在機械制造領域，鉆具作為孔加工的常用工具，被廣泛應用于冷卻裝置、發(fā)電設備的管板、蒸汽發(fā)生器等工件孔的加工中，其應用范圍更為廣泛，意義更為重大。

一、鉆孔的特點

一般情況下，鉆頭有兩個主切刃，加工時，鉆頭會同時旋轉切削。切削速度越接近外圓部分，鉆頭的切削速度向中心方向下降，而旋轉中心方向的切削速度為零；中心軸附近有一橫切削刃，其前角較大，且無容屑空間，切削速度較低，因此具有較大的軸向抗力。如果對切削刃的刀口進行修磨，使其加工成A型或C型，并使靠近中心軸的切削刃前角減小，切削抗力就能明顯提高。

鉆進的方式根據(jù)鉆進工件的形狀、材料、結構、功能等不同而不同，主要有高速鋼鉆頭(麻花鉆、群鉆、平鉆)、整體硬質合金鉆頭、轉位淺孔、深孔、套料鉆頭和換向鉆等。

 

二、切屑與排屑

切割加工是在較窄的孔隙中進行的，切屑必須通過鉆頭刃溝排出，切屑形狀對鉆頭的加工性能有很大影響。常見的碎屑形狀有片狀，管狀，針狀，錐狀，螺旋狀，帶狀，扇狀，粉末狀等。

鉆進過程中的關鍵技術——碎屑控制切屑堵塞刃溝，影響鉆孔精度，縮短鉆頭壽命，甚至造成鉆頭斷裂(如粉狀、扇狀)；

切削液纏繞鉆頭，導致鉆頭斷裂或妨礙切削液進入孔內(如螺旋屑、帶狀屑等)，從而影響作業(yè)。

如何解決鋸末形狀不正的問題？

增加進給量、間歇進給量、修磨橫刃、裝斷屑器可單獨或聯(lián)合使用，以提高斷屑和排屑效果，消除斷屑所造成的各種問題。

可用專業(yè)斷屑鉆頭打孔。例如，在鉆頭的溝槽上加上一個設計良好的斷屑刃，就能將斷屑刃打斷，使其變成易于清理的碎片。沿著槽面平滑排屑，不會出現(xiàn)槽面有堵塞現(xiàn)象。所以，新型斷屑鉆的切割性能大大優(yōu)于傳統(tǒng)鉆頭。

同時，短的碎鐵屑使得冷卻液更容易流過鉆頭，進一步改善了散熱，改善了切削性能。而且由于新增加的斷屑刃穿過了鉆頭的整個溝槽，經(jīng)多次修磨仍保持了其形狀和功能。除上述功能改進外，值得注意的是，該設計還大大提高了鉆體的剛度，大大增加了一次修磨前的鉆孔量。

 

三、鉆孔精度

影響孔精度的主要因素有孔徑尺寸、定位精度、同軸度、圓度、表面粗糙度和孔口毛刺。

鉆削加工時，影響孔的加工精度的因素有：

鉆頭夾具、切削速度、進給量、切削液等鉆頭夾緊精度及切削條件；

鉆頭的尺寸和形狀，如鉆頭長度、刀口形狀、鉆芯形狀等；

工件的形狀，如孔的邊形、孔的形狀、厚度、裝卡狀態(tài)等。

1,擴展孔

由于鉆頭的搖擺，在加工時會產(chǎn)生擴孔。刀架的擺動對加工孔徑和定位精度有很大的影響，當?shù)毒吣p嚴重時，應及時更換。由于鉆孔擺動難以測量和調整，所以最好采用柄刃粗的鉆頭，柄刃同軸度好。鉆頭在使用重磨加工時，由于后端形狀不對稱，導致孔精度下降的原因很多。刀口高度的控制可以有效地抑制孔徑擴張。

2,洞口圓度

由于受到鉆頭振動的影響，容易產(chǎn)生多角形孔，孔壁出現(xiàn)一條相復線。通常有三角形或五邊形的角孔。三角形孔洞形成的原因是鉆頭在鉆孔時有兩個旋轉中心，每隔600次更換振動頻率，振動主要是由于切削抗力失衡造成的，當鉆頭轉動時，由于加工的孔洞圓度不好，造成第二轉切削抗力失衡，再次重復上次振動，但是振動相位有一定的偏移，造成孔壁上出現(xiàn)來復紋。鉆頭深度達到一定程度后，鉆頭刀口棱角與孔壁摩擦增大，振動衰減，來復線消失，圓度變好。在縱向剖面上，該孔型為漏斗形孔孔。與之類似，切削時還可以出現(xiàn)五邊形，七邊形孔等。為解決這一問題，應采取提高鉆頭剛度、增大單向進給量、減小后角、修磨后刃、修磨橫刃等措施，控制鉆頭振動、刀口高差及刀口形狀不對稱。

