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铰孔
钻沉头孔
镗沉头孔
攻螺纹
图8.1各种类型的空
然而钻孔是用来在固体材料上生成一个孔，其他所有的操作是为了达到要求而去扩大一个孔或提高孔的质量。
这些工艺的工序能力的对比就在表8.1。
在表中，l是孔的长度，D是孔的直径。
在这一章节中，所有这些加工方法的基本细节都会详细讨论。
表8.1孔加工的相对特征
孔的参数
扩孔
最小尺寸,毫米
1.6
9.5
6
最大尺寸,毫米
50
100
250
75
负公差,毫米
0.896*D0.5
0.010
0.008
0.512×
D0.5+0.064
正公差,毫米
0.896*D0.5+0.075
0.640×
D0.5+0.075
平直度,毫米
0.013×
（l/D）3+0.050
2.5
0.013
0.250
圆度,毫米
0.100
0.025
0.075
平行度,毫米
0.025×
（l/D）3+0.075
0.25
深度极限,毫米
300
400
225
500
位置度,毫米
±
0.200
0.003
表面光度,μm
2.54
0.41
0.20
1.25
8.2钻孔
用来在固体材料上加工孔的切削刀具叫做麻花钻。
它主要是由两个部分组成的；
刀身由切削刃和刀柄组成，刀柄的目的是为了被夹住。
它有两个切削刃和两个切进其表面的螺旋沟槽组成的，如图8.2。
那些沟槽是为了在切削刃工作的时候让切屑通过的。
它们也允许切削液到达切削刃。
图8.2麻花钻的几何形状
钻头坯料是锻造出来的，然后通过扭转来提高抗扭刚度。
沟槽在最后的几何磨削前还要机加工和热处理。
麻花钻的几何形状在图8.2中列出。
这些都是直柄的或锥柄的。
直柄钻头安装在机器主轴的钻头卡盘上。
锥柄钻头通过自锁锥面的帮助直接安装在主轴上。
锥柄钻头末端的柄脚和主轴上的一个狭槽配合。
柄脚帮助驱动钻头，防止钻头滑动也提供了一种从主轴上取下的方法。
钻头上从切削唇延伸到下一个沟槽的表面叫做侧面。
面是比邻切削唇的沟槽表面的一部分，切屑从工件上切下是走过的面。
切削唇是有切削刃或面和侧面交叉形成的刀刃。
代加工量或余量是与钻头前沿表面接触的圆柱体，有时候也称圆柱待加工量。
在余量后切削刃在径向会减少以给钻身间隙。
轴向刀面角是面和钻头轴线平行的直线的夹角。
在钻头的外轮廓上，它相当于螺旋角。
螺旋角是面的前沿和钻头轴线的夹角。
有时候它叫做旋升角。
唇间隙角是在钻头外轮廓上侧面比邻面的一部分和垂直于钻头轴线的平面的夹角。
横刃是由两侧面交叉形成的。
为了提高皱边的强度，切削刃从底部逐渐变厚。
这称为腹部。
为了防止轴向间隙，钻身到柄有后锥面。
钻尖的形状是很重要的。
唇角应该符合给定的应用。
一般来说，发现118°
的唇角适用于低碳钢和其他一般材料。
较大的数值用于脆硬材料，较小的数值用于软材料。
表8.2给出了具有代表性的数值。
表8.2对应各种加工材料的唇角
加工材料
唇角，度
深孔钻头
128
硬质材料
136
软的有色金属
90
硬化钢
125
木头和非金属材料
60
钻头的两个切削刃必须一样长，和钻头轴线的夹角也必须一样。
否则，沿着切削刃会出现切削力不平衡从而产生一个扭转载荷。
这会导致钻头磨损加快。
用这样的钻头钻出来的孔的尺寸也会过大。
防止钻孔产生络合物的刀面角取决于沟槽的螺旋角，锥尖角和进给速度。
图8.3列出了各种可能的刀面角。
最大的推力在腹板处，腹板承受压缩而不是剪切，最小值在切削刃的末端。
图8.3麻花钻的刀面角
由于腹板不能切削，有事直接钻大直径的孔很难实现位置公差。
对于这种情况，要用中线钻头或小孔钻头先钻一个中心孔作为导向孔。
钻的导向孔的尺寸要照顾到腹板部分，从而可以为更大的孔精确定位。
麻花钻是在腹板上设计出来的，腹板从锥尖到沟槽延伸方向逐渐变厚，如图8.4.这给切削刀具提供了必要的强度和刚度。
麻花钻切削唇磨损部分要重新研磨。
钻头总长度会逐渐减少。
然而，随着它，腹板的厚度也会增加如图8.4.正如前面的介绍，后果腹板只会压缩材料，随着腹板的变厚钻头上的推力也会增加。
由于过大的推力也可能产生不圆的孔和大尺寸的孔。
因此过了一段时间，腹板必定会变薄。
腹板稀释必须仔细的设计使得稀释能和沟槽均匀的混合。
钻头横刃也不能过分的减少，大量的材料必被等量的从两侧小心地切除。
图8.5列出了一些做腹板洗漱的方法。
图8.4再次研磨后改变腹板的厚度
图8.5在不同的方法中减薄腹板
8.2.2钻孔的类型
除了上面介绍的标准麻花钻，大量的钻头为了特殊的运用而被设计出来的。
输油孔钻这是最有用的深孔加工。
延伸的钻身有两个内部的孔，切削液在压力下可以通过这孔。
这冷却了切削刃同时也冲去了切屑。
渐进式钻多种渐进式钻是发展成为适合混合型的机械加工操作，如多孔钻，沉头镗和沉头钻孔。
岩芯钻这是特殊的钻孔方式是为了在铸件上扩大已经存在的孔。
