用三个顶尖，中间顶尖比左右两个顶尖高1～2㎜，横刃修磨到1.5㎜厚。②这样也可减轻轴向力，保持锐利的刃口。③加工时，中间顶尖定中心钻削，左右两个顶尖刃进行钻削，这样就使工件不易滑移，以保证加工质量。

推荐切削用量：加工孔径φ20mm为例，转速670～1700r/min，采用手进刀，在薄钢板将要穿时，进刀要小。

几何参数见图3所示。

图3

4、加工球面上孔或孔底为平面钻头

在球体或圆弧面上钻孔，或者加工孔的底面为平面，因切削力的作用或孔的结构，用普通钻头没有办法解决，可以采用平顶钻头来加工。刀具特点：这种钻头是用普通钻头刃磨而

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成的，看起来象是一把键槽铣刀。将它的横刃磨窄，两边切削刃磨平成180，这样就能加工平的键孔或销子孔。需要注意：①钻头顶尖不能磨得太小，否则容易崩刀。②钻头后面要磨低一些，否则后面会碰着工件，就钻不下去了。③开始用手进刀，待钻头头部钻入工件后，改用机动进刀。

推荐切削用量：加工孔径φ25mm为例，转速335r/min，走刀量0.26～0.32mm/r。 几何参数见图4所示。

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图4

5、加工较硬材料钻头

有些中碳钢（如45、50）材料，经热处理调质后，或者是低碳钢（如15、20）材料经热处理渗碳淬火，去碳层不到位，或者是有些材料加工后，工件表层金属受切削力的作用，产生了强烈的塑性变形，使金属的晶格扭曲，晶粒被拉长等，引起表面层的强度和硬度的增加，出现了加工硬化现象，遇到这种情况可根据群钻标准几何参数作一些改进，改进后此钻

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头具有以下几个特点：①钻头外缘处的前角适当改小为γ=15以使外缘处的楔角加强不易烧坏。②副刀刃的修磨减小了切屑与刀面的摩擦面积和由此而产生的热量，使钻头外缘处不容

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易烧坏。③钻头边缘处就是外直刃被修磨处，在端面上得到8的正值刃倾角，使钻头外缘处得到加强。

推荐切削用量：加工孔径φ25mm为例，转速160r/min，走刀量0.40～0.63mm/r。 几何参数见图5所示。

图5

6、加工不锈钢钻头

不锈钢材料（如1Cr13、1Cr18Ni9Ti）具有韧而硬的特性，钻孔切削加工容易使钻头刃口被铁屑粘住而使刃口碎裂，同时在切削运动中相互磨擦，在压力作用下使金属内部发生滑移，使它强化而产生冷硬层而钻不动，使钻头退火烧坏。为了解决此问题，将钻头磨成了多

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锋钻头，试用效果较好。刀具主要几何角度和作用：①由于外直刃顶角采用140，这样在同

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样的进刀量的情况下切削厚度就比在120普通钻头的切削厚度要厚，有利于断削。②采用140顶角后，由于切削厚度的增加，使刀刃所在区域就不是冷硬最严重的区域，有利于刀刃的切

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入。③采用140顶角后使切削的相对变形减小，切削力有所下降。④采用140顶角能使切屑

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比较迅速的排出，传到工件和刀具上的热量也有所减少。⑤外直刃负5倒棱，使刀刃得到保护，前角有所增加，切削力有所下降。⑥在钻头外缘处磨出小圆角以增加钻头外缘处的强度。但圆角不宜太大否则会引起冷硬严重，以致使钻头外缘处烧坏。⑦磨去原来棱边宽度的二分

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之一，以减少棱边与孔壁的摩擦和由此而产生的热量，使钻头外缘部分不容易烧坏。⑧内直

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刃锋角采用135～140，使前角增加，减少切削力。⑨月牙槽可以磨得浅些，有利于保护两尖角。

推荐切削用量：加工孔径φ18mm为例，转速335r/min，走刀量0.40～0.63mm/r。 钻孔时要加硫化切削油冷却。先用手进刀，钻头头部切入工件后，再改用机械进刀。

几何参数见图6所示。

图6

7、加工铜和铜合金钻头

铜和铜合金是历史上应用最早的有色金属。目前，工业上使用得多的是紫铜（如T1、T2）、黄铜(如H62、HPb63-3)和青铜(QSn6.5-0.1、ZQSn10-2)。紫铜有一定的韧性，在钻孔时往往会发出“嘶嘶”的叫声，黄铜和青铜材料有脆性，钻头刃口也易磨损，根据这种特性，可把

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钻头磨成具有以下几个特点：①把横刃修磨为原有的四分之一，顶角采用115，比普通钻00

118～120小些，使轴向力减小，易定中心，可加大走刀量，使生产效率提高。②前角减小，切削时扭矩力降低，避免“梗死”的现象，以保证加工质量。加工紫铜时顶角再小些，采用0

110，修磨前角和副后角，增强钻头的切削力，三个顶尖角，保证切屑厚度不等，切屑开成三条，使排屑方便消除钻孔中的嘶叫声，刃口散热条件也可获得改善，延长寿命。

推荐切削用量：加工紫铜材料，孔径φ18mm为例，转速1700r/min，走刀量0.67～1.2mm/r,加工青铜，孔径φ20mm为例，转速1050r/min，走刀量0.67～0.90mm/r。

几何参数见图7所示。

图7

8、加工铝和铝合金钻头

铝和铝合金是工业中用量最大的有色金属(如L1、LF5、LY11)。普通钻头加工铝的工件，

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切屑不易排出，切屑附在刀刃上使刀刃上咬死，同时造成表面粗糙度不良，孔壁毛。又因刀刃热量集中，使钻头磨损快，刀具寿命不长。在把钻头按以下几个特点改进后，基本上克服了上述困难：①修狭横刃，轴向力减小。②钻头此有三个尖顶和二个Ｒ，切削时起分屑作用，同时起定心作用。③将刃背磨去，容易加进冷却液。

推荐切削用量：加工孔径φ20mm为例，转速1050～1700r/min，走刀量0.56～0.90mm/r。 几何参数见图8所示。

图8

参考文献：

[1] 郑明新. 工程材料「M」.北京：中央广播电视大学出版社，1986年3月第1版. [2] 陆剑中. 金属切削原理与刀具「M」.北京：机械工业出版社，2006年6月第1版.

[3] 许先绪，崔永茂.金属切削刀具「M」.上海：上海科学技术文献出版社，1989年9月第1版. [4] 陈清智.鍃柱形沉孔的钻头「J」.北京：机械工人，1977年07期.

作者简介：赵云（1968--），男，四川南充人，本科，讲师/工程师，从事机械设计与制造专业的教学与研究。

电话：13698306696 E-mail:njzy6696@126.com

工作单位：内江职业技术学院 机械工程系 通信地址：四川省内江市东兴区第十三小学校 邮编：641000

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