用钻头在实体材料上加工出孔的方法，称为钻孔，如图所示。钳工钻孔时常在各类钻床上进行。

钻孔

钳工常用的钻床有台式钻床、立式钻床和摇臂钻床，分别用来加工不同规格的孔。在钻床上钻孔时，钻头的旋转是主运动，钻头沿轴向的移动是进给运动。

钻削时钻头是在半封闭的状态下进行切削的，转速高，切削量大，排屑困难，摩擦严重，钻头易抖动，所以加工精度低，一般尺寸精度只能达到IT11 ~ IT10,表面粗糙度Ra值只能达到50 ~12.5μm。

钻头的种类较多，如麻花钻、扁钻、深孔钻、中心钻等。其中，麻花钻(俗称钻头)是指容屑槽由螺旋面构成的钻头，钻体部分形状像麻花一样，它是钳工常用的主要钻孔刀具。麻花储的规格用直径森示(靠近钻尖处测量)，主要用来在实体材料上钻削直径在100 mm以下的孔。

麻花钻工作部分用W6MoSCr4V2或其他同等性能的普通高速钢(代号:HSS)制造，热处理淬火后硬度达62.5 ~66.5HRC。也可用高性能高速钢(代号:HSS-E)制造，淬火后硬度可达64-68HRC焊接麻花钻柄部用45钢或同等性能的其他钢材制造。

(1)麻花钻的组成麻花钻由钻柄和钻体部分组成，结构如图所示。

锥柄式麻花钻

1)钻柄 钻柄是钻头上用于夹固和传动的部分，用以定心和传递动力，有直柄和锥柄两种。一般直径小于13mm的钻头做成直柄，用钻夹头夹持;直径大于13 mm的做成锥柄，通过莫氏锥度(或变径套)与钻床主轴锥孔连接，具体规格见表。在莫氏锥柄的小端有扁尾， 以备嵌人锥孔的槽中，作顶出钻头之用。

莫氏锥柄的大端直径及钻头直径(摘自GB/T 1438.1- -2008 )

2)钻体麻花钻的钻体包括切削部分(又称钻尖)、由两条刃带形成的导向部分及空刀。切削部分是指由产生切屑的诸要素(主切削刃、横刃、前刀面、后刀面、刀尖)所组成的工作部分，它承担着主要的切削工作。标准麻花钻的切削部分由五刃(两条主切削刃、两条副切削刃和一条横刃)、六面(两个前刀面、两个后刀面和两个副后刀面)和三尖(一个钻尖和两个刀尖)组成，如图所示。

麻花钻切削部分的构成

麻花钻的导向部分用来保持麻花钻钻孔时的正确方向并修光孔壁，在麻花钻刃磨时可作为切削部分的后备。两条容屑槽的作用是形成切削刃，便于容屑、排屑和切削液输人。为了减少刃带与孔壁的摩擦，便于导向，麻花钻的导向部分直径略有倒锥(用倒锥度表示，每100 mm长度上为0.02 ~0. 12 mm,但总倒锥量不应超过0. 25 mm)。

空刀是钻体上直径减小的部分，它的作用是在磨制麻花钻时作空刀槽使用，通常麻花钻的规格、材料及商标也打印在此处。

(2)标准麻花钻的切削角度

1)确定麻花钻切削角度的辅助平面为了确定麻花钻的切削角度，需要引进几个辅助平面:基面、切削平面、正交平面(此三者互相垂直)和柱剖面。

①基面的麻花钻主切削刃上任一点的基面就是通过该点，且垂直于该点切削速度方向的平面，实际上是通过该点与钻心连线的径向平面。由于麻花钻两主切削刃不通过钻心，所以主切削刃上各点的基面也就不同，如图所示。

麻花钻的辅助平面

②切削平面麻花钻主切削刃上任 一点的切削平面，是由该点的切削速度方向与该点切削刃的切线所构成的平面。标准麻花钻主切削刃为直线，其切线就是钻刃本身。切削平面即为该点切削速度与钻刃构成的平面。