3,在斜面和曲面上鉆孔。

由于鉆頭是徑向單面型食刀，刀具壽命低，所以當食刀面或鉆透面為斜面、曲面或梯形時，鉆頭定位精度較差。

為提高定位精度，可采取以下措施：

1，鉆中孔；

2，立銑刀銑孔基礎；

3，選用鉆頭；

4，放慢進料速度。

毛刺的處理

鉆削時，鉆孔、出口等部位會產(chǎn)生毛刺，尤其是對韌性大的材料和薄板的加工。原因在于當鉆頭即將被鉆透時，加工材料發(fā)生塑性變形，當鉆頭在切削三角切削時，由于受到軸向切削力的作用，變形會向外側彎曲，在鉆頭外緣倒角和刀刃帶棱面的作用下，會進一步卷曲，形成卷邊或毛邊。

 

四、鉆削加工條件

在一般鉆頭產(chǎn)品樣件目錄中有按加工材料排列的“基本切削量參考表”，用戶可根據(jù)提供的切削量選擇鉆削加工的切削條件。要選擇合適的切削條件，必須通過試切削綜合判斷，包括鉆頭的精度、效率和使用壽命。

鉆孔壽命及加工效率。

是否使用合適的鉆頭，在滿足工件加工技術要求的前提下，主要是綜合衡量其使用壽命和加工效率。鉆頭進給速度和切削距離是評價鉆頭壽命的重要指標，進給速度是評價加工效率的重要指標。對于高速鋼鉆頭來說，回轉速度對鉆頭壽命有較大影響，而回轉進給量的影響較小，因此，在保證鉆頭壽命的前提下，增加回轉進給量可提高鉆頭的加工效率。但請注意：如果每轉進給量過大，將會增加切屑厚度，造成斷屑困難，因此必須通過試切來確定每轉進給量的范圍，使斷屑平滑。對于硬質合金鉆頭，切削刃負前角方向的研磨具有較大的倒角，每轉進進位的可選范圍比高速鋼鉆頭小，如果在加工過程中每轉進位超過此范圍，鉆頭的使用壽命就會縮短?？紤]到硬質合金鉆頭比高速鋼鉆頭耐熱，且旋轉速度對鉆頭壽命影響較小，因此，在保證鉆頭壽命的同時，應采取提高旋轉速度的方法來提高硬質合金鉆頭的加工效率。

切削液的合理使用；

因為鉆頭的切削加工是在較窄的孔徑內進行的，切削液的種類和供應方式對鉆頭的使用壽命和孔的加工精度都有很大的影響。切削液可分為水溶性和非水溶性兩大類。切削液具有良好的潤滑性、浸潤性和抗粘結性，并具有良好的防銹性。水溶性切削液具有良好的冷卻性能，無粉塵，不易燃燒。近幾年，由于環(huán)保的需要，大量水溶性切削液被使用。但是，如果水溶性切削液稀釋倍數(shù)不適當，或者切削液發(fā)生變質，就會嚴重影響刀具的使用壽命，應引起高度重視。無論是水溶性還是非水溶性切削液，在使用過程中，必須使切削液完全到達切削點，同時要嚴格控制切削液的流量、壓力、噴嘴數(shù)目、冷卻方式(內冷或外冷)等。

 

五、鉆頭磨削刃。

磨砂鉆的鑒定

對于需要磨削刀片的鉆頭，其識別標準為：

1,切削刃口、橫刃、帶棱面的刀片磨損的數(shù)量；

2,加工后孔的尺寸精度和表面粗糙度；

3,切屑的顏色、形狀及顏色；

4,抗切削力(間接值，例如主軸電流、噪音、振動)；

5,處理的數(shù)量。

 

實踐中應根據(jù)上述指標的具體情況，確定準確、簡便的鑒別標準。用磨損量作為判別標準時，應選用經(jīng)濟的最佳重磨時間。由于主要的刃磨部位是刀頭后部和橫刃，鉆頭磨損量過大，刃磨時間長，磨削量大，可重磨次數(shù)少(刀頭總壽命=重磨后刀頭壽命×可重磨次數(shù))；用柱規(guī)或限規(guī)判斷鉆頭的切擴量、不直度等，一旦超過控制值，就要重新刃磨；用切削抗力判斷鉆孔的尺寸，如果超過了規(guī)定的限值，則可采用一種方法，即超過規(guī)定的限值即自動停機等；如采用加工限值管理，則要綜合上述。