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电钻

电钻

电钻（Electric Drill）是利用电做动力的钻孔机具。电钻是一种常用的电动工具，也是需求量最大的电动工具类产品。每年的产销数量占中国电动工具的35%。

十九世纪，奥地利人将电动机和钻子组装在一起，发明了最早的电钻。1889年，在澳洲墨尔本人们发明便携式电钻。1895年，德国泛音制造出世界上第一台直流手电钻，开始了人类使用电动工具的时代。中国起步较晚，1942年才开始制造电钻，当时大威电机厂仿美国的“香槟”牌电钻制造了6MM，13MM电钻，开创了中国生产电动工具的先河。

电钻主要由电动机、机壳、减速箱、钻夹头、手柄及开关等部分组成，通过电力驱动电动机旋转，进而带动钻头旋转，使钻头钻削物体表面的机具。普通电钻一般可分为手电钻、冲击钻、锤钻三类。广泛适用于建筑及家用领域的钻孔安装。专用电钻是新生的电钻类别，应用于牙科、耳科、海底钻探等专业领域。

电钻作为一种古老又年轻的工具，随着工业技术的整体进步，在电池技术、互联网技术、物联网技术等新技术的加持下，焕发新的活力。美观轻巧化、安全易用化、多用智能化、专业专用化是其重要发展方向。

简史

世界电动工具的诞生就是从电钻产品开始的。1895年，德国研制出世界上第一台直流电钻，这台电钻重量14公斤，外壳用铸铁制成，只能在钢板上钻4毫米的孔。随后出现了三相工频（50Hz）电钻，但电动机转速没能突破3000r/min。

1914年，产生了单相串激电动机驱动的电钻，电动机转速达10000r/min以上。1917年, 德国人发明了带手枪把和扳机的电钻。这种带扳机的电钻，一直持续使用到今日。1927年，出现了供电频率为150～200Hz的中频电钻，它既具有单相串激电动机转速高的优点，又具有三相工频电动机结构简单、可靠的优点，但因需用中频电流供电，使用受到限制。1942年，大威电机厂仿美国的“香槟”牌电钻制造了6MM，13MM电钻，开创了中国生产电动工具的先河。

20世纪60年代，出现了用镍镉电池作电源的无电源线的电池式电钻。且热塑性工程塑料在电钻上获得应用，并实现了电钻的双重绝缘。20世纪60年代还出现了电子调速电钻。这种电钻利用晶闸管等元件组成电子线路，以开关钮被揿入的深度不同来调节转速，从而使电钻在使用时能按被加工对象的不同（如材料不同、钻孔直径大小等），选择不同的转速。

电钻作为拥有一百多年历史的电动工具，近几十年来在工作原理，基本功能方面并没有太多变化。但是随着工业技术的进步，电池技术、物联网技术等新技术的发展，以及电动工具的普及，普通电钻功能更加丰富、更加智能，整体更加美观轻巧、安全易用。专用电钻则结合特殊使用场景向专业专用的方向发展。

工作原理

电钻工作原理是电磁旋转式或电磁往复式小容量电动机的转子做磁场切割做功运转，通过传动机构驱动作业装置，带动齿轮，增加钻头的动力，从而使钻头钻削物体表面。电动机转子的旋转运动是通动减速箱减速后传动钻轴，使钻轴与钻夹头旋转带动钻头转动进行钻削加工。

基本构造

电钻的基本结构为电动机（1）、机壳（2）、减速箱（3）、钻夹头（4）、手柄（5）及开关（6）。如下图所示：

钻头的夹持部件为钻夹头或圆锥套筒，规格13mm及以下的电钻用钻头，13mm 以上的用锥套简。电钻的外形按规格的大小和操作者受到的反作用扭矩的大小有直简式、手枪式、后托柄式、双横手柄等，还有根据不同钻削特性和扩大功能的需要，设置的辅助手柄和简单的进给装置。

基本分类

根据功率和使用场景的不同，民用市场一般把电钻分为三类：手电钻、冲击钻、锤钻。

1.手电钻

手电钻是一种携带方便的小型钻孔用工具，由小电动机、控制开关、钻夹头和钻头几部分组成。它是以交流电源或直流电池为动力的钻孔工具，是手持式电动工具的一种。手电钻是电动工具行业销量最大的产品，广用于建筑、装修、泛家具等等行业，用于在物件上开孔或洞穿物体。

2.冲击钻

冲击钻（electric impact drill）是指以旋转切削为主，兼有依靠操作者推力生产冲击力的冲击机构，用于砖、砌块及轻质墙等材料上钻孔的电动工具。冲击钻可用于天然的石头或混凝土。它们是通用的，因为它们既可以用“单钻”模式，也可以用“冲击钻”模式，所以对专业人员和自己动手者，它都是值得选择的基本电动工具。

