群钻，多被称为多轴钻床，是将标准麻花钻的切削部分修磨成特殊形状的钻头。群钻是中国人倪志福于1953年创造的，原名倪志福钻头，后经本人倡议改名为“群钻”，寓群众参与改进和完善之意。标准麻花钻的切削部分由两条主切削刃和一条横刃构成，最主要的缺点是横刃和钻心处的负前角大，切削条件不利。群钻是把标准麻花钻的切削部分磨出两条对称的月牙槽，形成圆弧刃，并在横刃和钻心处经修磨形成两条内直刃。这样，加上横刃和原来的两条外直刃，就将标准麻花钻的“一尖三刃”磨成了“三尖七刃”。

群钻简介

新材料的“群钻”

“群钻”的几何形状

“群钻”的切削效果((1) 前角分布较为合理 (2)钻削力和钻削扭矩得到降低 (3)分屑、断屑、排屑得到改善 (4)钻头耐用度提高 (5)钻孔质量提高)

工业群钻(定义)

群钻（应用）

分类

群钻简介

修磨后钻尖高度降低，横刃长度缩短，圆弧刃、内直刃和横刃处的前角均比标准麻花钻相应处大。因此，用群钻钻削钢件时，轴向力和扭榘分别比标准麻花钻降低30～50%和10～30%，切削时产生的热量显著减少。标准麻花钻钻削钢件时形成较宽的螺旋形带状切屑，不利于排屑和冷却。群钻由于有月牙槽，有利于断屑、排屑和切削液进入切削区，进一步减小了切削力和降低切削热。由于以上原因，刀具寿命可比标准麻花钻提高2～3倍，或生产率提高 2倍以上。群钻的三个尖顶，可改善钻削时的定心性，提高钻孔精度。为了钻削铸铁、紫铜、黄铜、不锈钢、铝合金和钛合金等各种不同性质的材料，群钻又有多种变型，但“月牙槽”和“窄横刃”仍是各种群钻的基本特点。

普通麻花钻受其固有结构的限制，其几何形状存在着某些缺陷。通过对其切削部分的修磨，可以得到一定改善。“群钻”就是一种行之有效的修磨形式。如果采用比普通高速钢性能更好的新型刀具材料，或变革麻花钻的结构，在此基础上再将钻头切削部分修磨成“群钻”钻型，则钻孔效果将进一步提高。近年来，新刀具材料的研制技术和刀具的制造技术有了很大的发展，故使变革麻花钻的材料和结构成为可能。此外，随着被钻孔材料和钻孔条件日益多样化，“群钻”的钻型也有了很多发展，形成了一个系列。

新材料的“群钻”

过去普通麻花钻一般用普通高速钢W6Mo5Cr4V2或W18Cr4V制造。他们的硬度为62～64HRC磨成“群钻”后，切削性能的提高受到刀具材料的限制。超硬高速钢的出现，使刀具切削性能出现了一个飞跃。国外多用高钴超硬高速钢，美国的M42(110W1．5Mo9．5Cr4VCo8)和瑞典的HSP―15(W9Mo3Cr4V3Co10)是其中的佼佼者。但它们的含钴量多，达8%～10%，价格昂贵。国内多用少钴或无钴超硬高速钢，如501(W6Mo5Cr4V2AL)、(Co5Si(W12Mo3Cr4V3Co5Si)、V3N(W12Mo3Cr4V3N)等。超硬高速钢的常温硬度达67～69HRC，比普通高速钢高出5HRC，高温硬度亦显著提高。实践证明，用超硬高速钢制成麻花钻，再修磨成“群钻”形式，与普通高速钢“群钻”相比，钻孔效率可提高一倍以上。目前，国内一些工具厂可根据用户需求，提供超硬高速钢麻花钻。

上述所有的高速钢都是用熔炼方法制造的。有用粉末冶金工艺制造的高速钢，其性能优于熔炼高速钢。如用粉末冶金高速钢制成麻花钻，再磨成“群钻”，其钻孔效率可成倍提高。

在高速钢钻头磨成“群钻”后，如在其工作部分表面上用PVD(物理气相沉积)法涂覆TiN薄层可使其切削性能大幅度提高。但这样做，除增加了修磨工时外还将加上涂层费用，而重磨后将失去后刀面的涂层，因此涂层“群钻”难以推广。

