CNC加工中心钻削用的钻头结构和特点详解！

佐耳1 2022-03-15

展开全文

CNC加工中心钻削用的钻头结构和特点详解！铝加工中心钻削使用的钻头特点：轴向力、导向性、切削刃！钻削使用的刀具是钻头，钻头是用来对工件进行打孔的，主要是制作内螺纹。钻头根据不同的分类，又有很多的品种。我们可以根据钻头的材质分：高速钢（HSS）、硬质合金（CARBIDE）；钻头按照使用分：普通钻、浅孔钻、深孔钻、定心钻等。

钻头的特点有哪些？

1、切削刃：钻头的2个切削刃处于对称的位置，径向力相互抵消，在轴向上不会发生弯曲。

2、轴向力：轴向力作用于钻头的轴向；

3、导向性：钻头在加工孔的引导下前进；

4、刀具直径不是很大，可以进行高效率加工，并且可以排出切屑。

钻头的各个部分，有着不同的功能。今天我们以麻花钻为例子，来介绍下。

1、槽长：槽长影响孔的精度和钻头的寿命。槽长由孔的深度、重磨量来决定，槽长度增大，相应的钻头长度增大，钻头本身刚性降低。刚性低的钻头在切入工件的时候，发生强烈振摆，旋转中心无法固定，这样降低了孔的精度，影响了刀具的寿命。我们建议选择槽长尽可能短的钻头。

2、螺旋角：螺旋角是钻头螺旋槽相对于轴向的倾斜角度。钻头外周部的螺旋角与前角相等。

一般情况下，螺旋角约为30°，＜30°时称为弱螺旋，＞30°时称为强螺旋。弱螺旋钻头的螺旋线长度短，排屑性能良好，但是前角小，切削阻力会增大。另一方面，强螺旋钻头前角大，切削阻力降低，切削刃刃角部分锋利，易发生崩刃和破损。

工件材料不同，最适合的螺旋角角度也不同。

3、顶角：顶角大小对切屑厚度有影响。见下图，进给量f一定的情况下，顶角较小时，切削刃在垂直方向的切削量h变薄，顶角较大时，切削量h’变厚，因此切屑厚度增加。预防切屑在钻头上缠绕的方法：增大顶角，使切屑容易折断，这样就解决缠绕的问题了。

4、心厚与钻心锥度：心厚、钻心锥度与槽宽决定钻头剖面形状。

举例，心厚极大的情况下，可提高钻头刚性，但槽面积缩小，排屑变得困难。同时，切削阻力轴向力变大，对钻削整体产生影响。钻床上使用高速钢钻头，心厚是钻头直径的10%～20%，直径小的钻头该比例较大，随着直径增大，比例会下降。高速钢钻头的韧性高，因此优先考虑排屑。而在高刚性、高功率的加工中心上使用的高速、高效率硬质合金钻头，心厚高达直径的20%～30%。这是为了提高钻头的刚性，以便可以提高进给速度、将切屑细小折断。随着钻心厚增大，顶端心厚部分横刃变长，发生挤压范围扩大，轴向力增加。为减小轴向力，需进行横刃修磨，缩短横刃。

钻心锥度用于心厚较薄的高速钢钻头或深孔钻头，可以提高钻头的刚性。一般情况下，100mm直径钻头锥度在2mm内，锥度过大导致排屑困难。

心厚与钻心锥度是由钻头材料与工件材料来确定的。

5、倒锥：切削加工中，为降低孔壁面和钻头外周摩擦，在钻头外径设有倒锥。倒锥有时用角度表示，但一般情况如下图所示，用直径相对于槽长100mm的减径量来表示。对铝合金等软质材料或不锈钢等难切削材料进行加工时，因加工出的孔径比钻头直径小，增大倒锥可以有效防止扭矩的上升。倒锥过小，孔的收缩会使钻头被束缚，易发生折断。但是如果倒锥过大，会导致导向性降低及偏孔现象的发生。倒锥要根据钻头材料与工件材料的不同，设定合适的范围。

6、刃带宽：钻头具有导向性与摩擦力，刃带宽设定为钻头直径的6%～10%左右比较合适。深孔加工用长钻头与孔内壁的摩擦长度大，因此刃带宽度较小，目的是降低摩擦力。为提高加工孔的圆度和粗糙度，也有增大刃带宽度来提高辊光效果的钻头。

7、后角：为不妨碍钻头进给运动，在切削刃后刀面设有后角。如下图，钻头旋转1周，切削刃沿轴向前进f。如果后角小于等于钻头最外周与进给量形成的角θ1，钻头的后刀面会与工件发生接触，轴向力会急剧上升。因此，最小后角必须大于下面公式求出的值。后角一般设定为7°～15°。增大后角，工件与后刀面的接触部分就会减小，轴向力降低，但容易发生崩刃、破损。