钻孔方法研究

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摘要：钻孔方法有划线钻孔、夹具钻孔和配钻钻孔3种。钳工钻孔方法与生产规模有关，单件、小批生产时，要借助划线来保证其钻孔位置的正确。本文主要介绍划线钻孔方法。

关键词：钻孔

1工件划线

钻孔前，必须根据图纸要求，按孔的位置、尺寸要求，在工件上划出正确的孔中心位置，打上样冲眼，并且按孔的大小划出孔的圆线。对直径较大的孔，应以样冲眼为圆心划一组同心圆（直径≤钻孔直径），也可直接划出与孔中心线对称的几个大小不等的方框，作为钻孔时的检查线，然后将中心样冲眼敲大，以便试钻时准确落钻找正。

2工件装夹

钻孔前一般都须将工件夹紧固定，以防钻孔时工件移动折断钻头或使钻孔位置偏移。

工件的夹持方法，根据工件的大小、形状和加工要求而定，主要有以下5种：

2．1用手握持。一般钻削直径小于8mm，且工件能用手握持稳固时，可直接用手攥住工件钻孔。工件较长时，应在钻床台面上用螺钉靠紧，以防工件顺时针转动飞出。

2．2用虎钳、卡盘装夹。对于不易用手拿稳的小工件或钻孔直径较大时，必须用手虎钳或平口虎钳装夹。平口虎钳适宜装夹外形平整的工件，直径更大时还要用螺栓将平口虎钳固定在钻床台面上。圆盘类零件宜用卡盘装夹。

2．3用v形块及压板装夹。在轴套工件上钻径向孔时，一般把工件放在v形块上并配以压板压紧，以免工件钻孔时转动。

2．4用压板、角铁夹持工件。钻削大孔或不适合用虎钳装夹的工件时，可用螺栓通过压板、角铁把工件固定在钻床台面上。

使用压板时应注意以下几点：①螺栓应尽量靠近工件，以加大压紧力。②垫铁应稍高于工件的压紧表面。③对已精加工过的表面压紧时应垫以铜皮等物，以免压出印痕。

2.5 短圆柱工件端面钻孔时，可用三爪卡盘装夹工件。

3 钻头的装夹

钻头的装夹是借助专用夹具完成的。

直柄钻头（直径13mm以下）用钻夹头来装夹。钻夹头装在钻床主轴下端，当转动带有小锥齿轮的钥匙时，直柄钻头被夹紧或松开。

锥柄钻头（直径13mm以上）通常直接装夹在钻床主轴的锥孔内，当较小的钻头要装到大的锥孔内时，就要用钻套作为过渡连接。钻套的内外表面都是莫氏锥度。钻套按内径的大小分为1～5号，1号直径最小。1号钻套的内锥孔为1号莫氏锥度，外圆锥为2号莫氏锥度。

安装时，锥体的内外表面应擦干净，各锥面套实、镦紧。拆卸时，将楔铁的一面向上插入主轴或过渡钻套的长槽孔中，另一面压在钻头的扁尾上加力，使钻头与钻床主轴脱开。手要握住钻头或在工作台面上垫木板，以防钻头掉落后损伤钻头或工作台面。

4 起钻

钻孔开始时，先找正钻头与工件的位置，使钻尖对准钻孔中心，然后试钻一浅坑。如钻出的浅坑与所划的钻孔圆周线不同心，可移动工件或钻床主轴予以借正。若钻头较大或浅坑偏得较多，可用样冲或油槽錾在需多钻去一些的部位錾几条沟槽，以减少此处的切削阻力使钻头偏移过来，达到借正的目的。试钻的位置正确后才可正式钻孔。

5 钻孔及注意事项

5.1 在孔将要钻穿前，必须减小进给量。如采用自动进给的，此时改为手动进给，以减少孔口毛刺，并防止钻头折断或钻孔质量降低等现象。

5.2 钻不通孔时，可按孔深度调整钻床上的挡块，并通过测量实际尺寸来控制钻孔深度。

5.3 钻深孔时，一般钻进深度达到直径的3倍时，钻头要退出排屑，以后每钻进一定深度，钻头即退出排屑一次，以免切屑阻塞而扭断钻头。

5.4 钻直径超过30mm的孔可分两次钻削，先用0.5～0.7倍孔径的钻头钻孔，然后再用所需孔径的钻头扩孔。这样可以减小转矩和轴向阻力，既保护了钻床，又提高了钻孔质量。

