钻头

钻头是指用于在木材、金属或塑料上钻孔或紧固或拆卸螺钉或螺栓的工具，是木工或钢工中非常重要和基本的工具。

钻头主要用于通过紧固钻头在木材、钢材或混凝土上打孔来轻松紧固钉子或螺钉。手钻是一种产生螺丝刀相对规则和连续操作的工具。电钻是一种利用电力产生快速、规律、连续操作螺丝刀的工具，如今无绳电钻也被广泛使用。

大约公元前 35,000 年，智人通过使用旋转工具发现了好处。这些工具基本上包括在双手之间旋转的尖石，以在其他材料上钻孔。这些工具有时会连接到燧石尖端并握在手掌之间。摩擦导致手钻，光滑的棍子。世界各地的许多古代文明都使用这种工具，包括玛雅人。最早发现的穿孔文物，如骨头、象牙、贝壳和角，来自旧石器时代晚期。

弓磨（带钻）是第一个将前后运动转化为旋转运动的机械钻，其历史可以追溯到大约一万年前。棍子的末端（弓）可以让使用者移动得越来越快。人们发现它可以有效地钻孔。它主要用于生火，弓钻也用于古代木工、砖石和牙科。考古学家在巴基斯坦梅尔加尔发现了新石器时代的墓地，其历史可以追溯到大约 7,500-9,000 年前的哈拉帕文明。底比斯坟墓中的象形文字描绘了埃及木匠和珠匠使用弓狒狒。证据可以追溯到公元前约 2500 年。弓的使用毛刺在古代广泛存在于欧洲、非洲、亚洲和北美洲，并且至今仍在使用。多年来，钻头和锉刀的各种变体已被用于穿透材料或点燃火焰。开发用于各种用途的用途。

取芯钻头是在公元前 3000 年在古埃及开发出来的。泵钻机是在罗马时代发明的。它由一个与水平木块对齐的垂直主轴和一个用于保持精度和推进力的飞轮组成。

空心钻头首次使用于 13 世纪左右，由一根末端带有一块管状金属（例如铜）的棍子组成。这样可以在钻孔时仅磨削孔的外部部分。允许对内部的石头或木头进行钻孔。将其与其余部分完全分开，以便钻头可以分解更少的材料来打出类似尺寸的孔。

在人类历史的大部分时间里，泵钻和弓形钻头已在文明中用于钻较小的孔，而螺旋钻则从罗马人和中世纪之间的某个时间开始用于钻较大的孔。目前尚不清楚支架和钻头何时出现然而，迄今为止发现的最古老的图纸可以追溯到15世纪。它是一种手摇钻，由两部分组成，如上图所示。支架是使用者握住和转动的部分，底部有一个钻头，当钻头磨损时，可以更换钻头。还值得一提的是，它是缩小版。

在东方，早在公元前221年的中国秦朝就发明了深度可达1500米的钻头。中国古代的磨钻是用木头制成的，虽然劳动密集，但能够钻穿坚硬的岩石。 12 世纪传入欧洲。据报道，1835 年，艾萨克·辛格 (Isaac Singer) 根据中国人使用的方法制造了一台蒸汽驱动的磨床。同样值得简单讨论的是早期的钻床。它们源自弓形钻床，但不是风车或纺车。它是一种由磨机驱动的机床。钻床由一个电钻组成，可以在材料中升高和降低，从而使用户可以施加较小的力。

钻井技术的下一个重大进步是电动机，导致了电钻的发明。这要归功于澳大利亚墨尔本的 Arthur James Arnott 和 William Blanchebrain，他们于 1889 年获得了电钻的专利。1895 年， Wilhelm & The Pine Brothers 创造了第一台便携式手持电钻。1917 年，Black & Decker 获得了第一个触发开关、手枪式握把手持电钻的专利。这标志着现代电钻时代的开始。一个世纪以来，电钻已经发展适用于各种特定应用。具有各种形状和尺寸。

钻机有好几种类型，有的是手动驱动的，有的是用电力（电钻）或压缩空气（风动钻）为动力的，还有少数是用内燃机提供动力的（如土方钻机）。作用（冲击钻）主要用于砖石（砖、混凝土和石头）或岩石等坚硬材料。钻机用于在地面上钻孔以获取水或油。油井、水井或地热采暖孔是用大型钻孔设备制成。有些类型的手持式钻头还用于驱动螺钉和其他紧固件。一些没有自己电机的小家电（例如小型泵、研磨机等）可以用钻头驱动。 。

