第五章麻花钻与铰刀课件.ppt

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1、1,第五章 麻花钻与铰刀,一 麻花钻的结构与几何参数,标准麻花钻的结构：由柄部、颈部和工作部分组成,柄部：钻头的夹持部分传递转矩和轴向力分锥柄和直柄直柄主要用于直径小于12mm的小麻花钻。锥柄用于直径较大的麻花钻锥柄钻头的扁尾用于传递转矩和拆卸钻头。,2,第五章 麻花钻与铰刀,一 麻花钻的结构与几何参数,颈部：是磨削钻头柄部时的砂轮越程槽 常用来标钻头的规格。工作部分 分切削部分和导向部分 切削部分：担负切削工作 导向部分：导向 备磨部分 钻芯：正锥 锥度：1.42/100 外径：倒锥 锥度：0.030.12/100,3,第五章 麻花钻与铰刀,一 麻花钻的结构与几何参数,切削部分：2个前刀面：

2、螺旋槽 2个主后刀面：锥面 2个副后刀面：外圆棱边 2条主切削刃：前刀面、主后刀面的交线 2条副切削刃：前刀面、副后刀面的交线 1条横刃：2个主后刀面的交线,刀尖,4,第五章 麻花钻与铰刀,一 麻花钻的结构与几何参数,1 螺旋角与侧前角f螺旋角：钻头外圆柱面与螺 旋槽交线的切线与 钻头轴线的夹角,螺旋角实际上就是侧（进给）前角f半径越大，越大，f 越大，越锋利过大，钻头强度降低，散热变差标准麻花钻：=1830（大直径取大值）,5,第五章 麻花钻与铰刀,一 麻花钻的结构与几何参数,主刀刃上任意点的前角0y：在主剖面内测量的前刀面与基面的夹角 主刀刃上不同点，前角变化很大 从外缘到钻芯，前角不断减

3、小 标准麻花钻：从外缘到钻芯：前角从30减小到-30,主刀刃上任意点的侧（进给）前角f：在进给剖面（在以钻头轴线为轴心的圆柱面的切平面）内测量的前刀面与基面的夹角,6,第五章 麻花钻与铰刀,一 麻花钻的结构与几何参数,2（侧）后角f：在以钻头轴线为轴心的圆柱面的切平面内测量的切削平面与主后 刀面之间的夹角,能反映钻头后刀面与过度表面之间的摩擦关系测量方便,7,第五章 麻花钻与铰刀,一 麻花钻的结构与几何参数,3 刃倾角s：在切削平面内，主切削刃与基面之间的夹角,端面刃倾角t：主切削刃与基面在端面投影中 的夹角,8,第五章 麻花钻与铰刀,一 麻花钻的结构与几何参数,4 顶角2与主偏角r：顶角2：

4、两条主切削刃在与其平行的平面上投影的的夹角,标准麻花钻：2=118,9,第五章 麻花钻与铰刀,一 麻花钻的结构与几何参数,4 顶角2与主偏角r：,主偏角r：主切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角,主切削刃上各点的基面位置不同因此，主切削刃上各点的主偏角是变化的,10,第五章 麻花钻与铰刀,一 麻花钻的结构与几何参数,5 副主偏角r：,国际标准规定：直径大于1mm的麻花钻外径有向 柄部方向减小的直径倒锥量:（0.030.12/100)从而形成副偏角,国际标准还规定：直径大于0.75mm的麻花钻在导向部分 上制有两条窄的棱边（副后刀面）,11,第五章 麻花钻与铰刀,一 麻花钻的结构与几何参数,6

5、横刃角度：,横刃：两个主后刀面的相交线横刃斜角：在端面投影中，横刃与主切削刃之间的夹角,横刃前角o：负值，标准麻花钻o=-54-60,标准麻花钻：=5055后角增加，横刃斜角减小,横刃后角o：o 90-o,横刃切削条件差：横刃轴向力占全部轴向力的1/2以上 对尺寸精度影响较大,12,第五章 麻花钻与铰刀,二 麻花钻切削部分结构的分析与改进,1 标准高速钢麻花钻存在的问题,（1）主刀刃上各点前角变化大，造成轴向力、扭矩大，切削条件恶化 主刀刃：前角从30减小到-30 横刃：-54-60,（2）棱边(副后刀面，在端截面中是一段圆弧）副后角为零，摩擦严重（3)刀尖处，切削速度最大，散热条件最差（前角