③正交平面 通过主切削刃上任一点并垂直于基面和切削平面的平面。

④柱剖面 通过主切削刃上任一点作与麻花钻轴线平行的直线，该直线绕麻花钻轴线旋转所形成的圆柱面的切面，如图所示。

柱剖面

2)标准麻花钻的切削角度标准麻花钻的切削角度如图所示。

标准麻花钻头的切削角度

标准麻花钻各切削角度的定义、作用及特点见表。

标准麻花钻头的切削角度作用及特点

切削角度	定义	作用及特点
前角y0	在正交平面(图3中N1-N1或N2-N2)内，前刀面与基面之间的夹角	前角大小决定着切除材料的难易程度和切屑在前刀面上的摩擦阻力大小。前角越大，切削越省力。主切削刃上各点的前角不同:近外缘处最大，可达γ0=30°;自外向内逐渐减小，在钻心至D/3范围内为负值;横刃处γ0= -54°~-60°;接近横刃处的前角γ0= -30°。
主后角α0	在柱剖面(图3中O1-O1或02-02) 内，后刀面与切削平面之间的夹角	主后角的作用是减小麻花钻后刀面与切削面间的摩擦。主切削刃上各点的主后角也不同:外缘处较小，自外向内逐渐增大。直径D=15 ~30 mm的麻花钻，外缘处α0=9°~12°;钻心处α0=20°~26°;横刃处α0=30°~36°
顶角2φ	两条主切削刃在其平行平面M-M上的投影之间的夹角	顶角影响主切削刃上轴向力的大小。顶角越小，轴向力越小，外缘处刀角e越大，利于散热和提高钻头使用寿命。但在相同条件下，钻头所受扭矩增大，切屑变形加剧，排屑困难，不利于润滑。顶角的大小一般根据麻花钻的加工条件而定。标准麻花钻的顶角2φ=118°±2°,其大小对主切削刃形状的影响，如图5所示
横刃斜角ψ	横刃与主切削刃在钻头端面内的投影之间的夹角	在刃磨钻头时自然形成。其大小与主后角有关。主后角大，则横刃斜角小，横刃较长。标准麻花钻的横刃斜角ψ=50°～55°

顶角对主切削刃形状的影响

(3)标准麻花钻的缺点

1)横刃较长，横刃处前角为负值。切削中，横刃处于挤刮状态，产生很大的轴向力，钻头易抖动，导致不易定心。

2)主切削刃上各点的前角大小不一样，致使各点切削性能不同。由于靠近钻心处的前角是负值，切削为挤刮状态，切削性能差，产生热量大，钻头磨损严重。

3)棱边处的副后角为零。靠近切削部分的棱边与孔壁的摩擦比较严重，易发热磨损。

4)主切削刃外缘处的刀尖角ε(图中主切削刃与副切削刃在剖面M--M的投影之间的夹角)较小，前角很大，刀齿薄弱，而此处的切削速度最高，故产生的切削热最多，磨损极为严重。

5)主切削刃长且全部参与切削。增大了切屑变形，排屑困难。

(4)标准麻花钻的修磨 为改善标准麻花钻的切削性能，提高钻削效率和刀具寿命，通常要对其切削部分进行修磨。刃磨钻头常在砂轮机上进行，砂轮的粒度为46^#~80^#，硬度为中等。一般是按钻孔的具体要求，有选择地对麻花钻进行修磨，见表。

标准麻花钻的修磨

修磨措施	修磨要求及效果	图示
磨短横刃并增大靠近钻心处的前角	这是最基本的修磨方式。修磨后横刃的长度“b”为原来的1/3- 1/5，以减小轴向抗力和挤刮现象，提高钻头的定心作用和切削的稳定性。同时，在靠近钻心处形成内刃，内刃斜角T =20° ~30，内刃处前角γT=0°～-15°，切削性能得以改善。一般直径在5 mm以上的麻花钻均须修磨横刃
修磨主切削刃	主要是磨出第二顶角2φ0( 70° ~75°)。在麻花钻外缘处磨出过渡刃(f。=0. 2d),以增大外缘处的刀尖角,改善散热条件，增加刀齿强度，提高切削刃与棱边交角处的耐磨性，延长钻头寿命，减少孔壁的残留面积，有利于减小孔的粗糙度
修磨棱边	在靠近主切削刃的一段棱边上，磨出副后角α。l=6°~8°，并保留棱边宽度为原来的1/3~1/2,以减少对孔壁的摩擦，延长钻头寿命
修磨前刀面	修磨外缘处前刀面，可以减小此处的前角，提高刀气员齿的强度， 钻削黄铜时，可以避免“扎刀”现象
修磨分屑槽	在两个后刀面或前刀面上磨出几条相互错开的分屑槽，使切屑变窄，以利排屑。直径大于15 mm的钻头都可磨出分屑槽

群钻是利用标准麻花钻经合理刃磨而成的高生产率、高加工精度、适应性强、寿命长的新型钻头。在生产实践中，群钻钻型不断改进、扩展，现已形成-整套加工不同材料和适应不同工艺特性的钻型系列。其中标准群钻应用最为广泛，它又是演变成其他钻型的基础。

