麻花钻几何参数测量说明书
麻花钻
倒锥，导向性很差； 5 两条主切削刃很难磨得完全对称。
钻头修磨
1 修磨前刀面是改变前角的大小和前刀面的形式， 适应不同的切削材料。
2 修磨横刃是磨短横刃，减少其工作长度，降低轴 向力。
3 开分屑槽使切屑变窄，排屑方便，并减轻刀刃负 荷。
麻花钻
钻削层的三要素：
切削深度ap：在基面上垂直于进给运动 方向测量的切削层尺寸（mm）。
进给量f:钻头(或工件)每转钻入孔中的
轴向移动距离(mm/r)
πdn
切削速度v：v=ຫໍສະໝຸດ m/min1000
n
钻头或工件转速
两两垂直
麻花钻头角度
麻 花钻头的基本形式仍然是 普通车刀，因此车刀角度定 义仍然适用。
螺旋角 β 麻花钻外圆柱面与螺旋槽面 交线上任意点的切线与钻头轴线的夹 角。 β 即钻头的轴向前角， β增大， 轴向前角增大钻头的轴向力和扭矩小； 但过小会削弱钻刃强度。
5 钻铸件时遇到缩孔 6 工艺系统刚性不足
估计有缩孔时加工减少进给量
减少工件、夹具的的弹性变形，改进夹紧 定位
7 钻头横刃太长
修短横刃，减小轴向力
钻通孔钻通时，阻力迅速下降进 8 给量突然增加；或工件弹性恢复 修小钻头顶角，减小轴向力
造成进给量突增
课后练习
判断： 1 修磨横刃是磨短横刃，减少其工作长度，降低轴
4 修磨双重顶角是使切削厚度减小，切削刃增长， 单位长度刀刃长度负荷减轻；顶角减小轴向力下 降；刀尖角加大，散热条件改善。
几种常见的钻头折断情况
序号
现象
对策
1 钻头切削参数及用量选择不当 减少进给量和切削速度
麻花钻
6.2.2 麻花钻（P101）一、概述 （1）工艺范围钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、锪孔、锪端面等。
（见P106、表6-1）（2）切削运动①主运动：钻头旋转运动（r/min ） ②进给运动：钻头轴向垂直进给（mm/r ） （3）加工精度 IT13～IT11 Ra12.5～Ra6.3μm 二、麻花钻的组成 1、柄部（莫氏锥孔）主 轴————莫氏锥柄＞（莫氏锥柄）钻夹头（圆柱形）直 柄⎪⎭⎪⎬⎫→→→→≤mm 12d 12mm d ※柄部作用：夹持钻头、连接主轴、传递转矩与轴向力（进给）2、颈部（1）磨削钻头直径时的退刀槽。
（2）打印规格与厂标处。
3、工作部分 （1）导向部分①（两条）螺旋槽⇒容屑；排屑通道。
②（两条）螺旋棱边（刃带）⇒钻头导向；保持圆的孔形。
（2）切削部分切削刃）切削作用（内孔车刀主、主切削刃圆锥面 后刀面螺旋面前刀面：切削刃形成的→⎭⎬⎫≈→→4217→刃带（棱边）→导向（前大后小） 3→副切削刃→修光和导向 8→副后刀面（7） 5：横刃※两个后刀面的交线（一条横刃）。
※切削条件差（V cmin ≈0；F f ↑；Q ↑）。
三、麻花钻的结构参数1、d ：钻头直径，两刃带间的垂直距离。
⎪⎩⎪⎨⎧→→→擦。
减少刃带与孔壁间的摩前大后小）（～倒锥量＞后前mm 10012.005.0d d2、d 0：钻心（两旁为螺旋槽） ※d 0＝0.15d （mm ）※前小后大（钻头轴向刚度↑）→正锥量→10024.1～（mm ） 3、螺旋角ββ：钻头刃带棱边螺旋线展开成的直线（斜边）与钻头轴线的夹角。