6、大），因此磨损很快。（3）切屑宽，各点切屑流出速度相差很大，切屑呈宽螺卷状，排屑不畅，切削液难于注人切削区。（4）横刃较长，其前、后角与主切削刃后角不能分别控制。,13,第五章 麻花钻与铰刀,二 麻花钻切削部分结构的分析与改进,2 标准高速钢麻花钻切削部分的修磨与改进,（1）修磨横刃,形成新的切削刃，加大前角，使轴向力大大减小。钻头强度被削弱，定心不好只适用于加工铸铁等强度较低的材料。,将整个横刃磨去,14,第五章 麻花钻与铰刀,二 麻花钻切削部分结构的分析与改进,2 标准高速钢麻花钻切削部分的修磨与改进,磨短横刃,减少因横刃造成的不利因素。,横刃长度不变，将其分为两半，分别磨出一定前角(可达

7、正值)但修磨后钻尖削弱很大，不宜加工硬材料。,加大横刃前角,磨短横刃 加大横刃前角,15,第五章 麻花钻与铰刀,二 麻花钻切削部分结构的分析与改进,2 标准高速钢麻花钻切削部分的修磨与改进,磨短横刃的同时，加大前角,有利于分屑增大钻尖部分排屑空间保证一定强度,16,第五章 麻花钻与铰刀,二 麻花钻切削部分结构的分析与改进,2 标准高速钢麻花钻切削部分的修磨与改进,（2）修磨前刀面,加工较硬材料时，可将主切削刃外缘处的前刀面磨去一部分，适当减小该处前角，以保证足够强度,当加工较软材料时，在前刀面上磨出卷屑槽，加大前角，减小切屑变形，降低切削温度，改善工件表面加工质量,17,第五章 麻花钻与铰刀,

8、二 麻花钻切削部分结构的分析与改进,2 标准高速钢麻花钻切削部分的修磨与改进,（3）修磨棱边,标准高速钢麻花钻的副后角为零度，在加工无硬皮的工件时，为了减少棱边与工件孔壁的摩擦，减少钻头磨损，对于直径大于12mm的钻头，可磨出副后角068、宽度为0.10.2mm的窄棱边。实践证明，经修磨后的钻头，其耐用度可提高一倍左右。,18,第五章 麻花钻与铰刀,二 麻花钻切削部分结构的分析与改进,2 标准高速钢麻花钻切削部分的修磨与改进,（4）修磨切削刃,主副切削刃交接处磨出过渡刃，形成双重顶角或三重顶角,将主切削刃外缘处修磨成圆弧,增长切削刃减轻切削刃单位长度上的负荷改善转角处的散热条件提高耐用度可获得

9、较高的加工表面质量和精度。,19,第五章 麻花钻与铰刀,二 麻花钻切削部分结构的分析与改进,2 标准高速钢麻花钻切削部分的修磨与改进,（5）磨出分屑槽,分屑槽：将宽切屑分成多段窄切屑,20,第五章 麻花钻与铰刀,二 麻花钻切削部分结构的分析与改进,2 标准高速钢麻花钻切削部分的修磨与改进,（5）磨出分屑槽,在钻头后刀面上磨出分屑槽，有利于排屑及切削液的注入，大大改善了切削条件，特别适用于在韧性材料上加工较深的孔。两条切削刃上的分屑槽位置必须互相错开,21,第五章 麻花钻与铰刀,二 麻花钻切削部分结构的分析与改进,2 标准高速钢麻花钻切削部分的修磨与改进,（6）群钻,群钻，是将标准麻花钻的切削磨