6 特殊孔的钻削

钻削精孔、小孔、深孔和半圆孔等类型的特殊孔时，为保证加工质量，应分别采用不同的钻削工艺。

6.1 精孔钻削 精孔钻削是一种孔的精加工方法，钻削出孔的尺寸精度达it8～it7级，表面粗糙度达ra1.6～0.8um。通常采用分两次钻削的方法：先钻出底孔，留有0.5～1mm的加工余量，再用精孔钻进行二次钻削。这样，第二次钻削时切削用量小，产生的热量少，工件不易变形。同时，钻头磨损小，所产生的振动也小，提高了孔的加工精度。精孔钻削时应注意以下几方面：

6.1.1 改进钻头切削部分几何参数 ①修磨出2￠1≤75°的第二顶角。新磨出切削刃长度为钻头直径的0.15～0.4倍，钻头直径小的取大值，反之取小值，刀尖角处须用油石磨出r0.2～r0.5m的小圆角。②后角一般磨成α0=6°～10°，可避免产生振动。③在副切削刃上，磨出6°～8°的副后角，并保留棱边宽0.10～0.20mm，用油石磨光刃带，以减小与孔壁的摩擦。④用细油石研磨主切削刃的前刀面、后刀面，细化表面粗糙度。

6.1.2 选用合适的切削用量 ①钻削铸铁时，切削速度小于15m/mim；钻钢件时，切削速度小于10m/min。②应采用机动进给，进给量为0.1mm /r左右。

6.1.3 其他要求 ①选用精度高的钻床，若主轴径向跳动量大，可采用浮动夹头。②选用尺寸精度符合孔径精度要求的钻头钻削。必要时可在与零件材质相同的材料上试钻，以确定其是否适用。③钻头两主切削刃修磨要对称，两刃径向摆动差应小于0.05mm。④扩孔过程中要选择植物油或低粘度的机械油进行。⑤钻完孔后，应先停车，然后退出钻头，避免钻头退出时擦伤孔壁。

6.2 小孔钻削 钻削直径在3mm以下的孔，称小孔钻削。钻削小孔时，存在几个问题：一是钻头的直径小，其强度较差，定心性能差，容易滑偏；二是钻头的螺旋槽较窄，排屑不易；三是钻孔时选用的转速较高，所产生的切削热较大，又不易散发，加剧了钻头的磨损。因此，小孔钻削时应注意以下几方面：

6.2.1 开始钻孔时，进给力要小，防止钻头弯曲和滑移，以保证钻孔的位置。

6.2.2 进给时要注意手用力的感觉，当钻头弹跳时，使它有一个缓冲的范围，以防钻头折断。

6.2.3 切削过程中，要及时提起钻头排屑，并借此机会加入切削液。

6.2.4 选用高精度钻床，合理选择切削速度，通常钻削1～3mm孔时，转速为1500～5000r/min。在高精度钻床上，钻削直径小于1mm孔时，转速可达10000r/min。

6.3 深孔钻削 通常把深度和直径比大于5的孔称为深孔。钻削深孔的方法有以下两种：

6.3.1 用加长麻花钻钻削深孔 深孔钻削时，用一般的麻花钻长度不够，需用接长的钻头采用分级进给的方法来加工。即在钻削过程中，钻头加工一定时间或一定深度后退出工件，以排除切屑，冷却刀具，然后重复进刀和退刀，直至加工完毕。深孔钻削时要注意：①要选用刚性和导向性好的钻头。用标准麻花钻接长时，接长杆必须调质处理，以增强刚性和导向性。②机床主轴、刀具导向套、导杆支撑套等要求同轴度好。钻削精度要求较高、长径比大的孔，其同轴度不大于0.02mm。③钻头前刀面或后刀面要磨出分屑槽与断屑槽，使切屑呈碎块状，易于排屑。④要频繁地退刀排屑，要保证切削液输送畅通。

6.3.2 用两边钻孔的方法钻削深孔 钻通孔而没有加长钻头时，可采用两边钻孔方法，先在工件的一边钻至孔深的一半，再将一块平行垫铁装压在钻床工作台上，并在上面钻一个一定直径的定位孔。把定位销的一端压入孔内，定位销另一端与工件已钻孔为间隙配合，然后以定位销定位将工件放在垫板上进行钻孔，这样可以保证两面孔的同轴度。当孔快钻通时，进给量要小，以免因两孔不同轴而将钻头折断。

6.4 半圆孔钻削 在板料上钻削半圆孔时，通常可把与工件材料相同的板料和工件一起装夹，钻后再将板料去除。这样可避免钻头偏斜而造成不垂直。

6.5 薄板上钻孔 在薄板上钻孔，当钻尖钻穿工件时，钻削的轴向阻力会突然减小，而使钻头迅速下滑，出现扎刀现象。为此，应将钻头磨成三尖钻。工作时，钻心先切入工件定心，两个锋利的外尖转动切削，把中间的圆片切离避免了扎刀现象，得到较高质量的孔。