（1）主切削刃外径处（A 点）Pr.2tan 1-A πβ＝ 又：P ＝2π.r.tan βAP-钻头螺旋沟导程 （2）主切削刃钻心X 点：A 1x1-X r.tan .2.2tan P .2tan βπππβx r r -=＝ A1-X r.tan tan ββxr ＝（3）⎩⎨⎧↓⇒→↑⇒→→minx x max A r βββββr 钻心孔 外径处 （4）→β实际上是钻头假定工作平面内的进给前角（γfx =β，见后面讲解）∴⎩⎨⎧↑↑最小、切削最差 钻心处 最大、切削轻快 外径处 fx min fx max fx γβγβγβ四、麻花钻的几何参数 1、基面与切削平面（图6－9） （1）基面P r ：rA C P V A 基面 平面垂直的②且与该点平面在内的轴线点与钻头①过⇒⎭⎬⎫（2）切削平面P sSA rA P P A ⇒⇒⎭⎬⎫并垂直于基面②与主切削刃相切 点 ①过 见P11，还有： （3）P o 正交平面 （4）P f 进给平面（5）P p 背平面（复习P11）各点基面均不同。
麻花钻
β
散热条件
刀具寿命
标准麻花钻的螺旋角β=18°~ 30°。
黄铜、软青铜： β=10°~ 17° 轻合金、紫铜： β=35°~ 40° 高强度钢、铸铁:图β=10°~ 15° 2－13
（3）前角γ
o
是在正交平面内测量的 前刀面与基面间的夹角 。 （图2－19）
由于钻头的前刀面是螺旋面，且各点处的基面和正交 平面位置亦不相同，故主切削刃上各处的前角也是不相同 的，由外缘向中心逐渐减小。在图样上，钻头的前角不予 标注，而用螺旋角表示。
群钻
群钻（倪志福钻头）是共和国五十周年重大 发明之一，至今还是世界先进钻头，受到中 外专家高度重视。将标准麻花钻的切削部分修磨
成特殊形状的钻头。群钻是中国人倪志福于1953 年创造的，原名倪志福钻头，后经本人倡议改名为 “群钻”，寓群众参与改进和完善之意。标准麻花 钻的切削部分由两条主切削刃和一条横刃构成，最 主要的缺点是横刃和钻心处的负前角大，切削条件 不利。群钻是把标准麻花钻的切削部分磨出两条对 称的月牙槽，形成圆弧刃，并在横刃和钻心处经修 磨形成两条内直刃。这样，加上横刃和原来的两条 外直刃，就将标准麻花钻的“一尖三刃”磨成了 “三尖七刃”(见图)。修磨后钻尖高度降低，横刃 长度缩短，圆弧刃、内直刃和横刃处的前角均比标 准麻花钻相应处大。因此，用群钻钻削钢件时，轴 向力和扭榘分别比标准麻花钻降低30～50%和 10～30%，切削时产生的热量显着减少。标准麻花 钻钻削钢件时形成较宽的螺旋形带状切屑，不利于 排屑和冷却。群钻由于有月牙槽，有利于断屑、排 屑和切削液进入切削区，进一步减小了切削力和降 低切削热。由于以上原因，刀具寿命可比标准麻花 钻提高2～3倍，或生产率提高 2倍以上。群钻的三 个尖顶，可改善钻削时的定心性，提高钻孔精度。 为了钻削铸铁、紫铜、黄铜、不锈钢、铝合金和钛 合金等各种不同性质的材料，群钻又有多种变型， 但“月牙槽”和“窄横刃”仍是各种群钻的基本特
第五章 麻花钻与铰刀.
