史上最全鑽頭知識

三尖七刃銳當先、 月（yuè）牙弧槽分兩邊， 側外刃再開槽， 橫（héng）刃磨低、窄又尖。

群鑽優於其它鑽頭（tóu）的原因：標準麻花鑽60%的軸向阻力來自（zì）橫刃，因橫刃前角達-60°左右。
“群（qún）鑽”把麻花鑽橫刃磨去（qù）80%～90%，並形成兩條內刃，內刃前（qián）角由-60°加大為0°～-10°，從而使軸向阻力減少50%左（zuǒ）右，進（jìn）給感覺特別輕快。
群鑽再外（wài）直刃上刃磨出月牙槽，從而使分屑更（gèng）細，排（pái）屑更流暢。鑽孔（kǒng）時產生的環 行（háng）筋，有利於（yú）鑽頭定心，保（bǎo）證鑽孔“光（guāng）”和“圓”。其鑽矩降低30%左（zuǒ）右，所以它可以用較（jiào）大的進給量鑽孔。外刃鋒角135°，內刃鋒角（jiǎo）120°，鑽尖（jiān）高0.06d，使它同時具備優良的鑽薄板性能。
由（yóu）於切削阻力小，定心準、穩，所以特別適（shì）合在手電鑽上使用。麻花鑽對於機械加工來（lái）說，它（tā）是一種常用的鑽（zuàn）孔（kǒng）工（gōng）具。結構（gòu）雖然簡單，但要把（bǎ）它真正刃磨好，也不是一件輕鬆的事。關鍵在於掌握好刃磨的（de）方法和技巧，方法掌握了，問題就會迎刃而解（jiě）。我這裏介紹一下對麻花鑽的手工刃磨技巧。麻（má）花鑽（zuàn）的頂角一般是118°，也可把它當作120°來看（kàn）待。
刃磨鑽頭主要掌握幾個技巧：
1、刃口要與砂輪麵擺平。磨鑽頭前，先要將鑽頭（tóu）的主切削刃與砂輪麵放置在一（yī）個水平麵上，也就是（shì）說，保證刃口接觸砂輪麵時，整個（gè）刃都要磨到。這是鑽頭與砂輪相對位置的第一步，位（wèi）置擺好再慢慢往（wǎng）砂輪麵上（shàng）靠。
2、鑽頭（tóu）軸線要與砂輪麵（miàn）斜出60°的角度。這個角度就是鑽頭的鋒角，此時的角度不對，將直接影響（xiǎng）鑽頭頂角（jiǎo）的大小及主切削刃的形狀和橫刃斜角。這裏是指鑽頭軸心（xīn）線與砂（shā）輪表麵之間的位置關係，取60°就行，這個角度一般比（bǐ）較能看得準。這裏要注（zhù）意鑽頭刃磨前相對的水（shuǐ）平位（wèi）置和角度位（wèi）置，二者要統籌（chóu）兼顧，不要為了擺平刃口而忽略（luè）了擺好度角，或為了擺好角（jiǎo）度而忽略了擺平刃口。
3、由刃口往後磨後麵。刃口接觸砂輪後，要從主（zhǔ）切（qiē）削刃往後麵磨，也就是從鑽頭的刃口（kǒu）先開（kāi）始接觸砂輪（lún），而（ér）後沿著整個後刀麵緩慢往（wǎng）下（xià）磨。鑽頭（tóu）切入時可輕輕接觸砂輪，先進行較少量的刃（rèn）磨，並注意觀察火花的均（jun1）勻性（xìng），及時調（diào）整手上壓力（lì）大小，還（hái）要注意鑽頭的冷卻，不能讓其磨過火，造（zào）成刃口變色，而至刃口退火。發現刃（rèn）口溫度高時（shí），要及時將（jiāng）鑽頭冷卻。
4、鑽頭（tóu）的刃口要上下擺（bǎi）動，鑽頭尾（wěi）部不能起翹。
這（zhè）是一個標準的鑽（zuàn）頭磨削動作，主切削刃在（zài）砂輪上要上下擺動，也就是握鑽頭前部的手（shǒu）要均（jun1）勻地將鑽頭在砂輪麵上上下擺動。而握柄部的手卻不（bú）能擺動（dòng），還要防止後柄往上翹，即鑽（zuàn）頭的尾部不能（néng）高翹於砂（shā）輪水平中心（xīn）線以上，否則會（huì）使刃口磨鈍，無法切削。這是最關鍵的一步，鑽頭磨得好與壞，與此有很大的關係。在磨得差不多時，要從刃口開（kāi）始，往後（hòu）角再輕輕蹭一下，讓刃後麵更光潔一些。
5、保證刃尖對軸線，兩（liǎng）邊對稱慢慢修。
一邊刃口磨好後（hòu），再磨另一邊（biān）刃口（kǒu），必須保證刃口在鑽頭軸線（xiàn）的中間，兩邊刃口要對稱。有經驗的師傅會（huì）對著亮光察看鑽尖（jiān）的對稱性，慢慢進行（háng）修磨。鑽頭切削刃的後角一（yī）般為10°-14°，後角大了，切（qiē）削刃太薄，鑽削時振動厲（lì）害，孔口呈三邊或（huò）五邊形，切屑呈針狀；後角小了，鑽削時軸向力很大，不易切入，切削力（lì）增加，溫升大，鑽頭發熱嚴重，甚至無法鑽削。後角角度磨的適合，鋒尖對中，兩刃（rèn）對稱，鑽削時，鑽頭排屑輕快，無振（zhèn）動，孔徑也不會擴大。
6、兩刃磨好後，對直徑大一些的鑽（zuàn）頭還要（yào）注意磨一（yī）下鑽頭鋒尖。
鑽（zuàn）頭兩刃磨好後，兩刃鋒尖處會（huì）有（yǒu）一個平麵，影（yǐng）響鑽頭的（de）中心定位，需要在刃後（hòu）麵倒一下角，把刃尖部的平麵（miàn）盡量磨小。方法是將鑽頭豎起，對準砂輪的角，在刃後（hòu）麵的根部，對著刃尖（jiān）倒（dǎo）一個小槽。這（zhè）也是鑽（zuàn）頭定（dìng）中心和切削輕快的重要一點。注意在修磨刃尖倒角時，千萬不能磨到主切削刃上，這樣會使主切削刃的（de）前角偏大（dà），直接影響鑽孔。
鑽頭刃口修磨和強化對鑽削加工的改善（shàn） 孔加工在金屬切削（xuē）加工中占有（yǒu）重要地位，一般約（yuē）占機械加工量的1/3。其中鑽孔約占22%～25%，其餘孔（kǒng）加（jiā）工約占11%～13%。由於孔加工條件苛刻（kè）的緣故，孔（kǒng）加工刀具的技術發展要比車（chē）、銑類刀具（jù）遲緩一些。近年來，隨著中、小批量生產對生產效率、自動化程度以（yǐ）及加工中心性能要求的不斷提升，刀（dāo）具磨鋒技術、多軸數控刀具刃（rèn）磨設備的（de）發展帶動了孔（kǒng）加工刀具的發展，其中最典型的就是在機械（xiè）生產中已應用（yòng）多年、使用最為廣泛的整體結構的鑽頭（tóu）修磨技術逐漸成熟起來。通過（guò）對鑽頭刃口的修磨和強化改善鑽削加工條件，要從鑽頭的結構特點和實際使用情況中尋求解決（jué）方法。
鑽頭的特點
1．鑽頭的材質分為高速鋼和硬質合金（jīn），高速鋼主要采用高（gāo）速鋼W係、Mo係材料；硬質合金采用鎢鈦類（YG）、鎢鈦鈷類（YT）材料。比較有代表（biǎo）性的（de）如表1中所列的（de）W18Gr4V、YC6和YT14。

