数控机床钻孔加工五大关键问题

作为钻孔加工中最常用的工具，广泛应用于机械制造中，特别是用于加工冷却装置、发电设备管板、蒸汽发生器等零件的孔，其应用尤为广泛和重要。

一、钻井的特点

通常，钻头有两个主切削刃。在加工过程中，钻头在切削的同时旋转。钻头的前角从中心轴线到外缘越来越大，越靠近外圆钻头的切削速度越大，越向中心切削速度越小，钻头旋转中心的切削速度为零。钻头的水平刃位于旋转中心轴线附近，水平刃的辅助前角较大，没有容屑空间，切削速度较低，会产生较大的轴向阻力。如果将水平刃的切削刃磨削成DIN1414型或C型，且靠近中轴线的切削刃为正前角，则可降低切削阻力，显著提高切削性能。

根据工件的形状、材料、结构和功能的不同，钻头可以分为许多类型，如高速钢钻头(麻花钻、群钻和平钻)、整体硬质合金钻头、可转位浅孔钻头、深孔钻头、嵌套钻头和可变头钻头。

第二，断屑和排屑

钻头的切削是在窄孔中进行的，切屑必须通过钻头的刃槽排出，所以切屑形状对钻头的切削性能影响很大。常见的碎片形状包括片状碎片、管状碎片、针状碎片、锥形螺旋碎片、带状碎片、扇形碎片、粉状碎片等。

钻孔的关键——切屑控制

当芯片形状不合适时，会出现以下问题:

①细小的切屑堵塞刀片槽，影响钻孔精度，降低钻头寿命，甚至折断钻头(如粉状切屑、扇形切屑等。).

②长切屑缠住钻头，阻碍作业，造成钻头折断或阻碍切削液进入孔内(如螺旋切屑、带状切屑等。).

如何解决切屑形状不合适的问题；

①提高进给速度、间歇进给、磨十字刀片、安装断屑器等方法可以单独使用，也可以联合使用，以提高断屑和排屑效果，消除切屑带来的问题。

②可以用专业的断屑器钻孔。例如，在钻头的凹槽中增加一个设计好的断屑器，将切屑破碎成更容易去除的切屑。碎屑沿着凹槽顺利排出，不会出现堵塞凹槽的现象。因此，新型断屑器的切削效果比传统钻头要平滑得多。

同时，短铁屑使冷却液更容易流向钻尖，进一步提高了加工过程中的散热效果和切削性能。而且由于新加入的断屑槽贯穿钻头的整个凹槽，经过多次磨削仍能保持其形状和功能。除了上述功能上的提升，值得一提的是，这种设计加强了钻体的刚性，显著增加了单磨前的钻孔数量。

三。钻孔精度

孔的精度主要由孔径、位置精度、同轴度、圆度、表面粗糙度和孔口毛刺等因素组成。

钻孔过程中影响加工孔精度的因素:

①钻头的夹紧精度和切削条件，如刀柄、切削速度、进给速度、切削液等。

②钻头尺寸和形状，如钻头长度、刀片形状、岩心形状等。

③工件形状，如孔口侧面形状、孔口形状、厚度、夹紧状态等。

扩孔是由加工过程中钻头的摆动引起的。刀架的摆动对孔的孔径和定位精度影响很大，所以当刀架磨损严重时，应及时更换新的刀架。钻小孔时，测量和调整摆度比较困难，所以最好使用刀柄较粗，刀刃直径较小，刀刃与刀柄同轴度较好的钻头。用重磨钻头加工时，孔精度下降的原因大多是背形不对称。控制刀片高度差可以有效抑制切孔和扩孔。

孔的圆度

由于钻头的振动，钻出的孔图案容易呈多边形，孔壁上出现类似多条线的线条。常见的多边形孔洞多为三角形或五角形。三角孔是由于钻孔时钻头有两个旋转中心，它们以600个间隔的频率振动。振动主要由不平衡的切削阻力引起。钻头旋转一次，加工孔的圆度不好，导致第二次旋转时切削阻力不平衡。再次重复上一次振动，但振动相位有一定偏差，导致孔壁上出现双线。当钻孔深度达到一定程度时，钻头刃面与孔壁的摩擦力增大，振动衰减，双轨消失，圆度变好。这种孔型从纵剖面看是漏斗形的。同样，五边形和七边形孔也可能出现在切割中。要消除这种现象，除了控制卡盘振动、刃口高低差、背面不对称和刀片形状等因素外，还应采取提高钻头刚性、增加每转进给量、减小后角、刃磨十字刀片等措施。