10、成特殊形状的钻头。,群钻是北京永定机械厂青年钳工倪志福倪志福于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。,22,第五章 麻花钻与铰刀,二 麻花钻切削部分结构的分析与改进,2 标准高速钢麻花钻切削部分的修磨与改进,（6）群钻,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”,三尖七刃锐当先，月牙弧槽分两边。一侧外刃开屑槽，横刃磨低窄又尖。,23,第五章 麻花钻与铰刀,二 麻花钻切削部分结构的分析与改进,2 标准高速钢麻花

11、钻切削部分的修磨与改进,（6）群钻,外刃：AB段 前角与标准麻花钻基本相同圆弧刃：BC段 前角平均增大10,24,第五章 麻花钻与铰刀,二 麻花钻切削部分结构的分析与改进,2 标准高速钢麻花钻切削部分的修磨与改进,（6）群钻,内刃：CD段 标准麻花钻前角：2-30 群钻前角：16-8 平均提高25内刃：CD段 前角平均增大46,25,第五章 麻花钻与铰刀,二 麻花钻切削部分结构的分析与改进,2 标准高速钢麻花钻切削部分的修磨与改进,（6）群钻,效果：普遍提高了前角，改善了切削条件圆弧刃不仅起到分屑作用，还能很好地定心，不易偏摆横刃缩短，前角增大，改善了切削条件和标准麻花钻相比，轴向力降低355

12、0%，扭矩降低1030%，耐用度提高35倍。在保持同样耐用度的情况下，生产率提高2倍以上。加工精度和表面质量也有所改善,26,第五章 麻花钻与铰刀,三 硬质合金钻头,普通硬质合金钻头,无横刃硬质合金浅孔钻,特点：（1）无横刃（2）直槽,长度短（3）钻芯直径大：从2.98mm增大到6.56mm（4）内冷却（5）轴向力降低40%以上,27,第五章 麻花钻与铰刀,四 铰刀,1 用途：对已有孔进行加工 孔的精加工、半精加工 磨前、研磨前的预加工2 分类 按结构分：整体式：d=120 直柄 d=1032 锥柄 套装式：d=1032 镶齿式：镶硬质合金,28,第五章 麻花钻与铰刀,四 铰刀,2 分类 按动

13、力源分：手用铰刀：机用铰刀：套装 带柄（直柄、锥柄）,按被加工孔形状分：圆孔铰刀：锥孔铰刀：加工余量较大 两把或三把一套,29,第五章 麻花钻与铰刀,四 铰刀,加工质量 IT6IT8；Ra1.60.4 齿数多、导向好、刚性好、ac小，故加工精度及粗糙度较高 通常铰刀与机床是浮动联接只传递扭矩，不传递刚性 因此，铰刀一般只能提高孔的尺寸精度，不能提高位置精度 若提高位置精度：需精密导向装置,2 分类 按尺寸是否可调 不可调 可调：两端有压环螺母 用于单件、小批量、修配,30,第五章 麻花钻与铰刀,四 铰刀,4 用量特点 钻削：v大，f小 v=1055 m/min f=0.10.5 mm/r 铰削

14、：v小，f大，ap小 v=46 m/min（高速钢）v=12 m/min（硬质合金）f=0.22 mm/r,甚至：f=4 mm/r ap=0.030.15,31,第五章 麻花钻与铰刀,四 铰刀,结构 工作部分 颈部 柄部,引导锥：在切削部分的锥角230时，为便于切入，在其前端制成引导锥：0.52.5 X 45切削部分：锥角2校准部分：有刃带（修光刃）：b1=0.20.4 mm 导向；修光；提高表面质量和刀具寿命；便于制造、检验；圆柱部分：倒锥部分：降低摩擦,工作部分,32,第五章 麻花钻与铰刀,四 铰刀,6 切削特点 ac小（精铰时ac=0.010.03mm）有时刀刃会在acrn（rn：刀刃圆弧半径）的情况下工作 修光刃有挤压作用 铰削过程实际上是切削与挤压的联合作用,7 铰刀的重磨 只重磨切削部分的后刀面 重磨后，还需要用油石将切削部分与校准部分的交接处研磨成r=0.51mm小圆角或直线过渡刃，以提高铰刀的耐用度及改善加工表面质量,