浅析钻孔工艺操作常识及麻花钻结构的改进
浅析钻孔工艺操作常识及麻花钻结构的改进
机械加工的程序中，钻孔是最主要的加工。看起来钻孔是很简单，只是把板子放在钻机上钻孔，其实那只是表面的动作，实际上钻孔是一道非常关键的工序。无论，后续的加工是搪孔，扩孔，以致于研磨，都是把钻孔当作第一工程。因此后续加工的成败及顺利与否，和钻孔的结果是习习相关。
在钻床上钻孔时，一般情况下，钻头应同时完成两个运动；主运动，即钻头绕轴线的旋转运动（切削运动）；辅助运动，即钻头沿着轴线方向对着工件的直线运动（进给运动），钻孔时，主要由于钻头结构上存在的缺点，影响加工质量，加工精度一般在IT10级以下，表面粗糙度为Ra12.5μm左右、属粗加工。
钻头是钻孔用的刀削工具，常用高速钢制造，工作部分经热处理淬硬至62～65HRC。一般钻头由柄部、颈部及工作部分组成。
柄部是钻头的夹持部分，起传递动力的作用，柄部有直柄和锥柄两种，直柄传递扭矩较小，一般用在直径小于12mm的钻头；锥柄可传递较大扭矩（主要是靠柄的扁尾部分），用在直径大于12mm的钻头。
颈部：是砂轮磨削钻头时退刀用的，钻头的直径大小等一般也刻在颈部。
工作部分：它包括导向部分和切削部分。导向部分有两条狭长、螺纹形状的刃带（棱边亦即副切削刃）和螺旋槽。棱边的作用是引导钻头和修光孔壁；两条对称螺旋槽的作用是排除切屑和输送切削液（冷却液）。它有两条主切屑刃和一条柄刃。两条主切屑刃之间通常为118°±2°，称为顶角。横刃的存在使锉削是轴向力增加。
钻孔用的夹具主要包括钻头夹具和工件夹具两种。钻头夹具常用的是钻夹头和钻套。钻夹头适用于装夹直柄钻头。钻夹头柄部是圆锥面，可与钻床主轴内孔配合安装；头部三个爪可通过紧固扳手转动使其同时张开或合拢。钻套又称过渡套筒，用于装夹锥柄钻头。钻套一端孔安装钻头，另一端外锥面接钻床主轴内锥孔。
常用的夹具有手虎钳、平口钳、V形铁和压板等。装夹工件要牢固可靠，但又不准将工件夹得过紧而损伤过紧，或使工件变形影响钻孔质量（特别是薄壁工件和小工件）。
钻孔的操作：
A.钻孔前一般先划线，确定孔的中心，在孔中心先用冲头打出较大中心眼。
B.钻孔时应先钻一个浅坑，以判断是否对中。
C.在钻削过程中，特别钻深孔时，要经常退出钻头以排出切屑和进行冷却，否则可能使切屑堵塞或钻头过热磨损甚至折断，并影响加工质量。
D.钻通孔时，当孔将被钻透时，进刀量要减小，避免钻头在钻穿时的瞬间抖动，出现“啃刀”现象，影响加工质量，损伤钻头，甚至发生事故。
E.钻削大于φ30mm的孔应分两次站，第一次先钻第一个直径较小的孔（为加工孔径的0.5～0.7）；第二次用钻头将孔扩大到所要求的直径。
F.钻削时的冷却润滑：钻削钢件时常用机油或乳化液；钻削铝件时常用乳化液或煤油；钻削铸铁时则用煤油。
下面说说斜孔钻削工艺及麻花钻结构的改进
在加工某零件定板时(材料45钢，外形尺寸1000×7000×20mm)时，钻削φ24mm的30°斜孔，且要求孔壁表面粗糙度达到Ra6.3μm。用万向摇臂钻床上用标准麻花钻对定板进行常规钻削加工时，产生了以下工艺问题：
钻削直孔时，采用钻扩工艺即可稳定达到Ra6.3μm的表面粗糙度要求。但钻削30°斜孔时，由于受断续切削和径向抗力的影响，钻头在钻削过程中始终存在振动，虽然采用钻套导向可部分减小径向抗力，但振动仍会加速钻头磨损，导致钻头外刃崩刃，严重影响钻削加工的正常进行和钻孔质量。
为解决上述问题，需要对斜孔钻削工艺和用于加工的标准麻花钻结构进行改进。
A.将斜孔钻削工艺由直接钻孔改为钻后扩孔，即在φ24mm钻套内再增加一个φ21mm钻套，先采用φ21mm钻头钻孔，然后再用φ24mm钻头扩孔。
B.为保证定板孔距的尺寸精度和提高钻头钻削开始阶段的稳定性，设计了专用斜孔钻模。
C.为消除钻头侧尖在刚钻透工件的瞬间所产生的径向抗力，钻削时在工件下面设置一层A3材料的工艺板。
D. 钻型的选择：为提高钻头的刚性和钻孔精度，选用钻芯加厚、抛物线型切削刃槽的长刃麻花钻头，并对钻头钻尖进行机磨，以保证两锋刃角度对称，切削刃受力均匀。
E.钻头角度的刃磨：钻孔用φ21mm钻头。在钻削斜孔的开始阶段钻头处于断续切削状态，切削面积由小到大直至进入连续切削状态，该阶段加工长度为48mm。在断续切削阶段，钻头在径向抗力作用下，其棱边与钻套内壁的摩擦力较大，为减小摩擦力，将φ21mm钻头钻尖的几何角度刃磨为群钻型。
由于钻头锋角(主偏角)的改变将使径向切削力Py与轴向切削力(走刀力)Px的大小比例发生变化，即径向切削力Py将随锋角的增大而减小，因此刃磨钻头时需增大两锋角。同时，将钻尖横刃磨窄以减小轴向切削力；将圆弧刃磨低，弧底靠近钻头侧刃，使外直刃宽度变窄，降低A、B间的轴向高度，从而加高环形筋，增强钻头侧尖的定心作用，以达到提高切削稳定性的目的。这样，当钻削长度超过A、B后，钻尖附近的径向切削力与外直刃的径向分力方向相反且小于外直刃径向分力。
改进后的加工效果
在钻头几何角度确定后，通过切削试验选取合理的切削用量(转速n=160r/min，进给量f=0.08～0.10mm/r)。定板上的斜孔钻削完毕后，需用砂轮进行手工修磨(修磨后的孔径为φ24～24.5mm)，然后用砂布打光，使各孔的表面粗糙度基本达到Ra6.3μm。
经生产验证，用改进后的钻削工艺及麻花钻加工定板零件的30°斜孔时，加工效果良好，钻孔质量和加工效率显著提高，