2．麻花鑽的基本形（xíng）狀和結構（gòu）並沒有太大的改變（見圖（tú）1）

3．麻花鑽切削刃的幾何角度之間具（jù）有一定（dìng）的特點和關聯性。如圖2所示，主偏角為Kr，刃傾（qīng）角為λs，前角為（wéi）λs，後角為（wéi）αf，鋒角為2φ（傳統為118°）。

切削刃的幾何角度其中，鑽頭（tóu）螺旋型結構具有如下特點：

（1）主（zhǔ）偏角（jiǎo）Kr在鋒角2φ確定後也隨之確（què）定。（2）由於鑽頭切削刃（rèn）的刀尖（鑽（zuàn）頭（tóu）直徑（jìng）處）為切削刃的最低點，從結（jié）構可知鑽頭切削刃的刃傾角λs為負（fù）。（3）在鑽頭螺旋槽形狀結構影響下，刃部前角λs由鑽頭外徑的韌（rèn）帶處向鑽心方（fāng）向逐漸變小（xiǎo）。（4）切削刃的前（qián）角主偏角（jiǎo）λs，隨主偏角Kr的增大（dà）而隨之增大。
4．麻花鑽的橫刃也是切削刃的重（chóng）要（yào）組成部分。
橫刃的（de）前角γom、後（hòu）角αf、斜角φ，也隨著鑽頭切削刃的不同有（yǒu）著（zhe）一定的變（biàn）化。鑽頭在（zài）加工（gōng）過程（chéng）中的磨損（sǔn）情況
1．鑽頭（tóu）的磨損主要發生在切削刃部（bù）分鑽頭在加工過程中的磨損（見圖3）

