钻孔工具的类型

介绍

你有没有想过，为什么拿起一把钻头，它的形状、大小，甚至声音，看起来都那么不同？钻孔远不止钻一个圆孔。木工、地质学家、油田工程师和牙医都会用到钻，但每个人使用的工具却大相径庭。

了解这些差异可以让您更快地工作、降低成本并确保安全。本指南以清晰易懂的语言详细介绍了所有主要的钻孔工具。到最后，您将了解哪种工具适合木材、金属、混凝土、深层岩石，甚至骨骼，并了解现代设计如何不断突破速度和精度的极限。

手电钻

牙套和钻头

经典的斜柄木工钳采用U形曲柄、顶部木质手柄和棘轮，方便在狭窄空间作业。转动曲柄时，钻头旋转并干净利落地切割木纤维。木工仍然使用斜柄木工钳进行精细的细木工活，因为他们可以感觉到切割的力度，并在钻头从出口处撕裂之前停止切割。

打蛋器或手摇钻

这款工具看起来像老式厨房搅拌机。齿轮使手部动作倍增，使夹头旋转速度比手柄更快。它适用于在木材、塑料或薄金属板上钻孔。爱好者喜欢它，因为它无需电线或电池即可完全控制。

推钻

每次按下手柄时，机身内的弹簧都会旋转钻头。电工曾经用推钻在开关盒上钻孔，用于安装螺丝。它们快速、安静，而且轻便，可以放在衬衫口袋里。

便携式电钻

有线电钻/起子机

有线电钻使用市电供电，这意味着它可以全天运行而无需更换电池。它使用带键或无键卡盘，适用于软木中从 1 毫米麻花钻到 38 毫米铲形钻头的各种孔径。

无绳电钻/起子机

锂离子电池组让这款电钻随时随地可用。当螺钉达到设定扭矩时，滑动离合器会停止电机。建筑工人可以拧动数百个螺钉，手腕几乎不会感到压力，因为电机而不是手在完成这项艰巨的工作。如今，无线型号在速度和扭矩方面已可与小型有线电钻相媲美。

锤钻

锤钻在旋转过程中增加了小幅度的直线冲击。快速的敲击有助于钻头打磨砖石而不会堵塞。房屋装修者在需要在砖墙或砌块墙上安装锚栓时会选择这种工具。

旋转锤（SDS）

旋转锤从轻敲状态转换为真正的冲击状态。内部的活塞像微型风镐一样驱动钻头。SDS 或 SDS-Plus 钻柄锁定在主轴上，因此不会滑动。当工人们需要整天在钢筋混凝土上打出 16 毫米的孔时，他们会选择 SDS 钻头。