冲击电钻的冲击机构有犬牙式和滚珠式两种。滚珠式冲击电钻由动盘、定盘、钢球等组成。动盘通过螺纹与主轴相连，并带有12个钢球；定盘利用销钉固定在机壳上，并带有4个钢球，在推力作用下，12个钢球沿4个钢球滚动，使硬质合金钻头产生旋转冲击运动，能在砖、砌块、混凝土等脆性材料上钻孔。脱开销钉，使定盘随动盘一起转动，不产生冲击，可作普通电钻用。

3.锤钻(电锤)

电锤依靠旋转和捶打来工作。单个捶打力非常高，并具有每分钟1000到3000的捶打频率，可产生显著的力。与冲击钻相比，电锤需要最小的压力来钻入硬材料，例如石头和混凝土；特别是相对较硬的混凝土。

电钻性能

规格

电钻规格指电钻钻削钢时所允许使用的最大钻头直径。同一直径，根据其参数不同可分为A、B和C型。

A型和B型电钻对有色金属、塑料、木材等钻孔时，最大钻孔要相应增大 30%~50%。电钻的规格按实际使用需要、切削效率、质量等因素予以分级。电钻有 4mm、6mm、8mm、10mm、13mm、16mm、19mm、23mm、32mm、38mm、49mm 等规格。

转速

在电钻额定输出功率基本不的情况下，适当提转速有利于提高钻效率节约体力。但是，提高转速受到钻头允许的线速度的约束。一般高速钢钻头在无冷却液的条件下，钻削钢材时的钻头线速度选择在 20-30m/min。C型电钻考到有色金属及塑料等钻性能，转速较高，但一般不超过 35m/min。电钻的转速在设计时，对于小规格电钻取上限值，大规格的电钻由于钻削量和轴向力大，在钻削时易引起钻头发热退火和钻头刃口崩裂，所以取下限值。

单相申励电钻的空载转速比满载转速亮 40% ~50%，在不同负载时具有不同的转特性，以满足当轴向推力及钻孔直径不同时，负载不同其转速也不同的要求。对于不同的钻孔，为了达到理想的切削速度，要求转速也不同。换句话说:钻大孔时，转速要较低，反之，转速则要较高。

使用方法

使用电钻钻孔时，不同的钻孔直径应该尽可能选用相应规格的电钻，以充分发挥各种规格电钻的钻削性能及结构特点，达到良好的切削效率，避免用小规格电钻钻大孔而造成灼伤钻头和电钻过热，甚至烧毁钻头和电钻;用大规格电钻钻小孔而造成钻孔效率降低，且增加劳动强度。电钻使用时，钻头必须锋利。钻孔时，在电钻上应施加不超过下表规定的轴向压力，并不宣用力过猛，以免过载，钻孔中当转速突然下降时，应立即降低压力:当钻孔时突然制动必须立即切断电源:当钻削的孔即将钻通时，施加的轴向压力应适当减小电钻使用时，轴承温升不能过高。在钻孔中轴承和齿轮运转声音应均匀而无撞击声。当发现轴承温升过高或齿轮、轴承有异常杂声时，应立即停钻检查。如果轴承、齿轮有损坏现象，应立即换掉。

应用领域

1.建筑与工业

广泛适用于建筑梁、板、柱、墙等的加固，装修、墙安装、支架、栏杆、广告牌、空调室外机、导轨、卫星接收器电梯、钢结构厂房等安装。

2.医学应用

（1）牙科：

20世纪初期，出现了壁挂式三弯臂牙科电钻，其转速达4000r/min，有的甚至可达10000r/min的速度，我们仍然在广泛使用的绳轮传动的三弯臂牙钻机就是其衍生物。

（2）耳科：

现代耳科学之父Julius Lempert，1938年在纽约率先使用电钻进行耳科手术，来治疗慢性耳病和减低面神经损伤的发病率。但当时的电钻难以控制，而且噪声很大。现代的电钻和气钻大大提高了转速，加强了切削能力，快速切削钻头、金刚石钻头和冲洗-抽吸系统的使用使耳科医师能够快速完成精确的手术解剖，大大缩短手术时间。

3.海洋柔杆电钻

一种新型海洋钻探设备，主要用于海底底质层取心取样，勘查海洋地质与矿产。首先是法国石油研究院(IFP)研制成功的，最初用于陆地钻300米、500米钻孔，后来与苏联合作钻油井深达3000米。1965年首次在海上试验成功，钻探水深达2500米。ECSM海洋柔杆取心电钻，是将柔杆、电钻、取心管、钻头和潜水泵等安装在同一机架上，用钢丝绳把它下放到海底，通过电缆由船面供电和实现遥控钻探。可在500米水深钻深达100米，取出3.5英寸岩心。机重约10吨。