他们要么是三沟槽或四沟槽的类型适用于扩大已经钻好的孔，三沟槽的类型适用于冲孔或岩芯孔。
由于三沟槽类型的切削唇不完全互相相反，他能使振动最小化。
壳芯钻这类似于岩芯钻，但没有一个为被握住的正常的柄。
他们用于钻大直径的孔。
这些钻头需要安装在一个有现成的中心孔类似于平铣刀的根上。
扁平钻扁平钻是在低切削速度和高进给速率下加工小直径孔的。
它有末端有切削刀片的长支撑杆。
这些不贵，因为支撑结构使用了非螺旋沟槽的钢材能够变的更坚硬。
扁平钻也用来为后面的钻孔机加工小的圆锥形和在存在的孔上加工一个斜面（类似于沉头孔）以便于后面的铰孔和装配操作。
硬质合金钻头大部分钻头是高速钢制成的。
然而，对于加工硬质材料以及大批量生产时，可在钻头上镶嵌碳化钨，如图8.6.碳化钨被刀具夹住其尖端的合适的几何形状作为刀具的切削刃。
图8.6镶有硬质合金齿的钻头
在第二章中，涂层刀具提供一个更好的办法提高刀具的寿命。
这适用于高速钢制的钻头。
氮化钛涂在钻头表面，钻钢材是，可以平均提高钻头2~10倍的寿命。
8.2.3钻床结构
为了完成钻孔操作，当钻头在工件上直线进给的时候必要的运动是钻头的旋转。
钻孔机器有不同的形状和大小。
立式钻床图8.7是典型的立式钻床。
在这种情况下，切削刀具安装在主轴上，小尺寸的直柄型钻头安装在钻头卡盘上，其他的直接安装在主轴上。
主轴落在通过人工操作或自动推进可以往复运动的衬套上。
工件通常是放在桌上，用合适的夹紧装置夹住。
在操作方面，立式钻床是相对简单和便宜的。
然而，它不适合批量生产。
图8.7立式钻床
径向钻孔如前面的描述摇臂钻床比立式钻床更全面。
图8.8展示了摇臂机床的主要部件和运动。
钻头能沿着手臂径向移动到任何位置，而手臂本身可旋转，从而可以到达机器范围内的任何地方。
摇臂钻床更方便地用于加工大型公建，因为他们的体重不能很容易的移动。
在这种情况下，在实施钻孔操作前，钻头本身会移动到工件的实际位置。
处了麻花钻，其他钻孔刀具也能使用。
图8.8摇臂钻床
多主轴钻孔为了生存作业，多主轴钻床能同时实施大量的操作。
这些机器可以安装多把钻头，它们每一个都从主轴电机上得到同样的动力。
在相同部分的大批量生产中，这些机器的使用会更经济。
这些机器能在很短的时间内生产大量的孔。
一些机器在确定的位置有确定数量的主轴，然而其他有确定数量但可以改变位置来适应工件的几何形状。
后来的机器是更广泛的模型。
排式钻床排式钻床相当于典型运动的多轴车床。
它有一定数量的并排陈列的主轴（通常是四个）组成。
每一个主轴可以顺序安装不同的钻头或其他的制孔操作刀具。
在完成了所有的制定孔操作后，工件会移动到下一个工位。
这运用在工件固定在一个夹具上的批量生产上，工件以合理的尺寸允许操作工一起搬运工件和夹具到下一个工位，通常在滚筒运输机上。
工件的夹紧在钻床机器上工件的夹紧类似于铣床。
在加工车间，钻孔时大部分的小部件是被钳住的。
然而，在生产中，不止需要对工件进行适当的定位和夹紧，也要对钻头进行定位和引导。
因此夹具就是起这个功能的。
图8.9是钻孔夹具的一个例子。
图8.9钻孔夹具
8.2.4钻孔时间的估计
钻孔上的典型工艺参数在表8.3,8.4和8.5中给出。
钻孔的切削速度是麻花钻的表面速度。
因此
式中，V是切削速度（表面），米/分钟
D是麻花钻的直径，毫米
N是钻头的转速，转/毫米
钻头必须从远处靠近孔的开端然后贯穿真实的孔作为限额A。
最初的方法通常为了在孔上定位的一个小的值。
A的大小一般为2~3毫米。
因为麻花钻的圆锥形如图8.10，超过孔的贯穿距离是必须的，有称作钻穿距离。
数值由钻头的直径和唇角决定而且也给定。
图8.10麻花钻的结束钻孔来表达贯通距离
贯穿长度，
对于最普通的情况α=59°
，以给定
刀具的行程总长度为，L=l+A+2毫米
式中，l是孔的长度，毫米
钻孔时间
分钟
式中，f是进给速率，毫米/转
表8.3钻孔的切削工艺参数
硬度BHN
高速钢
速度米/分钟
进给毫米/转
铸铁
200
25-35
0.13-0.30
铸钢
280-300
12-15
0.06-0.19
美国钢号1020
110-160
35
0.20-0.50
美国钢号1040
170-200
25
锰钢
185-215
5
镍钢
200-240
18
不锈钢
150
15
弹簧钢
刀具钢
23
215
12
可锻铸铁
110-130
26
铝
95
275
0.13-0.90
铝合金
170-190
铜
80-85
21
黄铜
190-200
70
青铜
180-200
54
锌合金
110-125
玻璃
4.5
表8.4刀具刀头为硬质合金的钻孔切削速度
切削速度米/分钟
50到150
50到100
柔性铸铁
30到55
冷硬铸铁
10到15
硬质铸铁
30到45
硬度大于450BHN的钢
25到35
表8.5刀具刀头
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