自史前时代以来，某种形式的弓就被用来在固体物体上打孔或放火。

• 锥子 - 用一只手扭转轴
• 手钻 - 用手摩擦以旋转轴
• 弓弓 - 通过前后移动的弓弦来旋转轴。
• 泵钻 - 按下手把和飞轮以旋转轴。

手持式金属钻已经存在了几个世纪，其中包括：

• 螺旋钻 - 直轴，底座带有木材切割刀片和 T 形手柄
• 支架曲轴驱动的改良螺旋钻
• 钻头
• 布拉德猫头鹰，像一个司机，但有一个钻孔点
• 轮撑或手钻：也称为“打蛋器”钻。
• 颅骨钻是颅骨手术中使用的工具。
• 打蛋钻是一种类似于手动打蛋器（厨房工具）的钻头，带有锥齿轮。
• 胸部钻，打蛋钻的一种重型亚型，胸部平坦，带有一个或多个手柄
• 螺旋或棘轮，例如推钻、扬基钻或波斯钻
• 销夹头，小型便携式珠宝钻

由电力（或很少由压缩空气）驱动的钻头是木工和机械加工车间中最常见的工具。电钻可以是有线的（通过电源线从电源插座供电）或无线的（由可充电电池供电）。后者具有可更换、可拆卸的电池组，可在充电时不间断地钻孔。

手持式电钻的常见用途是使用螺丝刀钻头将螺钉拧入木材中。为此目的优化的电钻具有离合器，可防止螺钉头上的槽被损坏。

• 手枪式电钻 - 最常见的手持电钻类型。
• 直角钻 - 用于在狭小空间内钻孔或拧入螺丝。
• 锤钻 - 结合锤击动作和旋转运动来钻砖。锤击动作可以根据需要组合或分开。
• 钻床 - 具有刚性框架的大型电钻，独立式在工作台上
• 电锤结合了初级专用锤击机构和单独的旋转机构，用于砖石和混凝土等更实用的材料。

大多数电锤钻的额定（输入功率）在600瓦至1100瓦之间，效率通常为50-60%，即1000瓦的输入转换为500-600瓦的输出（钻头旋转和锤击运动）。

在 20 世纪的大部分时间里，人们普遍可以购买附件来将有线电动手钻转换成各种电动工具，例如轨道砂光机和电锯。这比购买这些工具的专用版本便宜。电动机已经衰落，这些附件也变得不那么常见了。

早期的无绳电钻使用的是可更换的7.2V电池组，随着时间的推移，电池电压不断增加，以18V电钻最为常见，但也有更高电压的，如24V、28V和36V，所以这些工具与一些有绳电钻类似。可以产生足够的扭矩。

常见的电池类型有镍镉（NiCd）电池和锂离子电池，各占一半左右的市场份额，镍镉电池由于使用寿命较长（一大优势），所以价格较便宜，但比锂离子电池有更多缺点凯镉电池的缺点是寿命有限、自放电、废弃时的环境问题以及最终由于枝晶生长而导致内部短路。锂离子电池由于其充电时间短、使用寿命长且无记忆效应而变得越来越普遍。 , 重量轻。充电 20 分钟即可使工具平均运行 1 小时，而不是充电 1 小时使用 20 分钟。它的充电时间比镍镉电池长得多，镍镉电池为 1 -4个月。

冲击钻，也称为冲击起子，是一种将锤击作用与传统钻头的旋转作用结合在一起的钻头。当电机的力无法转动螺栓时，冲击钻的锤击作用就会发生，在所需方向“锤击”螺栓。这种钻头通常用于将长螺栓或螺钉固定到木材、金属和混凝土中，以及松开或过度拧紧螺栓。冲击钻有两种主要类型：气动和电动。电动。冲击钻通常是无绳的，广泛用于建筑、汽车修理和制造。这些电钻由于其机动性和易用性而优于气动钻。它依靠空气，必须保持与气源的连接才能保持冲击钻的卡盘与传统手持电钻不同。卡盘充当六角形夹头，钻头和起子固定在其中。冲击起子也可用于像标准手枪式握把一样钻孔钻头，但这需要一个安装在六角夹头中的特殊钻头。冲击钻的设计实际上与现代手枪式握把电钻相同，但有一个主要区别。该钻头有一个更短、更薄、钝的接收器，夹头位于与传统钻头的较大锥度卡盘相比，它的位置比较大。这使用户能够安装到常规钻头无法安装的较小位置。冲击钻在扭矩和速度控制方面表现不佳。大多数手持式钻头都有变速选项，而大多数冲击钻具有固定的扭矩和速度，冲击钻缺乏可调节性，因此不适合精密工作。