测量方便
6
第五章
3 刃倾角λs ：
麻花钻与铰刀
一 麻花钻的结构与几何参数
在切削平面内，主切削刃与基面之间的夹角
端面刃倾角λt ：
主切削刃与基面在端面投影中
ห้องสมุดไป่ตู้
的夹角
7
第五章
4 顶角2φ与主偏角κr ：
麻花钻与铰刀
一 麻花钻的结构与几何参数
顶角2φ：两条主切削刃在与其平行的平面上投影的的夹角
标准麻花钻：2φ=118 °
30
第五章
四 铰刀
5 结构
工作部分 颈部 柄部
麻花钻与铰刀
引导锥：在切削部分的锥角2φ≤30º 时，为便于切入，
工作 部分
在其前端制成引导锥：0.5～2.5 X 45º 切削部分：锥角2φ 校准部分：有刃带（修光刃）：bα1 = 0.2～0.4 mm 导向；修光；提高表面质量和刀具寿命；便于制造、检验； 圆柱部分： 倒锥部分：降低摩擦
15
第五章
2
麻花钻与铰刀
二 麻花钻切削部分结构的分析与改进
标准高速钢麻花钻切削部分的修磨与改进
（2）修磨前刀面
加工较硬材料时，可将 主切削刃外缘处的前刀 面磨去一部分，适当减 小该处前角，以保证足 够强度
当加工较软材料时，在前 刀面上磨出卷屑槽，加大 前角，减小切屑变形，降 低切削温度，改善工件表 面加工质量
是磨削钻头柄部时的砂轮越程槽
常用来标钻头的规格。 工作部分 分切削部分和导向部分 切削部分：担负切削工作 导向部分：导向 备磨部分 钻芯：正锥 锥度：1.4～2/100 外径：倒锥 锥度：0.03～0.12/100
2
第五章
切削部分： 2个前刀面：螺旋槽
麻花钻
一、麻花钻结构特点麻花钻是最常用的孔加工刀具，此类钻头的直线型主切削刃较长，两主切削刃由横刃连接，容屑槽为螺旋形（便于排屑），螺旋槽的一部分构成前刀面，前刀面及顶角（2Ø）决定了前角g的大小，因此钻尖前角不仅与螺旋角密切相关，而且受到刃倾角的影响。
麻花钻的结构及几何参数见图1。
D：直径 y：横刃斜角 a：后角 b：螺旋角Ø：顶角 d：钻芯直径 L：工作部分长度图1 麻花钻结构及切削部分示意图横刃斜角y是在端面投影中横刃与主切削刃之间的夹角，y的大小及横刃的长短取决于靠钻芯处的后角和顶角的大小。
当顶角一定时，后角越大，则y越小，横刃越长（一般将y控制在50°～55°范围内）。
二、麻花钻受力分析麻花钻钻削时的受力情况较复杂，主要有工件材料的变形抗力、麻花钻与孔壁和切屑间的摩擦力等。
钻头每个切削刃上都将受到Fx、Fy、Fz三个分力的作用。
图2 麻花钻切削时的受力分析如图2所示，在理想情况下，切削刃受力基本上互相平衡。
其余的力为轴向力和圆周力，圆周力构成扭矩，加工时消耗主要功率。
麻花钻在切削力作用下产生横向弯曲、纵向弯曲及扭转变形，其中扭转变形最为显著。
扭矩主要由主切削刃上的切削力产生。
经有限元分析计算可知，普通钻尖切削刃上的扭矩约占总扭矩的80％，横刃产生的扭矩约占10％。
轴向力主要由横刃产生，普通钻尖横刃上产生的轴向力约占50％～60％，主切削刃上的轴向力约占40％。
图3 钻芯直径d-刚度Do关系曲线以直径D=20mm麻花钻为例，在其它参数不变情况下改变钻芯厚度，从其刚度变化曲线（见图3）可以看出，随着钻芯直径d增加，刚度Do增大，变形量减小。
由此可见，钻芯厚度增加明显增加了麻花钻工作时的轴向力，直接影响刀具切削性能，且刀具刚度的大小对加工几何精度也有影响。
由于普通麻花钻的横刃为大负前角切削，钻削时会发生严重挤压，不仅要产生较大轴向抗力，而且要产生较大扭矩。