硬质合金是一种更为先进的刀具材料，其硬度和耐磨性比高速钢高得多。但是，硬质合金的韧性较差，钻头容易折断，它的可加工性也不太好，故过去很少用硬质合金制造麻花钻。近年，随着化学成分和制造方法的改进，硬质合金的韧性有了改进，中小尺寸的整体硬质合金麻花钻已得到广泛应用。在硬材料上钻孔，效果很好。制造麻花钻，必须选用韧性和抗弯强度较高的硬质合金，例如钻钢材时可用YS25、YT798等，钻铸铁及淬硬钢时可用YS8、YSl0、YG813等，有时亦可采用YT5、YT14、YG6X、YG8等牌号。

用YG6X整体硬质合金麻花钻(直径10mm)在KmT-BCr20Mo2高铬冷硬铸铁(60HRC）上钻孔，在修磨成“群钻”形式前后进行切削对比。“群钻”形式的使用寿命约提高了3倍以上。由于硬质合金较脆，对切削部分应予以加强，“群钻”形状见图1钻高铬冷硬铸铁的整体硬质合金“群钻”图1，几何参数数值见表1。切削用量：转速n=600r/min，每转进给量ƒ=0.13mm/r。

“群钻”的几何形状

早在1953年，北京永定机械厂青年钳工倪志福，用标准麻花钻在装甲钢钢板上钻孔，遇到了困难。他凭经验，对标准麻花钻切削部分进行了修磨，即在两条直线主切削刃上各磨出了一个圆弧刃，形成了三个钻尖，中心钻尖比原钻尖降低。修磨过的钻头好用，很快地完成了生产任务。当时称这种钻型为“倪志福钻头”，即5 3型“群钻’’（60年代倪志福钻头被正式定名为“群钻”。） (图2a)。在1953年以后的十余年中，倪志福和研究小组在实践中逐步总结改进，对53型“群钻”进行过多次修改，几何参数逐步演变，形成了56型、58型、58A型、64型、67型(图2)。67型是经过多次演进而后定型的“群钻”基本钻型。图3为中等直径67基本型群钻的切削部分几何参数。图中：l为外直线切削刃AB的长度，l2为AB刃上分屑槽的宽度，l1为AB刃上分屑槽距外缘点的距离，R为圆弧切削刃BC的圆弧半径，CD为内切削刃，近似为一条直线，h为尖高，即中心尖尖点，0c与侧刃尖尖点B在钻头轴线方向的距离，bΨ为横刃长度，C为AB刃上分屑槽的深度，2φ为外刃锋角，2φτ为内刃锋角，τ为内刃斜角，Ψ为横刃斜角，γτc、αc、αfc、αRc、ατc分别为有关切削刃上的前角、后角。这些几何参数决定着钻头各部分的强度、锋利程度和分屑、断屑性能，从而影响了钻头工作时的磨损与耐用度。可以用四句话来总结和概括67基本型“群钻”几何形状的特征：三尖七刃锐当先，月牙弧槽分两边，一侧外刃再开槽，横刃磨低窄又尖。

“群钻”的切削效果

与修磨前的普通麻花钻相比，“群钻”有前角比较合理、钻削力降低、耐用度提高、钻孔质量改善等优点；而且，分屑、断屑、排屑性能亦较好。

(1) 前角分布较为合理

基本型“群钻”与普通麻花钻各段切削刃上前角的数值由下表可见。除外刃(AB段)前角基本未变外，其余各段切削刃上前角均有所加大。圆弧刃(BC段)上前角加大10ﾟ～14ﾟ，内刃(CD段)上加大15ﾟ～20ﾟ，横刃上约加大5ﾟ。加大前角，可减小切屑变形，降低切削力及切削温度。

(2)钻削力和钻削扭矩得到降低

切削试验表明，在碳素结构钢上钻孔时，“群钻”的轴向力比普通麻花钻约降低35%～47%，扭矩约减小10%～30%；在钻削灰铸铁时，“群钻”的轴向力约降低35%～50%，而扭矩仅加大2%～8%；在钻削有色金属时，“群钻”的轴向力和扭矩分别降低25%～40%和15%～19%。钻削力和钻削扭矩降低后，有利于降低切削温度及提高钻孔质量。