(1)标准群钻 如图所示，主要用来钻削碳钢和各种合金钢。标准群钻的修磨要求见表。

标准群钻

标准群钻的修磨

修磨措施	修磨要求及效果
磨出月牙槽	在后刀面上对称磨出，形成凹形圆弧刃，把主切削刃分成三段，即外直刃、圆弧刃、内直刃，如图5所示。磨出外圆弧刃，增大了靠近钻心处前角，减少了挤刮现象，使切削省力;主切削刃分成三段，有利于分屑、断屑和排屑;钻孔时圆弧刃在孔底上切削出一道圆环筋，加强了定心作用;磨出月牙槽还降低了钻尖高度，横刃可磨得较短而不致影响钻尖强度
磨短横刃	使横刃为原来的1/7~ 1/5,同时使新形成的内直刃上的前角也大大增加，以减少 轴向抗力，加强定心作用，提高切削能力
磨出单边分屑槽	在一条外刃上磨出凹形分屑槽，利于排屑

钻铸铁的群钻的修磨

(4)钻薄板的群钻 在薄板类工件上钻孔时，不能使用标准麻花钻。这是因为麻花钻的钻尖较高，当钻尖钻穿孔时，钻头立即失去定心作用，同时轴向抗力又突然减小，加上工件弹动，会造成孔不圆或孔口毛边很大，甚至扎刀或折断钻头。钻薄板群钻的修磨要求见表。

钻薄板的群钻的修磨

加工硬脆材料如合金铸铁、玻璃、脆硬钢等难加工材料时，必须使用硬质合金钻头。
通常小直径的硬质合金钻头都做成整体结构，除用于加工硬材料外，也适用于加工非金属压层材料。直径大于6mm的硬质合金钻头都做成镶片式结构。其结构特点是刀片用YG8,刀体用9SiCr; 钻心较粗，D₀=(0.25~0.3)D,导向部分缩短;加宽容屑槽;增大倒锥量;制成双螺旋角。用以增强钻体刚度，减少振动，便于排屑，防止刀片崩裂。

(1)钻削用量钻削用量是指在钻削过程中，切削速度、进给量和背吃刀量的总称，如图所示。

钻削用量

1)钻削时的切削速度(v) 钻孔时钻头直径上一点的线速度。可由下式计算:v=πDn/1000
式中 v=切削速度，m/min;
D-钻头直径，mm;
n-钻床主轴转速，r/min;
2)钻削时的进给量(f) 主轴每转一周，钻头相对工件沿主轴轴线的相对移动量，单位是mm/r。
3)背吃刀量(a_p) 已加工表面与待加工表面之间的垂直距离。钻削时，a_p=D/2 (mm)。
(2)钻削用量的选择钻孔时， 由于背吃刀量已由钻头直径所定，所以只需选择切削速度和进给量。
对钻孔生产率的影响，切削速度v和进给量f是相同的;对钻头寿命的影响，切削速度D比进给量f大;对孔的表面粗糙度的影响，进给量f比切削速度v大。综合以上的影响因素,钻削用量的选用原则是:在允许范围内，尽量先选较大的进给量f，当f受到表面租糙度和钻头刚度的限制时，再考虑选较大的切削速度v。
钻削用量的选择方法:
1)背吃刀量的选择直径小于 30 mm的孔可一次钻出，达到规定要求的孔径和孔深;直径为30~80mm的孔可分为两次钻削，先用(0.5~0.7) D (D为要求的孔径)的钻头钻底孔，然后用直径为D的钻头将孔扩大至要求尺寸。这样可以提高钻孔质量，减少轴向力，保护机床和刀具等。
2)进给量的选择 当孔的尺寸精度、表面粗糙度要求较高时，应选较小的进给量;钻小孔、深孔时，由于钻头细而长，强度低、刚度差、易扭断，应选较小的进给量。
3)钻削速度的选择当钻头的直径和进给量确定后，钻削速度应按钻头的寿命选取合理的数值，一般根据经验选取。孔深较大时，应取较小的切削速度。
具体选择钻削用量时，应根据钻头直径、钻头材料、工件材料、加工精度及表面粗糙度等方面的要求，合理选取。
5.钻孔用切削液
钻孔般属于粗加工，钻削过程中，钻头处于半封闭状态下工作，摩擦严重，散热困难。注人切削液是为了延长钻头寿命和提高切削性能，因此应以冷却为主。

钻孔时由于加工材料和加工要求所用切削液的种类和作用也不一样。切削液见表。

钻孔用切削液

在塑性、韧性较大的材料上钻孔，要求加强润滑作用，在切削液中可加入适当的动物油和矿物油。

孔的精度要求较高和表面粗糙度值要求很小时，应选用主要起润滑作用的切削液,如菜油、猪油等

(1)钻孔前要检查工件上加工孔的位置是否正确，钻头的刃磨质量是否合格，钻床转速的选用是否合理。

(2)起钻时，先钻出一浅坑，观察钻孔位置是否正确。达到钻孔位置要求后，即可压紧工件继续钻孔。

(3)选择合理的进给量，以免造成钻头折断或发生事故。

(4选择合适的切削液，以延长钻头寿命和改善加工孔的表面质量。