钻头各部分的功能与注意事项 Mitsubishi

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这里以钻头中使用量最大的麻花钻为例，对钻头的形状、切削机理、孔精度、重磨、选择方法进行说明。

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钻头各部分的功能与注意事项

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°，小于30°时称为弱螺旋，大于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，强螺旋钻头的前角大，切削阻力会降低，但是切削刃的刃角部分比较锋利，因此易发生崩刃、破损现象。工件材料不同，最适合的螺旋角角度也不同。

螺旋角是钻头螺旋槽相对于轴向的倾斜角度。（在钻头外周部分的螺旋角与前角相等。）一般情况下，螺旋角约为30°，小于30°时称为弱螺旋，大于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，强螺旋钻头的前角大，切削阻力会降低，但是切削刃的刃角部分比较锋利，因此易发生崩刃、破损现象。工件材料不同，最适合的螺旋角角度也不同。

槽长对孔的精度与钻头寿命的影响很大。需要的槽长由孔的深度、重磨量来决定，但槽的长度增大，相应的钻头的长度也会增大，钻头本身的刚性会降低。刚性比较低的钻头在切入工件时，会发生强烈的振摆，旋转中心无法固定，因此对孔精度与刀具寿命会造成不好的影响。最好选择槽长尽可能短的钻头。

顶角的大小对切屑的厚度有影响。如下图所示，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’就会变厚，因此切屑厚度增加。防止切屑在钻头上缠绕的方法就是增大顶角，使切屑容易折断。

心厚、钻心锥度与槽宽比一样，是决定钻头剖面形状的重要因素。例如，心厚极大的情况下，可以提高钻头的刚性，但是槽面积缩小，排屑变得困难。同时，切削阻力的轴向力变大，对钻削整体都会产生影响。在钻床上使用的高速钢钻头，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。随着钻心厚的增大，顶端心厚部分的横刃变长，发生挤压的范围扩大，轴向力也会增加。为了减小轴向力，需要进行横刃修磨来缩短横刃。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直径的钻头锥度在2mm以内，锥度过大会导致排屑困难。心厚与钻心锥度是由钻头材料与工件材料来确定的。

考虑到钻头的导向性与摩擦力，刃带宽设定为钻头直径的6%～10%左右。深孔加工用长钻头与孔内壁的摩擦长度大，因此他的刃带宽度较小，目的是降低摩擦力。为了提高加工孔的圆度与粗糙度，也有增大刃带宽度来提高辊光效果的钻头。

切削加工中，为了降低孔壁面与钻头外周的摩擦，在钻头的外径设有倒锥。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。

为了不妨碍钻头的进给运动，在切削刃的后刀面设有后角。如下图所示，钻头旋转一周时，切削刃沿轴向前进f。也就是说，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。

钻头的前角（轴向）与螺旋角有关，螺旋角越大，前角也就越大。实际的前角大小会受到切削刃位置影响，但在钻头外周部分的螺旋角与前角是相等的。切削刃外周部分的前角θ2（螺旋角）可以用以下公式求出。

铲背是为了避免钻头与工件摩擦而设置的0.2～0.5mm的间隙。铲背深度是为了控制刃带部分磨损时，因刃带宽度变大而造成的扭矩上升来设定的。同时也起到将冷却液集中渗透在刀尖位置的作用。直径较细的钻头的铲背深度与钻头的刚性有着密切的关系，因此会对刀具寿命造成很大的影响。

钻头的槽宽是在充分考虑钻头的强度与切屑处理性的前提下设定的。它的平衡性成为槽宽比，用钻头顶端的刀瓣宽θ1与槽宽θ2的比来表示。槽宽比一般为1～1.2，重视排屑性能的钻头其槽宽比较大，重视刚性的钻头其槽宽比较小。

螺旋角

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