冲击起子机

冲击起子采用旋转而非向前冲击的方式。它能够快速爆发扭矩，无需预先钻孔即可拧松顽固螺丝或拧松方头螺栓。六角夹头可兼容螺丝刀头、螺母固定器以及金属专用小钻头。

直角钻

90度齿轮箱使卡盘靠近地面，方便水管工和木工在螺柱或托梁之间进行钻进。扭矩保持高水平，同时外壳可清除阻碍直钻的障碍物。

钻头和切削工具

钻头和电机一样重要。每种钻头的几何形状和材质都适用于特定的工作。

● 麻花钻头 – 木材、塑料和金属的通用选择。高速钢 (HSS) 耐热，螺旋槽可清除切屑。

● 麻花钻头 – 锋利的中心尖刺可抓住木纤维，引导切口保持笔直。侧边尖刺可清晰地切开肩部，留下整齐的进出孔。

● 铲形钻头 – 宽铲刀可快速铲起木材。电工和水管工使用铲形钻头将电缆或管道穿过螺柱。

● 螺旋钻头 – 导向螺杆将钻头向前拉，因此用户只需施加很小的力。深槽可将废料从横梁或电线杆上的长孔中取出。

● 福斯特纳钻头 – 它钻出平底孔，用于安装铰链或榫钉。边缘刻划切口，中心点控制导向。

● 孔锯 – 带锯齿的杯子可切割大直径的门五金件、排水管或接线盒。双金属齿可咬合木材和薄钢板。

● 阶梯钻头 – 交错阶梯锥体无需更换钻头即可扩大薄壁孔。钣金加工工人尤其钟爱其光滑无毛刺的表面。

● 埋头孔 – 在导向孔之后，埋头孔的顶部会变宽，以便螺钉头能够齐平。

● 石工钻头 – 与锤钻配合使用时，碳化钨刀头可承受砖块和石头的磨损。

● 钴或钛涂层钻头 – 增加硬度可在钻不锈钢时保持刀刃锋利。

● 金刚石钻头 – 工业金刚石与空心冠基粘合，用于研磨玻璃、瓷砖和混凝土。水冷可冲洗砂砾并减少灰尘。

固定式钻机

台式钻床

钻床保持主轴垂直，并通过杠杆向下进给。刚性立柱防止弯曲，使钻孔保持准确。深度限位装置可重复设置，以进行批量加工。

落地钻床

更高的压力机可以承受更长的工件，例如桌腿或发动机缸体。更大的马达可以旋转更大的工件，且噪音更小。

摇臂钻

机械臂摆动滑动，使头部能够在不移动零件的情况下，在板材上延伸很远。金属加工厂使用径向钻对法兰和结构梁进行钻孔。

磁力钻

强力电磁铁将底座夹在钢板或梁上。桥梁工作人员和造船工人将磁力钻抬到难以触及的位置，为螺栓和铆钉钻孔。

多轴钻

多个主轴分别配备不同的钻头，可同时钻多个孔。家具厂使用组合钻来加快货架销孔的加工速度。

数控钻孔机

计算机控制使工作台和主轴在三个或更多轴上移动。印刷电路板制造商依靠 数控钻头 在单个面板上刺穿数千个微孔。

混凝土和砖石钻孔工具

SDS-Plus 旋转锤

SDS 传动系统使钻头在锤击下滑入滑出，这意味着真正的能量能够传递到钻头尖端。木工可以使用直径最大 30 毫米的 SDS-Plus 钻头为模板和防飓风夹安装锚点。