对于一些厚钻芯钻头，如抛物线钻头（G钻头）和部分硬质合金钻头（其特点之一是将钻芯厚度由普通麻花钻直径的11％～15％加大到25％～60％）等，其刚性较好，钻孔直线度好，孔径精确，进给量可加大20％。
麻花钻的基本要点说明
2麻花钻头钻头的种类很多，如麻花钻、扁钻、深孔钻和中心钻等。
麻花钻头多用髙速钢(W18Cr4V 或W9Cr4V2)制成,淬火后HRC62〜68。
(1)麻花钻的构成：麻花钻由柄部、颈部及工作部分组成(图4-1)。
宜柄麻花钻图4-1麻花钻的结构⑵麻花钻切削部分的构成(图4-2) o主切削刃(3)麻花钻切削部分的几何角度(图4-3) o图4-3麻花钻切削部分的几何角度2为顶角，Yo为前角，Q。
为后角，e为横刃斜角(4)麻花钻切削部分几何角度定义、作用及选择参数(表4-2)。
表4-2麻花钻切削部分几何角度定义、作用及选择参数，名符号定义与作用选择参数顶角2*钻头两主切削刃之间的夹角称为顶角。
它的大小主要影响钻尖的强度、前角和轴向力。
顶角大，钻尖强度大，并可加大前角，但钻削时轴向加工材料顶角钢、铸铁116°〜118°钢锻件120°〜125°镭钢、不锈钢135°〜150°黄铜、青铜130°〜140°紫铜125°〜130°（续表）(5)麻花钻的刃磨要求。
①根据加工材料磨出正确的钻顶角，钻材料为一般中等硬度的钢和铸铁时2d)=116°〜118° o②两条主切削刃与轴线的夹角应磨得相等，否则产生单边切削，也会使孔径扩大, 孔壁粗糙，同时加剧钻头磨损(图4-4a) o图4-4钻头刃磨质量对孔加工的影响a.顶角不对称b.切削刃长度不等③两条主切削刃的长度应磨得相等且成直线，否则钻孔时产生晃动，扩大孔径使孔壁粗糙(图4-4b) o④磨出恰当的后角，以确定正确的横刃斜角。
(6)麻花钻存在的问题及其修磨如表4-3所示。
表4-3麻花钻存在的问题极其修磨（续表）特点及应用主切削刃与陵边的交角（刀尖角匕）太小，容易磨损磨出双重顶修磨顶角角2° = 70°〜75% f.= 0. 2D. 可增大刀尖角& •改善刀尖处的散热条件•适于钻铸铁的较大直径的钻头主切削刃全宽同时参加切削，切屑变形大•切削较困开分屑槽在两个主后刀面［一修磨出错开的分屑槽•或由制造厂在前刀面上开出分屑槽•有利于分屑、排屑•适于钻钢料的大直径钻头（续表）主切削刃主外径处修磨前刀面将主切削刃外径处的前刀面磨去一块•以减小该处的前角，适于大直径钻头加工硬材料时增加主切削刃外径处的强度和避免钻黄铜时“扎刀”特点及应用棱刃无后角引起磨损修磨棱边磨出副后角3 = 6° ~ 8°"=0. 1 ~0・ 3 mm.b可减少棱边与孔壁的摩擦，提高钻头的使用寿命，适于钻较软材料和钻孔精度要求较高的大直径钻头。
麻花钻几何角度和受力分析
一．麻花钻切削部分的几何角度钻头实际上相当于正反安装的两把内孔车刀的组合刀具，只是这两把内孔车刀的主切削刃高于工件中心（因为有钻心而形成横刃的缘故，钻心半径为）。
（1）基面和切削平面在分析麻花钻的几何角度时，首先必须弄清楚钻头的基面和切削平面。
①基面：切削刃上任一点的基面，是通过该点，且垂直于该点切削速度方向的平面，如图7－35a所示。
在钻削时，如果忽略进给运动，钻头就只有圆周运动，主切削刃上每一点都绕钻头轴线做圆周运动，它的速度方向就是该点所在圆的切线方向，如图7－35b中A点的切削速度垂直于A点的半径方向，B点的切削速度垂直于B点的半径方向。