2．鑽頭在實際加工中受力的分析，其切削力主要集中（zhōng）在鑽頭的切（qiē）削（xuē）刃部分，其中切削刃受到的轉矩最大，橫刃部分軸向（xiàng）力較為（wéi）集中（見表2，圖4）

3．鑽頭（tóu）在加工過程（chéng）中產生的切削熱的（de）分布情況（kuàng）。在（zài）加工（gōng）中，鑽頭的鑽心處由於切（qiē）削角度較小（xiǎo）並且是始終保持切入加（jiā）工（gōng）件的最前沿，承受的軸向力占（zhàn）到57%左右，切削過程產生的熱量不能及時（shí）排出，是整個鑽頭溫度最高的部分。圖5所示鑽心和鑽頭刃部紅色區域的溫（wēn）度為最高，而鑽心橫刃（rèn）處熱度最為集中。切削熱的分布情況

改善鑽削加工的途徑
1．改進鑽（zuàn）頭的切削刃
采用新型（xíng）的刃（rèn）磨法改進鑽尖、橫刃的幾何形狀。以往鑽頭的鑽尖刃磨采用（yòng）普通刃磨法，先行磨出鋒角即2φ角後，再用（yòng）砂輪圓周的90°成（chéng）形棱（léng）邊靠手工方式修磨鑽心部分。受到傳統的（de）刃磨（mó）方法的限製，鑽頭修磨後對稱性較差，精度較低，隻有采用傳統的（de）118°鋒角（jiǎo）才可保證切削刃為直刃。
近年來，我公司引進（jìn）了數控萬能工（gōng）具磨（mó）床，該機床采用的是比較先進的五軸數控係統，可實現對鑽頭的切削刃部進行鏟磨，改動鑽頭的切削刃形式，仍（réng）可保證較高的刀具精度。於是，我們通過一些改進鑽頭鑽（zuàn）尖的幾（jǐ）何角度來嚐（cháng）試提高鑽（zuàn）頭的使用壽命，提（tí）高鑽頭和（hé）改善鑽削加工條（tiáo）件。
根據鑽頭（tóu）的（de）結構特點我們先對麻花鑽的鋒角（2φ角）進行了改變，采用118°～140°的鋒角分別進（jìn）行（háng）試驗。在生產現場對加工情況進行跟蹤和掌握，我們（men）發現在加工鑄鐵時，采（cǎi）用加大鋒角的鑽頭有（yǒu）一定效（xiào）果：鑽削加（jiā）工時，加工變得輕快，聲音和振動明顯減小，孔的表麵粗糙（cāo）度得到提高（gāo）。從切屑的形狀判斷加工過程平穩。但隨著（zhe）鑽頭的鋒角加大，鑽頭的磨損（sǔn）情況加劇。多次嚐試後發現，在鋒角為130°左右時加工最為平穩（wěn），加工數量和質量明顯提（tí）高。
在改善加工中鑽頭橫刃部分軸向受力情況時，要（yào）克服橫刃處負前角等惡劣（liè）的切削條件。我們（men）在橫刃處理時，采用大切除的形式鏟磨橫刃（rèn），縮短橫刃的寬度，使鑽心的橫刃與主切削（xuē）刃接近十字（zì）交叉，減少鑽削中的軸向（xiàng）力和鑽削中的轉矩（見圖6）。經實踐中檢驗，鑽頭軸向受（shòu）力情況改善（shàn）後，定心（xīn）精度大為提高。在殼體加工中心上采用此結構的鑽頭，可在一定條件下（xià）取消中心鑽，提高加工效率和縮短生產節拍。該鑽頭已在我（wǒ）公司生產中逐步（bù）試驗推廣采用。鑽頭橫刃的改進

與高速（sù）鋼鑽頭（tóu）相比（bǐ）較，硬質（zhì）合金（jīn）鑽頭的加工條件更為苛刻（kè）。我（wǒ）公司在突緣上加工的螺釘孔工（gōng）序中采用的硬質合金鑽頭，原加工數量和加工效率較低，我們（men）也（yě）嚐試進行了一（yī）些改進：