锤钻的锤击动作由两个凸轮板提供，当钻头绕其轴旋转时，这两个凸轮板会导致卡盘快速来回脉冲。这种脉冲（锤击）动作以每分钟打击次数 (BPM) 来测量，BPM 为10,000 或更多是常见的。由于卡盘和钻头的总质量与钻体相似，因此能量传递效率低下，有时会使较大的钻头难以穿透较硬的材料，例如浇筑的混凝土。4 英寸）和 13 毫米（1/2 英寸）钻头。操作员会经历显着的振动，凸轮通常由硬化钢制成，以防止快速磨损。实际上，钻头直径可达 13 毫米（1/2 英寸）仅限于标准砌体钻头。

旋转电锤钻头，一般标准夹头和钻头是不够的，而使用设计能承受冲击力的夹头，如SDS和硬质合金钻头。电锤被称为SDS 或 Sp。使用线柄钻头。这种重型钻头擅长破碎砖石，并且相对轻松地钻这种坚硬的材料。该工具的某些款式专用于砖石钻孔，并且锤击动作无法脱离。您可以使用没有锤击动作的钻头或者，在凿削的情况下，使用不旋转的锤环。

与凸轮式锤钻不同，旋转/气动锤钻仅加速钻头。这是通过活塞设计而不是旋转凸轮来完成的。旋转锤的振动要小得多，可以穿透大多数建筑材料。它们也是“仅钻”或它还可以“仅使用锤子”来扩展其在碎砖或混凝土等工作中的实用性。钻孔速率明显优于凸轮式锤钻，通常用于大于 19 毫米（3/4 英寸）的孔). 电锤钻机的常见应用是在地基中为拉力螺栓钻大孔，或在混凝土中安装大型铅锚作为扶手或长凳。

钻床（也称为基座钻、填充钻或台钻）是一种可以安装在支架上或用螺栓固定在地板或工作台上的钻床。有便携式型号，有些还带有磁性底座。其主要部件包括常见的包括底座、立杆（或立柱）、可调工作台、主轴、卡盘和由电动机驱动的钻头，钻头通常包含三个从中心轮毂向外辐射的螺钉，这些螺钉旋转至垂直移动主轴和卡盘，有一组手柄，卡盘中心到立柱最近边缘的距离就是颈部，摆动度简单来说就是喉部的两倍，摆动度就是钻床的分类因此，喉部为 4 英寸的刀具的摆幅为 8 英寸（因此您可以在 8 英寸工件的中心钻一个孔），假设为 8 英寸。

与手持式钻床相比，钻床有几个优点。

将钻头应用到工件上所需的力气较小。卡盘和主轴的运动是通过齿条和小齿轮上操作的杠杆实现的，这为操作员提供了显着的机械优势。通过工作台，可以使用虎钳或夹具来定位和限制工作位置的能力使操作更加安全。主轴相对于工作台的角度是固定的，可以准确一致地钻孔。钻床几乎总是配备比手持式更强大的电机钻头。这允许使用较大的钻头，并且还可以加快使用较小钻头的钻孔速度。在大多数钻床中，特别是为木工或家庭使用而设计的钻床，通过手动移动皮带穿过一系列阶梯滑轮来改变速度一些钻床增加了三速皮带轮以增加可用速度的数量。然而，较新的钻床可能使用带有阶梯皮带轮系统的变速电机。用于机械车间（工具车间）应用。中型钻床，例如这个，配备了无级变速器。该机构基于驱动宽且刚性的皮带的可变直径皮带轮。这提供了较宽的速度范围以及在机器运行时改变速度的能力。用于金属加工的重型钻床通常是下述类型的齿轮箱。

钻床通常用于钻孔以外的其他车间操作。这些操作包括砂磨、研磨和抛光。这些操作可以通过在卡盘上安装砂轮、珩磨轮和各种其他旋转附件来执行。这可能不安全在某些情况下，因为卡盘心轴只能通过配合的摩擦力固定在主轴上，如果横向负载过高，则在运行过程中可能会脱落。