不难看出，切削刃上任一点的基面就是通过该点并包含钻头轴线的平面。
由于切削刃上各点的切削速度方向不同，所以切削刃上各点的基面也就不同。
②切削平面：切削刃上任一点的切削平面是包含该点切削速度方向，而又切于该点加工表面的平面（图7－35a所示为钻头外缘刀尖A点的基面和切削平面）。
切削刃上各点的切削平面与基面在空间相互垂直，并且其位置是变化的。
（2）主切削刃的几何角度（如图7-36所示）①端面刃倾角为方便起见，钻头的刃倾角通常在端平面内表示。
钻头主切削刃上某点的端面刃倾角是主切削刃在端平面的投影与该点基面之间的夹角。
如图7－36所示，其值总是负的。
且主切削刃上各点的端面刃倾角是变化的，愈靠近钻头中心端面刃倾角的绝对值愈大（见图7－36b）。
②主偏角麻花钻主切削刃上某点的主偏角是该点基面上主切削刃的投影与钻头进给方向之间的夹角。
由于主切削刃上各点的基面不同，各点的主偏角也随之改变。
主切削刃上各点的主偏角是变化的，外缘处大，钻心处小。
③前角麻花钻的前角是正交平面内前刀面与基面间的夹角。
由于主切削刃上各点的基面不同，所以主切削刃上各点的前角也是变化的，如图7－36所示。
前角的值从外缘到钻心附近大约由+30°减小到-30°，其切削条件很差。
④后角切削刃上任一点的后角，是该点的切削平面与后刀面之间的夹角。
麻花钻几何角度和受力分析.
一．麻花钻切削部分的几何角度钻头实际上相当于正反安装的两把内孔车刀的组合刀具，只是这两把内孔车刀的主切削刃高于工件中心（因为有钻心而形成横刃的缘故，钻心半径为）。
（1）基面和切削平面在分析麻花钻的几何角度时，首先必须弄清楚钻头的基面和切削平面。
①基面：切削刃上任一点的基面，是通过该点，且垂直于该点切削速度方向的平面，如图7－35a所示。
在钻削时，如果忽略进给运动，钻头就只有圆周运动，主切削刃上每一点都绕钻头轴线做圆周运动，它的速度方向就是该点所在圆的切线方向，如图7－35b中A点的切削速度垂直于A点的半径方向，B点的切削速度垂直于B点的半径方向。
不难看出，切削刃上任一点的基面就是通过该点并包含钻头轴线的平面。
由于切削刃上各点的切削速度方向不同，所以切削刃上各点的基面也就不同。
②切削平面：切削刃上任一点的切削平面是包含该点切削速度方向，而又切于该点加工表面的平面（图7－35a所示为钻头外缘刀尖A点的基面和切削平面）。
切削刃上各点的切削平面与基面在空间相互垂直，并且其位置是变化的。
（2）主切削刃的几何角度（如图7-36所示）①端面刃倾角为方便起见，钻头的刃倾角通常在端平面内表示。
钻头主切削刃上某点的端面刃倾角是主切削刃在端平面的投影与该点基面之间的夹角。
如图7－36所示，其值总是负的。
且主切削刃上各点的端面刃倾角是变化的，愈靠近钻头中心端面刃倾角的绝对值愈大（见图7－36b）。
②主偏角麻花钻主切削刃上某点的主偏角是该点基面上主切削刃的投影与钻头进给方向之间的夹角。
由于主切削刃上各点的基面不同，各点的主偏角也随之改变。
主切削刃上各点的主偏角是变化的，外缘处大，钻心处小。
③前角麻花钻的前角是正交平面内前刀面与基面间的夹角。
由于主切削刃上各点的基面不同，所以主切削刃上各点的前角也是变化的，如图7－36所示。
前角的值从外缘到钻心附近大约由+30°减小到-30°，其切削条件很差。
④后角切削刃上任一点的后角，是该点的切削平面与后刀面之间的夹角。