2.4 钻削、铰削加工

2.4.1 钻孔

钻孔（drilling）是用钻头在工件的实体部位加工孔的工艺过程。钻孔可以在钻床、车床或镗床上进行，也可以在铣床上进行。

在车床上钻孔时，工件旋转，钻头纵向进给，如图2-52所示。在钻床上钻孔时，工件固定不动，钻头旋转（主运动）并作轴向移动（进给运动）。钻孔的尺寸公差等级为IT10以下，表面粗糙度值为12.5μm，可作为孔的粗加工或要求不高孔的终加工。

1．钻床

在钻床上可以完成钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、锪孔和锪凸台等加工，如图2-53所示。

钻床的种类很多，常用的有台式钻床、立式钻床和摇臂钻床等。

2．钻孔用的刀具

钻头是钻孔用的刀具。常见的孔加工刀具有麻花钻、中心钻、锪钻和深孔钻等，其中应用最广泛的是麻花钻。钻头大多用高速钢制成，经过淬火和回火处理，其工作部分硬度达HRC 62以上。钻头由工作部分、颈部、柄部组成，如图2-54所示。

3．钻孔的工艺特点

1）容易产生引偏

引偏是孔径扩大或孔轴线偏移和不直的现象。由于钻头横刃定心不准，钻头刚性和导向作用较差，切入时钻头易偏移、弯曲。在钻床上钻孔易引起孔的轴线偏移和不直；在车床上钻孔易引起孔径扩大。钻头引偏如图2-55所示。

2）排屑困难

钻孔的切屑较宽，容屑槽尺寸又受到限制，切屑在孔内被迫卷成螺旋状，流出时与孔壁发生剧烈摩擦，挤压、拉毛和刮伤已加工表面，降低已加工表面质量；有时切屑可能会阻塞在钻头的容屑槽中，甚至会卡死或折断钻头。为了改善排屑条件，可在钻头上修出分屑槽，将宽的切屑分成窄条，以利于排屑。当钻深孔时，应采用合适的深孔钻。

3）切削温度高，刀具磨损快

切削时产生的切削热多，加之钻削为半封闭切削，切屑不易排出，切削热不易传出，切削液难以注入到切削区，切屑、刀具和工件之间的摩擦很大，使切削区温度很高，致使刀具磨损加快，限制了钻削用量和生产效率的提高。

在实际生产中为了提高孔的加工精度，可采取如下措施：仔细刃磨钻头，使两个切削刃的长度相等和顶角对称，从而使径向切削力互相抵消，减少钻孔时的歪斜；在钻头上修磨出分屑槽，将宽的切屑分成窄条，以利于排屑；用顶角2φ= 90°～100°的短钻头，预钻一个锥形坑可以起到钻孔时的定心作用（如图2-56（a）所示）；用钻模为钻头导向，可减小钻孔开始时的引偏，特别是在斜面或曲面上钻孔时更有必要（如图2-56（b）所示）。

2.4.2 扩孔

扩孔（core drilling）是用扩孔钻对工件上已有的孔进一步扩大孔径并提高孔质量的加工方法。

扩孔加工一般尺寸公差等级可达IT10～IT9，表面粗糙度Ra值为6.3～3.2μm。对技术要求不太高的孔，扩孔可作为终加工；对精度要求高的孔，扩孔常作为铰孔前的预加工。由于是在已有孔上扩孔加工，切削量小，进给量大，生产率较高。

扩孔可在钻床、车床或镗床上进行。

扩孔钻（如图2-57所示）直径范围为10～80mm，与麻花钻相比，扩孔钻切削部分无横刃，切削时轴向力较小，改善了切削条件。扩孔钻的刀齿数（一般为3～4个）和棱边比麻花钻多，排屑槽浅，扩孔钻的强度和刚度较高，工作时导向性好，切削平稳，扩孔加工的质量比钻孔高。扩孔对孔的形状误差有一定的校正能力，大大提高了切削效率和加工质量，是孔的一种半精加工方法。

2.4.3 铰孔

铰孔是用铰刀对孔进行最后精加工。铰孔的尺寸公差等级可达IT7～IT6，表面粗糙度Ra值可达1.6～0.8μm。铰孔的加工余量很小，粗铰为0.15～0.25mm，精铰为0.05～0.15mm。

铰刀一般有6～12个切削刃（如图2-58所示），制造精度高；铰刀具有修光部分，其作用是校准孔径，修光孔壁；铰刀容屑槽小，心部直径大，刚度好。铰孔时的加工余量小（粗铰为0.15～0.35mm，精铰为0.05～0.15mm），切削力较小，铰孔时的切削速度较低（νc= 1.5～10 m/min），产生的切削热较少，因此工件的受力变形和受热变形小，可避免积屑瘤的不利影响，使得铰孔质量比较高。

钻头、扩孔钻和铰刀都是标准刀具。对于中等尺寸以下较精密的标准孔，在单件小批乃至大批大量生产中均可采用钻—扩—铰这种典型加工方案进行加工，非常方便。

钻、扩、铰只能保证孔本身的精度，而不易保证孔与孔之间的尺寸精度及位置精度。为此，可以利用钻模进行加工，或者采用镗孔。