齿轮头钻通过机头内的正齿轮将动力从电机传输到主轴，从而消除了柔性传动带。这确保了始终正常运行并最大限度地减少了维护。齿轮头钻头用于木工它适用于金属加工具有较高钻孔力和较低所需速度 (RPM) 的操作。

连接到头部一侧的杠杆用于选择不同的齿轮比来改变主轴速度，通常配有 2 速或 3 速电机（取决于材料）。大多数此类机器设计为在 3 速上运行相电源。设计通常比相同尺寸的皮带传动更坚固。几乎所有示例都有齿轮齿条来调整工作台和立柱头部的位置。

齿轮头钻床常见于重型机器和工具车间以及其他需要生产钻孔和快速设置更改的商业环境。在大多数情况下，主轴经过加工以适应莫氏锥度工具，以获得更大的灵活性。更大的齿轮头钻床通常为主轴机构配备电源，并具有在达到一定钻孔深度或发生过度行程时释放进给的装置。一些齿轮箱钻床具有执行攻丝的能力。外部攻丝附件此功能常见于较大的齿轮头钻床。离合器机构将丝锥驱动到通电部件中，然后当达到适当的深度时，将丝锥从螺纹孔中推出。冷却系统在生产条件下运行。这些机器也很常见刀具寿命。

摇臂钻床是一种大型齿轮头钻床，它允许头部沿着从机器立柱辐射出来的臂移动。因为可以使臂相对于机器底座摆动，所以摇臂钻床压力机可以覆盖较宽的区域，而无需重新定位工件。此功能可以节省大量时间，因为重新定位机头比松开工件、移动工件，然后将其夹紧回工作台要快得多。桥式起重机或井架可以容纳，所以它可以处理的工作尺寸可以很大。将笨重的工件放置在桌子或基座上。虎钳可以与摇臂钻床一起使用，但更常见的是工件放置在桌子上直接固定到底座或固定装置上。

动力主轴进给在这些机器上几乎是通用的，冷却系统也很常见。较大尺寸的机器通常配有电源电机来提升和移动臂。大多数大型摇臂钻床由实心钢或铸铁制成。它可以钻孔直径最大为 4 英寸（101.6 毫米）。摇臂钻床由立柱直径和臂长度指定。臂长度通常等于最大颈部距离。为 9 英寸直径，臂长 3 英尺。该机器的最大颈部距离约为 36"，最大摆动为 72" (1.83m)。

磁力钻是一种便携式机器，用于在移动式或固定式传统钻床难以携带的大型和重型工件上钻孔。它具有磁性底座，可使用环形铣刀等切削工具钻孔。 （拉刀）或麻花钻头。根据任务和专业的不同，有不同的类型，例如自钻攻丝机、无绳式、气动式、紧凑水平仪、自动进给、十字工作台底座等。

铣钻是比铣床更轻的替代品，它结合了钻床（皮带驱动）、铣床工作台上的 X/Y 坐标功能和锁定夹头，可防止横向力作用下切削刀具从主轴上掉落。应用于钻头，虽然结构轻巧，但具有节省空间、通用性强的优点，适合廉价且不便宜的轻加工。

钻头用于在手术中去除或在骨头上打孔。使用它们的专业包括牙科、骨科和神经外科。外科钻头技术的进步包括使用激光、内窥镜检查和先进的成像技术进行钻头引导。工业钻孔技术，包括过渡到使用机器人钻孔。

钻机通常用作电机来驱动各种应用，就像使用带有常规 PTO 的拖拉机为犁、割草机、拖车等提供动力一样。

钻机可用的配件有：

• 各种类型的旋入头 - 用于旋入或旋出螺钉的平头、十字头等。
• 水泵
• 用于金属切削的冲剪机
• 旋转打磨盘
• 旋转研磨盘
• 旋转清洁刷

一些主要的钻头类型是：

• 麻花钻头 - 用于在木材、塑料、金属、混凝土等上钻孔的通用钻头。
• 沉孔钻头 - 用于加宽现有孔的钻头
• 沉头钻头 - 用于为螺钉打宽孔的钻头
• 高速钻头 - 一种非常坚固的钻头，通常用于切割金属。
• 铲形钻头 - 铲形钻头，主要用于在软木上钻孔
• 孔锯 - 具有锯齿状边缘的大型钻头，非常适合切割大孔（主要是木材）。