钻头
在岩心钻探施工中,直接在孔底破碎岩石形成钻孔与岩心的切削工具。根据岩层、钻孔用途和钻探方法的不同,所设计和选用的钻头类型、品种也各异。钻探过程中钻头逐渐磨钝或磨损就要提出钻具予以更换。有的钻头可以重复修理使用,有的钻头只能一次性使用。钻头设计是否合理及其制造质量如何,直接关系到钻速、钻探质量与钻探成本的高低。
按钻探碎岩方式的不同,钻头可分为:①回转式钻头;②冲击式钻头;③冲击回转式钻头;④振动式钻头。视用途可分为:不取心钻头,如一字钻头、刮刀钻头、鱼尾钻头、螺旋钻头、潜孔锤钻头;取心钻头,如金刚石钻头等(见图)。 现代钻探技术促使钻头发展的趋向是:①开发碎岩速度更高和寿命更长的钻头;②开发更耐磨的超硬材料镶嵌体;③通过研究利用钻头水力学,合理功耗和各部位均衡磨损等科学设计与制造钻头;④研究设计适应各种条件与钻探工艺的新型钻头,如超深孔、地热、定向、扩底钻头、反循环或大口径钻探等专用钻头。(见彩图)
钻头用以在实体材料上钻削出通孔或盲孔,并能对已有的孔扩孔的刀具。常用的钻头主要有麻花钻、扁钻、中心钻、深孔钻和套料钻。扩孔钻和锪钻虽不能在实体材料上钻孔,但习惯上也将它们归入钻头一类。
麻花钻是应用最广的孔加工刀具。通常直径范围为0.25~80毫米。它主要由工作部分和柄部构成。工作部分有两条螺旋形的沟槽,形似麻花,因而得名。为了减小钻孔时导向部分与孔壁间的摩擦,麻花钻自钻尖向柄部方向逐渐减小直径呈倒锥状。麻花钻的螺旋角主要影响切削刃上前角的大小、刃瓣强度和排屑性能,通常为25°~32°。螺旋形沟槽可用铣削、磨削、热轧或热挤压等方法加工,钻头的前端经刃磨后形成切削部分。标准麻花钻的切削部分顶角为118,横刃斜角为40°~60°,后角为8°~20°。由于结构上的原因,前角在外缘处大、向中间逐渐减小,横刃处为负前角(可达-55°左右),钻削时起挤压作用。为了改善麻花钻的切削性能,可根据被加工材料的性质将切削部分修磨成各种外形(如群钻)。麻花钻的柄部形式有直柄和锥柄两种,加工时前者夹在钻夹头中,后者插在机床主轴或尾座的锥孔中。一般麻花钻用高速钢制造。镶焊硬质合金刀片或齿冠的麻花钻适于加工铸铁、淬硬钢和非金属材料等,整体硬质合金小麻花钻用于加工仪表零件和印刷线路板等。
扁钻的切削部分为铲形,结构简单,制造成本低,切削液轻易导入孔中,但切削和排屑性能较差。扁钻的结构有整体式和装配式两种。整体式主要用于钻削直径0.03~0.5毫米的微孔。装配式扁钻刀片可换,可采用内冷却,主要用于钻削直径25~500毫米的大孔。
深孔钻通常是指加工孔深与孔径之比大于6的孔的刀具。常用的有枪钻、BTA深孔钻、喷射钻、DF深孔钻等。套料钻也常用于深孔加工。
扩孔钻有3~4个刀齿,其刚性比麻花钻好,用于扩大已有的孔并提高加工精度和光洁度。
锪钻有较多的刀齿,以成形法将孔端加工成所需的外形,用于加工各种沉头螺钉的沉头孔,或削平孔的外端面。
中心钻供钻削轴类工件的中心孔用,它实质上是由螺旋角很小的麻花钻和锪钻复合而成,故又称复合中心钻。
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