通过转动试验测定麻花钻的过程力

钻孔是最重要的切削加工工艺之一。在典型的转动部件上，钻孔加工的时间约占30%。无论是在钻孔时还是车削时，钻刃或刀刃在一般情况下总是处在连续的切割中，而且使用的也是同样的刃具材料，因而就这一点而言，钻与车的过程是相似的。

车与钻之间的主要区别

车与钻之间的主要区别包括，钻孔时有一个以上的刃在切割；钻头刃上的切削速度在0与实际切削速度之间变化，这就是说，切削速度越低切削条件就越恶劣，尽管如此麻花钻头中心的进给仍然很大。钻头沿钻刃边上的几何形状变化很大（切削角、后角、楔形角、倾斜角）。钻头横刃根据尖锐程度的不同对钻头的轴向力有着重大的影响；由于钻孔里的空间被封闭，钻屑从钻孔中排出受到很大的阻碍，周期性地排屑或控制之下的冷却润滑剂循环可以对这种情况有所改善。

如果成功地利用车削时测到的现有数据对钻孔过程进行模拟，
那么钻孔过程可以得到更好的理解和检查

如果成功地利用车削时测得的数据对钻孔过程进行模拟，那么所有这些挑战以及在对用麻花钻切屑进行试验性调查时遇到的困难都可以得到更好的解决。

切削力是钻孔试验的基础

图1 钻孔和转动过程的相互关系

考虑到沿着钻头刃边的切削角和倾斜角变化甚大，切削速度取决于半径，应当从采用类似刀刃几何形状的车削时取得的切削数据，或者是通过从正交的切割实验的换算，对钻孔时的力具情况加以模拟，并通过现实的钻孔实验加以检查。同时应当估计到，在钻头正中心横刃部位，切削速度与进给速度相比非常小，钻孔过程不仅可以按照Kienzle切削力模型进行描述，而且还必须另外用变形力份额来加以扩大。图1显示的是这种方法，以及由此产生的优化钻孔几何形状的可能性。在钻头上，切削角γ典型的变化范围在横刃上的-50°和外径上的+30°之间。由于横刃的原因或钻头尖部的直径，主刃不是位于半径射线上。这就是说，它通过k/2的偏移得到一个取决于半径的倾斜角λ。图2表示来自CAD数据和使用共焦的测量显微镜通过光学测量取得的钻头几何形状分析。

图2 表明钻刃几何形状特征a） CAD模型创建者和b） 光学测量的方法，
以及在半径c）函数中钻头的有效切削角

钻孔分布在同心扇区

为了能够在分析当中顾及到沿钻头刃边的钻刃的几何形状变化，钻孔可以划分为同心扇区（见图3）。若简单地假设为在一个扇区内的切割性能是恒定的，那么来自一系列采用相应刀刃几何形状和切削数据的试验中的数据，必须也能换算到钻孔上。其切削力是全钻孔在所有扇区上的总和。 [p]