在斜面和曲面上钻孔。

当钻头的切削面或钻孔面倾斜、弯曲或呈阶梯状时，定位精度差。因为钻头是径向单面切削，刀具寿命降低。

为提高定位精度，可采取以下措施:

①先钻中心孔。

②用端铣刀铣孔座。

(3)选择切削能力和刚性好的钻头。

④降低进给速度。

毛刺的处理

钻孔过程中，孔的入口和出口会出现毛刺，尤其是加工韧性材料和薄板时。原因是当钻头即将钻穿时，被加工材料发生塑性变形。此时，靠近外缘的应被钻头刃口切削的三角形部分在轴向切削力的作用下变形向外弯曲，并在钻头外缘的倒角和封边带边缘的作用下进一步卷曲，形成卷边或毛边。

四、钻孔加工条件

在通用钻头产品样本目录中，有根据加工材料排列的基本切削参数对照表。用户可以通过参照参照表提供的切削参数来选择钻孔的切削条件。切削条件是否合适，要通过试切削，根据加工精度、加工效率、钻头寿命等因素综合判断。

1钻头寿命和加工效率

在满足被加工工件技术要求的前提下，钻头的使用是否得当，要根据钻头的使用寿命和加工效率来综合衡量。钻头使用寿命的评价指标可以选择切削距离；加工效率的评价指标可以选择进给速度。对于高速钢钻头，钻头的使用寿命受转速的影响很大，但受每转进给量的影响较小。因此，可以通过增加每转进给量来提高加工效率，并且可以保证钻头寿命。但需要注意的是，如果每转进给量过大，切屑会变厚，难以断屑。因此，可以成功折断切屑的每转进给量范围必须通过试切来确定。对于硬质合金钻头，切削刃在负前角方向有较大的倒角，每转进给量的可选范围小于高速钢钻头。如果加工时每转进给量超过这个范围，钻头的使用寿命将会缩短。由于硬质合金钻头的耐热性高于高速钢钻头，所以转速对钻头寿命的影响不大。因此，提高转速可以提高硬质合金钻头的加工效率，保证钻头的寿命。

2合理使用切削液

钻头的切削是在空间狭小的孔内进行的，因此切削液的种类和注入方式对钻头的寿命和孔的加工精度有很大的影响。切削液可分为水溶性和水不溶性两类。水不溶性切削液具有良好的润滑性、润湿性和防粘着性，还具有防锈作用。水溶性切削液具有良好的冷却性能，无烟、不易燃。出于环保的考虑，近年来水溶性切削液被大量使用。但如果水溶性切削液稀释比例不当或切削液变质，刀具的使用寿命会大大缩短，使用时一定要注意。无论是水溶性还是水不溶性切削液，在使用时切削液必须完全到达切削点，切削液的流量、压力、喷嘴数量、冷却方式(内冷或外冷)都必须严格控制。

动词 （verb的缩写）重新磨尖钻头

比特再研磨鉴别

重新磨锐钻头的标准是:

①切削刃、横刃和切削刃刃面的磨损；

②被加工孔的尺寸精度和表面粗糙度；

③薯片的颜色和形状；

④切削阻力(主轴电流、噪声、振动等间接值)；

⑤加工数量等。

在实践中，应根据具体情况，从上述指标中确定准确、方便的标准。当以磨损量为标准时，应找到经济性最好的再磨期。由于主要磨削部位是头后部和水平刃口，如果钻头磨损过多，刃口磨损过多，磨削过多，减少重磨次数(刀具总寿命=重磨后刀具寿命×重磨次数)，钻头总寿命反而会缩短；当以被加工孔的尺寸精度为判据时，应使用柱规或极限规检查孔的切扩量和直线度。一旦超过控制值，应立即再次锐化。以切削阻力为判据时，可用于超过设定的极限值(如主轴电流)时立即停机。采用加工数量限额管理时，应将上述判别内容进行整合，并设定判别标准。

钻头的研磨方法

重新刃磨钻头时，最好使用专用机床或万能工具磨床，这对保证钻头的使用寿命和加工精度非常重要。如果原钻型加工条件好，可以按原钻型重磨；如果原钻型有缺陷，可根据使用目的适当改进背形，进行水平磨边。

磨刀时应注意以下几点:

(1)防止过热和降低钻头的硬度。

②钻头上的损伤(尤其是刃带的刃面损伤)应彻底清除。

③钻型要对称。

④磨刀时注意不要碰伤刀刃，磨刀后要去除毛刺。

⑤对于硬质合金钻头，磨削形状对钻头的性能影响很大。出厂钻型是经过科学设计和反复试验得到的最佳钻型，所以重新打磨时一般要保持原刃型。