(3)分屑、断屑、排屑得到改善

由于外刃、圆弧刃和内刃交接处有明显的转折点，而且一侧外刃上还开出分屑槽，故能保证良好分屑。切屑变窄后有利于断屑和排屑。在这种情况下，如施加切削液，则切削液较易到达孔底与钻尖，能充分发挥冷却、润滑作用。

(4)钻头耐用度提高

切削试验与现场验证表明，“群钻”切削部分的磨损比普通麻花钻明显减缓，耐用度显著提高。一般“群钻”的耐用度可提高2～3倍。

(5)钻孔质量提高

由于横刃磨窄，定心作用好；两个侧刃尖和圆弧刃对钻头均有稳定、定向作用；且轴向力显著减小，故“群钻”钻孔时不易走偏，提高了钻孔精度。钻削过程平稳，切屑变形减小，也有利于提高钻孔表面质量。

由于“群钻”具有以上优点，40余年来驰名中外，得到了广泛的应用。

工业群钻(定义)

群钻（multi-spindle tool）俗称多孔钻、多轴钻孔器、多轴机床或多轴器，是一种新型的孔加工设备。多轴器最早出现在日本地区，后经台湾传入大陆，距今已有二十年的历史。由于进入国内时间不长，所以很多企业都未曾耳闻。其实它是装在钻、攻机床上的夹刀头子，并且是两轴以上同时加工钻孔件或攻牙件，故称群钻。一台普通的群钻器配上一台普通的钻床就能一次性把几个乃至十几二十个孔或螺纹加工出来。如配上气（液）压装置，可自动进行快进、工进（工退）、快退、停止。群钻的专用名词叫多轴器,一般型号可同时钻2-16孔,大大提升效率,固定机种轴数不拘,钻轴形式,尺寸大小可依客户之需进行设计加工。多轴器（多轴机床/多轴头/多轴钻/群钻）系列本体结构利用齿轮箱配合万向节头所组成，容易调整加工孔距齿轮所限制，节省调整的时间，也少有死角的限制，适合加工接近圆周分布孔的工件。其齿轮、轴承、输出轴、万向节均采用强力系列，适合加工钢件等力场合。为保万向节头这寿命，移动范围不得超过15度，等于垂直这前后左右30mm以内。

群钻（应用）

广泛应用于机械行业多孔零部件的钻孔及攻丝加工。如汽车、摩托车多孔零部件：发动机箱体、铝铸件壳体、制动鼓、刹车盘、转向器、轮毂、差速壳、轴头、半轴、车桥等，泵类、阀类、液压元件、太阳能配件等等。多孔钻在其加工范围内，其主轴的数量、主轴间的距离，可以任意调整，一次进给同时加工数孔。在其配合液压机床工作时，可自动进行快进、工进（工退）、快退、停止、同单轴钻（攻丝）比较，工件加工精度高、工效快，可有效的节约投资方的人力、物力、财力。尤其机床的自动化大大减轻操作者的劳动强度。除用到常规的产品外，还可根据客户的特殊要求进行专项设计。

分类

群钻大体分为两种类型：可调式和固定式。

一 可调式：本体结构得用齿轮箱配合万向节头所组成，由于万向节是可活动轴件，故在限定范围内可左右移动。在调整加工孔距时不受齿轮所限制，适合加工多样不定性孔件，使用范围较广。缺点是精度方面控制有所欠缺，长期使用跑位率相比略高。适合单件加工量不大，长年更换加工件的企业。

二 固定式：根据单件加工件量身定制多轴器，即依照零件的间距、排布，定死动轴。从而达到单品单轴，一件一台的多轴器标准方案。这是使用多轴器最终的模式，是提高生产效率最快的钻床设备。固定式加导孔板多轴器准确耐用，在更换式件时，有很多空间取付方便，不会受到治具之妨碍。所加工出来的产品更精确，多轴器也更耐用。

群钻按其加工件的硬度来划分，可分为中切削型、重切削型和强力超重切削型三类。中切削试用于铝、镁、铜等HB≤150以下的铸件。重切削试用于孔数大于10个的软质件或4孔以下的钢、铁等HB≤265以下的铸件。强力超重切削型试用于180≤HB≤300钢、铁等强硬度铸件。