2.2.5　钻孔

（1）钻孔的概念

用钻头在材料上钻出孔眼的操作，叫做钻孔。

任何一种机器，没有孔是不能装配成形的。要将两个以上的零件连接在一起，常常需要钻出各种不同的孔，然后用螺钉、铆钉、销和键等连接起来。所以，钻孔在生产中占有重要的地位。

如图2-79所示，钻孔时，工件固定不动，钻头要同时完成两个运动。一个是切削运动（主运动）：钻头绕轴心所做的旋转运动，即切下切屑的运动。另一个是进刀运动（辅助运动）：钻头对着工件所进行的直线前进运动。由于两种运动是同时连续进行的，因此钻头是按照螺旋运动的规律来钻孔的。

（2）钻孔方法

①工件的夹持。

a.手虎钳与平行夹板。如图2-80所示，用来夹持小型工件和薄板件。

b.长工件钻孔。用手握住并且在钻床台面上用螺钉靠住，这样较为安全，如图2-81（a）所示。

c.平整工件钻孔。通常夹在平口钳上进行，如图2-81（b）所示。

d.圆轴或套筒上钻孔。通常把工件放在V形铁上进行。如图2-82所示，这里列出3种常见的夹持方法。

e.压板、螺钉夹紧工件钻大孔。通常可将工件直接用压板、螺钉固定在钻床工作台上钻孔，如图2-83所示。搭板时要注意下列几点。

·尽量使螺钉靠近工件，使压紧力较大。

·垫铁应比所压工件部分略高或者等高；用阶梯垫铁，工件高度在两阶梯之间时，则应采用较高的一挡。垫铁比工件略高有几个好处：可以使夹紧点不在工件边缘上而在偏里面处，工件不会翘起来；用已变形而微下弯的压板能将工件压得较紧。

扳紧螺母，压板变形后还有较大的压紧面积。

·如工件表面已经过精加工，在压板下应垫一块铜皮或者铝皮，防止在工件上压出印痕来。

·为了避免擦伤精加工过的表面，在工件底面应垫纸。

②按照画线钻孔。在工件上确定孔眼的正确位置，进行画线。画线时，要依据工作图的要求，正确地画出孔中心的交叉线，然后，用样冲在交叉线的交点上打个冲眼，以作为钻头尖的导路。钻孔时，首先开动钻床，稳稳地将钻头引向工件，不要碰击，使钻头的尖端对准样冲眼。根据画线钻孔分两项操作：先试钻浅坑眼，然后正式钻孔。当试钻浅坑眼时，用手进刀，钻出尺寸占孔径1/4左右的浅坑眼来，然后，提起钻头，将钻屑清除干净，检查钻出的坑眼是否处于画线的圆周中心。处于中心时，可继续钻孔，直至钻完为止。若钻出的浅坑眼中心偏离，必须改正。通常只需将工件借过一些就行了。若钻头较大或偏得较多，则就在钻歪的孔坑的相对方向那一边用样冲或尖錾錾低些（可錾几条槽），如图2-84所示，逐渐把偏斜部分借过来。

当钻通孔时，孔的下面必须留出钻头的空隙。否则，当钻头伸出工件底面时，会钻伤工作台面垫工件的平铁或者座钳，当孔将要钻透之前，应注意减小走刀量，以避免钻头摆动，确保钻孔质量及安全。

钻不通孔时，应按照钻孔深度，调整好钻床上深度标尺挡块，或者用自制的深度量具随时检查。也可用粉笔在钻头上作出钻孔深度的标记。钻孔中要掌握好钻头钻进深度，避免出现质量事故。

钻深孔时，每当钻头钻进深度达到孔径的3倍时，必须把钻头从孔内提出，及时将切屑排除干净，以防钻头过度磨损或折断，以及影响孔壁的表面粗糙度。

钻直径很大的孔时，由于钻尖部分的切削作用很小，以致使进钻的抵抗力加大，这时应分两次钻，先用跟钻尖横刃宽度相同的钻头（为3～5mm的小钻）钻一小孔，作为大钻头的导孔，之后，再用大钻头钻。这样，就可以省力，而孔的正确度仍然可以保持，如图2-85所示。通常直径超过30mm的孔，可分为两次钻削。

③钻孔距有精度要求的平行孔的方法。有的时候需要在钻床上钻出孔距有精度要求的平行孔，如图2-86所示。若钻d₁和d₂两孔，其中心距为L。这时，可按照画线先钻出一孔（可先钻d₁孔），若孔精度要求较高，还可以用铰刀铰一下，然后找一销子与孔紧配台（也可车销与孔紧配合），另外任意找一只销子（直径为d₃）夹在钻夹头中，借助百分尺（分厘卡）控制距离，就能保证L的尺寸。孔距矫正好之后压紧工件，钻夹头中装上直径为d₂的钻头就可钻第二孔。再有其他孔也可用同样方法钻出，利用这种方法钻出的孔中心距精度能在±0.1mm之内。

④在轴或套上钻与轴线垂直并通过中心的孔的方法。在轴或套上钻垂直于轴线并通过中心的孔是经常遇到的事。如精度要求较高时，要做一个定心工具，如图2-87所示。其圆杆与下端90°圆锥体是在一次装夹中车出或者磨出的。