根據硬質（zhì）合金材料硬度高的優勢，采（cǎi）用大鋒（fēng）角140°從而加大切削前角，改變鑽頭（tóu）受力情（qíng）況，減小了切削力（lì），使加工（gōng）更為順暢。依據所加工材料的特點對鑽頭的橫刃部分進行改進，采用R型（xíng）刃口過（guò）渡，在R型刃口基礎上加大了橫刃前角，鑽（zuàn）心部分進行鑽孔（kǒng）前（qián）先行切入定位，實現（xiàn）了自（zì）定心，取（qǔ）消了中心鑽（zuàn）的工序，滿足了位置度要求，並在直（zhí）徑處進行棱（léng）邊的削邊處理，形成保護刃（rèn），使鑽頭在鑽（zuàn）出時不易造成崩刃，極大地提高了鑽頭（tóu）的壽命。
此（cǐ）種結構對（duì）小直徑的鑽頭改善尤為適用。現在我公司同步器車間加工二（èr）速同步器鎖銷（xiāo）孔直徑為φ7.5mm，公差範圍0～+0.016mm，每個零件上共加工6個孔，相對位置度要求0.05mm。
原加工方式為鑽定心、鑽孔和鉸孔成（chéng）形（xíng），位置度較（jiào）難以（yǐ）保證，並且加工節拍較長（zhǎng），效率較低。現（xiàn）由硬質合（hé）金鑽頭直接鑽削成形，能夠保證孔的加工精度和孔的位置（zhì）精（jīng）度，滿足了工（gōng）藝產品的需要，極大地提高了加工效率。改進後的鑽頭（tóu）切削刃（rèn）

2．強化鑽頭刃口（鈍化、塗層）

通過在修磨方麵的嚐試（shì）和摸索，我們還發現（xiàn）一個重要的現象（xiàng），就是無（wú）論是（shì）高速鋼還（hái）是硬質合金材料的鑽頭，修磨後切削部分的刃口總是存在一些（xiē）細小的缺口， 約0.1mm。這些缺口（kǒu）最初並不引（yǐn）起大家的重視，但在實踐加工時往往就是（shì）這（zhè）些缺（quē）口給鑽頭帶來了致（zhì）命的傷害。這種情況在使用硬質合金材料鑽頭和在各類鑽頭鑽削加工鋼材料的時候尤為明顯。一般的修（xiū）磨方法是采用金剛石銼刀將主刀刃與（yǔ）橫刃的交（jiāo）叉處倒圓，同時將主切削刃處倒棱角30°，刃口倒鈍寬度根據鑽頭直徑而（ér）定。（見圖8）

經（jīng）過實踐檢驗我們發現這種倒鈍方（fāng）式不能完全實現鈍化的目的，倒鈍後的刃（rèn）口受倒鈍時的（de）手法限製，容易使兩（liǎng）個（gè）切削刃鈍化程度不一致而造成（chéng）切削刃刃邊不平整，致使鑽頭兩個切（qiē）削刃的對稱度（dù）降低，影響鑽頭的定心精度和使用壽命。

我們（men）選用了含金剛石微粉（fěn）的尼龍鈍化輪，利用高速旋轉，通過不同的角度對鑽頭的刃部進行刷式運動，靠柔性的接（jiē）觸通過調（diào）整時間和空間的角度將刃口每一部分都加工到位。鈍化後在鑽頭的切削刃口形成（chéng）圓滑過渡。刃口經過鈍化後刀刃強度顯著提高，切削時能經受較大的壓力，增強了刀（dāo）具穩定性，有效地延長了鑽頭的壽命（mìng）。
塗層處理也是提高鑽頭使用壽（shòu）命（mìng）的一個重要的方法。根據加工條件采用不同的塗層可提高（gāo）鑽頭的表（biǎo）麵（miàn）硬度和氧化溫度，降低摩（mó）擦係數（shù），大幅提高鑽頭的使用壽命。其（qí）中TiN塗層（塗層（céng）顏色為（wéi）黃（huáng）色（sè））對高速鋼類鑽頭的使用性能有很大的提高，可（kě）有效地提高高速鋼（gāng）鑽頭硬度（dù），提高鑽頭的表（biǎo）麵粗（cū）糙度並（bìng）降（jiàng）低摩擦（cā），改善鑽削條件。而TiCN （塗層顏色（sè）為灰黑色）和TiALN（塗層顏色紫褐色）這兩種塗層廣泛應（yīng）用在（zài）硬質合金材料的鑽頭上。這幾種塗層材料的性能對比見表3。
刃口的強化（鈍化）和塗層的（de）結合可（kě）大大提高鑽頭的使用效果。其（qí）中對鑽頭的刃口強化（鈍化）也是（shì）為塗層（céng）做準（zhǔn）備，鈍化使塗層材料有足夠的（de）結合表麵。實踐表明，通過刃口（kǒu）強化的鑽頭（tóu）比未經強化處理的鑽頭（tóu）使用壽命（mìng）提高40%～50%。結語 鑽頭由於其（qí）尺寸必（bì）須限製在孔的尺寸以內，而且受到自（zì）身結構的限製所以技術改進難度較大。但隨著科學技術的進步，數控刃磨設備（bèi）不斷發展，麻花鑽的設（shè）計、製造水平較以往有了很大（dà）改進。鑽頭作為孔加工刀具中最基本、最（zuì）廣泛的工具之一，在機械加（jiā）工領域中得到了長足的發展和進步。