SDS-Max 旋转锤

更重的锤子柄长至18毫米，敲击力度增加三倍。工人们将钢筋销钉打入地基墙，并开凿管道或电线通道。

组合锤

选择开关可在旋转加锤击、仅锤击和仅旋转之间切换。在仅锤击模式下，卡盘可接收凿子，用于刮平瓷砖或凿掉旧水泥浆。

岩芯钻机

一个支架稳固地支撑着空心金刚石钻头，用于在暖通空调管道或公用设施套管的混凝土板中进行钻孔。水流经主轴，冷却金刚石并吸附灰尘。

地质矿产钻井工具

冲击器或电缆工具装置

钻机将一根沉重的凿子连在一根电缆上抬起，然后落下，通过冲击破碎岩石。早期的石油先驱们使用电缆工具进行钻探，小型水井钻机在预算紧张的情况下仍然使用它们。

旋转气吹（RAB）钻机

压缩空气驱动井下锤，破碎岩石并将岩屑吹入环空。勘探者青睐快速、低成本的RAB取样方法。

反循环（RC）钻机

双壁杆将空气送入间隙，并提升内管内的样品芯片。密封的通道可避免污染，确保实验室对检测结果充满信心。

金刚石岩芯钻

金刚石钻头切割圆柱形岩芯。地质学家读取岩芯中的岩石类型、结构和矿物含量。岩芯钻机穿透速度较慢，但能提供宝贵的数据。

潜孔锤（DTH）

冲击器位于钻头后方，在整个组件旋转的同时进行冲击。潜孔冲击器适用于坚硬岩石的采石场，并能爆破孔壁平直的孔洞，以便更好地定位炸药。

声波钻

高频振荡器使钻杆柱振动。钻头处的摩擦力融化了土壤粘结剂，因此钻杆筒几乎不受干扰地向下滑动。环保公司使用声波钻机来获取干净、无干扰的岩心。

飞行螺旋钻

随着钻头的推进，螺旋钻连续地将泥土旋出。工程师们用30米以下的螺旋钻记录浅层地层并安装监测井。

石油和天然气钻井工具

油井延伸至海床下数千米。钻柱上有许多特殊部件，用于承受压力、热量和振动。

钻杆

钢管将扭矩和钻井泥浆从钻台传输到钻头。两端的钻具接头增加了管壁厚度，以便螺纹能够承受载荷。

加重钻杆（HWDP）

HWDP 连接柔性管和刚性钻铤。它使过渡更加平滑，并减轻了关键接头处的应力。

钻铤

厚壁杆增加了重量，将钻头推入岩石。颈圈使钻柱保持压缩状态，防止其像弹簧一样卷起。

井底组件（BHA）

底部钻具组合 (BHA) 位于钻铤和钻头之间。它可以携带泥浆马达、稳定器、震击器以及将实时数据传送到地面的传感器。合适的 BHA 设计可以控制方向并抑制振动。

钻头

● 滚锥（三锥） – 三个锥体在轴承上滚动。钢齿或碳化钨齿可破碎中等硬度至坚硬的岩石。

● PDC（聚晶金刚石复合片） – 金刚石圆盘以稳定的接触剪切岩石，在页岩和砂岩中具有较高的穿透率。

泥浆马达

正排量马达将转子动力转化为钻头扭矩。当你弯曲壳体时，马达就能控制井身，而无需旋转整个钻柱。

旋转导向系统

电子装置和垫块推动钻头或使其改变方向，同时整体保持旋转。该系统可钻出更平滑的井孔，并在产油层停留更长时间。

随钻测量与录井

MWD 工具发送深度、倾角和方位角。LWD 工具读取伽马射线、电阻率和密度。这些传感器位于钻头上方几英寸处，可避免额外的起下钻。

套管和油管

钻头到达目标深度后，作业人员将钢套管下入井内，并用水泥封固。随后，生产油管将石油或天然气输送到地面，同时控制压力。

专用钻井工具

● 微型钻头和 PCB 钻头 – 使用 50,000 rpm 主轴，以 0.2 毫米以下的整体硬质合金钻头钻印刷电路板。

● 牙钻 – 气动手机以 400,000 rpm 的速度旋转金刚石或碳化物钻头，以整齐且不发热的方式切割牙釉质。

● 骨科骨钻 – 外科医生使用套在导丝上的管状钻头，确保孔与螺钉完美匹配。

● 玻璃和陶瓷钻头 – 箭头形硬质合金尖头用于钻孔；金刚石钻芯可使边缘平整，不会开裂。

● 光纤钻 – 空心芯可在将光纤穿过墙壁和管道时保护脆弱的光纤。

新兴钻井技术

激光钻孔

高能激光可在微秒内将岩石气化，留下可能抵御坍塌的玻璃状壁面。电力供应和成本方面的研究仍在继续。

水射流钻井

超高压水（有时含有磨料）可切割脆性地层。水射流产生的振动很小，可以减少工具磨损。

等离子脉冲钻孔

流体中的放电产生冲击波破碎岩石。该系统无需钻头直接接触，因此钻头磨损降至零。

低温钻井

液氮冻结柔软的沉积物，使其变硬，因此常规钻头可以直线切割。考古学家无需融化层就能钻取极地冰芯。

选择合适的钻孔工具

1. 匹配材质。 木材需要锋利的刃口和低速。混凝土需要硬质合金和锤击。硬化钢需要钴或硬质合金刀头，并涂上切削油。

2. 了解孔的大小和深度。 短麻花钻头精度可达13毫米。大直径钻头则需要使用铲形钻头、孔锯或岩心钻机。深井依靠泥浆循环来清除岩屑。

3. 选择电源。 有线型号可在工作台上提供无尽的能源。无线钻头可在屋顶和田野间穿梭。气动工具可在必须远离火花的矿井中大放异彩。

4. 计划清除碎片。 排屑槽、空气、泥浆或水会将废料带出。如果碎屑堵塞了孔，钻头就会烧坏或断裂。

5. 尊重安全。 佩戴护目镜，夹紧工件，保持平衡。使用高扭矩钻头的侧手柄。更换钝钻头；它们会卡住并卡住。

6. 考虑一下人体工程学。 在狭窄的构架空间里，直角钻或许能保护你的手腕。电锤上的防震手柄能减轻长时间工作带来的疲劳。

结论

钻井工具种类繁多，从掌上钻导向孔的推钻机，到驱动金刚石钻头深入海面五公里以下的海底钻机。每种工具都解决一个明确的问题：切割特定材料、达到特定深度、控制路径或保护样品。当你了解这些需求时，长长的钻头和钻头货架就不再是难题，而是清晰的菜单。下次当你面对一块木材、一堵混凝土墙或一层层古老的岩石时，你就会知道该拿哪款钻头，它的工作原理，以及它为何值得放在工具箱里。