钻孔前，先找正钻轴中心及安装工件的V形铁的位置，方法是：将定心工具的圆杆夹在钻夹头内，用百分表在圆锥体上校调，使其振摆在0.01～0.02mm之内，用下部90°顶角的圆锥来寻找正V形铁的位置，如图2-87（a）所示，当两边光隙大小相同时，把V形铁位置用压板先固定。在要钻孔的轴或套的端面上画一条中心线。把轴或套搁在V形铁上，装上钻头，用钻尖对准要钻孔的样冲眼，用直角尺校准端面的中心线并使其垂直，如图2-87（b）所示，再压紧工件。然后，试钻一个浅坑，看浅坑是否同轴的中心线对称，如工件有走动，则再借正，再试钻。若矫正得仔细，孔中心与工件轴线的不对称度可在0.1mm之内。若不用定心工具，用直角尺校端面中心线，将钻尖对准样冲眼，依据试钻坑的对称性来借正也可以，不过要有较丰富的经验。

⑤在斜面上钻孔。钻孔时，必须使钻头的两个切削刃同时切削；否则，因为切削刃负荷不均，会出现钻头偏斜，导致孔歪斜，甚至使钻头折断。为此，采用下面方法钻孔。

a.钻孔前，用铣刀在斜面上铣出一个平台或者用錾削方法錾出平台，如图2-88所示，按照钻孔要求定出中心，通常先用小直径钻头钻孔，再用所要求的钻头将孔钻出。

b.在斜面上钻孔，可用改变钻头切削部分的几何形状的方法，把钻头修磨成圆弧刃多能钻，如图2-89所示，可直接在斜面上钻孔。这种钻头实际上相当于立铣刀，它利用普通麻花钻靠手工磨出，圆弧刃各点均有相同的后角α（α=6°～10°），钻头横刃经过修磨。这种钻头应很短，否则在斜面上钻孔开始时会振动。

c.在装配与修理工作中，经常遇到在带轮上钻斜孔，可用垫块垫斜度的方法，如图2-90所示；或用钻床上有可调斜度的工作台，在斜面上钻孔。

d.当钻头钻穿工件到达下面的斜面出口时，由于钻头单面受力，就有折断的危险，遇到这种情形，必须利用同一强度的材料，衬在工件下面，如图2-91所示。

⑥钻半圆孔（或缺圆孔）。钻缺圆孔，用同样材料嵌入工件内和工件合钻一个孔，如图2-92（a）所示，钻孔后，去掉嵌入材料，即在工件上留下要钻的缺圆孔。

如图2-92（b）所示，在工件上钻半圆孔，可以用同样材料与工件合起来，在两工件的接合处找出孔的中心，之后钻孔。分开后，即是要钻的半圆孔。

在连接件上钻“骑缝”孔，在套与轴和轮毂与轮圈之间，装“骑缝”螺钉或者“骑缝”销钉，如图2-93所示。其钻孔方法是：若两个工件材料性质不同，“骑缝”孔的中心样冲眼应打在硬质材料一边，以避免钻头向软质材料一边偏斜，造成孔的位移。

⑦在薄板上开大孔通常没有这样大直径的钻头，所以大都采用刀杆切割方法加工大孔，如图2-94所示。按刀杆端部的导杆直径尺寸，在工件的中心上先钻出孔，把导杆插入孔内，将刀架上的切刀调到大孔的尺寸，切刀固定位置后进行开孔。开孔之前，应将工件板料压紧，主轴转速要慢些，走刀量要小些。当工件即将切割透时，应及时停止进刀，避免打坏切刀头，未切透的部分可用手锤敲打下来。

除上述孔的加工方法外，在大批量孔加工时，可按照需要与可能，制作专用钻孔模具。如图2-95所示是钻孔模具中的一种。这样，既能提高效率，又能确保产品质量。

（3）钻孔产生废品、钻头损坏的预防及安全技术

①钻孔时产生废品的原因及预防。因为钻头刃磨得不好、钻削用量选择不当、工件装歪、钻头装夹不好等原因，当钻孔时，会产生各种形式的废品。废品产生的原因及防止方法参见表2-1。

②钻孔时钻头损坏原因和预防。因为钻头用钝，切削用量太大，切屑排不出，工件没夹牢及工件内部有缩孔、硬块等原因，钻头可能会损坏。损坏原因及预防方法参见表2-2。

③钻孔安全技术。

a.将钻孔前的准备工作做好，认真检查钻孔机具，工作现场要保持整洁，安全防护装置要妥当。

b.操作者衣袖要扎紧，禁止戴手套，头部不要靠钻头太近，女工必须戴工作帽，防止发生事故。

c.工件夹持要牢固，通常不可用手直接拿工件钻孔，防止发生事故。

d.钻孔过程中，禁止用棉纱擦拭切屑或用嘴吹切屑，更不能用手直接清除切屑，应该用刷子或铁钩子清理。高速钻削要及时断屑，以避免发生人身和设备事故。

e.严禁在开车状况下装卸钻头和工件。检验工件和变换转速，必须在停车状况下进行。

f.钻削脆性金属材料时，应佩戴防护眼镜，以防切屑飞出伤人。

g.钻通孔时工件底面应放垫块，避免钻坏工作台或虎钳的底平面。

h.在钻床上钻孔时，不能同时二人操作，以免由于配合不当造成事故。

i.对钻具、夹具等要加以爱护，切屑和污水要经常清理，及时涂油防锈。