7刀具刃磨

第七章常用刀具和刃磨

一．麻花钻及其修磨

1.磨花钻的结构

标准麻花有柄部、颈部和工作部分组成（图7-1）。

（1）工作部份由切削部分和导向部分组成。

1）切削部份切削部分是指钻头前端有切削刃的部分，主要起切削作用。标准麻花钻切削部分主要由前面、后面、主切削刃和横刃四个部分组成（图7-1）。

a）前面：切屑流过的表面。

b）后面：与待加工表面相对的面。

C）主切削刃：前面与后面的交线。

d）横刃：两个后面的交线。

普通麻花钻的“五刃一尖”：两条主切削刃、两条副切削刃、一条横刃和一个钻尖。（副切削刃是指两条刃沟与刃带棱面相交的两条螺旋线。）

图7-1 标准麻花钻

2）导向部分导向部分在钻孔时起引导钻头方向和修光孔壁的作用，同时还是切削部分的备磨部分。外圆柱上两条螺旋形棱边也称刃带，可保持孔形和钻头进给方向。两条螺旋刃沟是排屑的通道。导向部份由下列部分组成（见图7-2）。

图7-2 导向部分的组成

1—螺旋槽 2—后面 3—钻心 4—副切削刃

5—齿背 6—前面 7—主切削刃 8—横刃 9—刃带

a）螺旋槽：在麻花钻上的两条相对称的螺旋槽，其作用是正确形成切削刃和前角，并起排屑和输送切削液的作用。

b）刃带和齿背：刃带是沿螺旋槽高出约0.5～1mm的窄带，在切削时它跟孔壁相接接触，以保持钻头方向。钻头表面上低于刃带的部分叫齿背，其作用是减少摩擦。直径小于0.5mm 的钻头，不制出刃带。

c）直径d：是指在钻头头部测量的两刃带间的距离。钻头直径己标准化。

d）倒锥：导向部分直径略带倒锥，倒锥量在100mm长度为0.3～0.12mm，其作用是减少摩擦。

e）钻心：两螺旋槽的实心部分叫钻心，其作用是连接两个刃瓣，保持钻头的强度和刚度。 f）螺旋角β：钻头外缘表面与螺旋槽的交线为螺旋线，螺旋线与钻头轴线的夹角为螺旋角（图7-3）。螺旋角越大，前角越大、切削刃越锋利、切削越省力、切屑容易排出。但是螺旋角越大，切削刃强度及散热条件也差。标准的螺旋角一般为25°～32°。特殊用途的

钻头其螺旋角根据不同的材料来确定，例如个别紫铜和铝合金可取35°～40°，钻高强度钢和铸铁可取10°～15°，钻青铜和黄铜可取8°～12°。

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图7-3 钻头的螺旋角

g）顶角：钻头的顶角是两主切削刃在它们平行的平面上投影的夹角。标准磨花钻的顶角为118°。

h）前角：是在正交平面中测量的，标准麻花钻切削刃各点前角变化很大，从外缘到钻心，由大逐渐变小直至负值。

i）后角：钻头后角是在钻头轴心的回见柱剖面内测量的，可以在后面上直接反应现出来。

（2）柄部钻头柄部也叫尾部，钻柄供装夹用，用来转递钻孔时所需的转矩和轴向力。直径在φ13mm以下的做成圆柱柄，φ13以上的做成莫氏锥柄。锥柄端部做成扁尾，以供使用斜铁将钻头从锥套或机床莫氏孔中击出。

（3）颈部颈部直径比柄部略小，供磨削时退刀用，此外印有厂标、规格、材质等标记。

2.麻花钻的修磨

钻头修磨后的要求是：两主刃左右对称，刃长短一致，主、副刃交点高度一致，锋角符合要求等，并且要根据实际的加工情况，如材料、设备的刚性等，采取不同的修磨方法。

（1）磨花钻修磨的原因

1）钻头地使用过程中，切削刃容易变钝。

2）在钻削不同工件村料时，麻花钻切削部分的角度和形状都略有不同，通过进行修磨来改变形状的角度，满足加工要求。

（2）标准麻花钻的结构缺点

1）钻头主切削刃上各点前角变化很大（-30°～+30°），外径处前角太大，到里面前角又小，近中心处为负前角，切削性能相差悬殊。

2）横刃太长，横刃上有很大的负前角，切削条件非常差。实际上不是在切削而是在刮削和挤压，再说横刃长了，定心也不好。

3）主切削刃全宽参加切削，各点切削流出速度相差很大，切屑卷成很宽的螺旋卷，所占体积大，排屑不顺利，切削液也不易注到切削刃上。

4）棱刃上没有后角，棱边与孔壁发生摩擦，因为棱边有倒锥，所以主切削刃与棱边交点处摩擦最剧烈。此处切削速度最高，产生热量多，而且尖角处抗磨性较差，所以此处磨损较快。影响切削性能。因此钻头常进行针对性的修磨。

（3）修磨标准麻花钻的常用方法

1）修磨横刃麻花钻的横刃给切削过程带来极坏的影响，很容易造成引偏，因此修麻横刃便成为改进麻花钻切削性能有重要措施。修麻横刃的方法如下：

a）将整个横刃磨去（见图7-4a）。用砂轮把原来的横刃全部磨去，以形成新的切削力，加大该处前角，使轴向力大大减小。但是这种方法使钻头新形成的两钻尖强度减弱，定心不好，只适应于加工铸铁等强度较低的材料。

图7-4 横刃修磨形式

b）磨短横刃（见图7-4b）。采用这种修磨方法可以减少因横刃造成的不利因素。

c）加大横刃前角（见图7-4c）。横刃长度不变，将其分为两半，分别磨出一定前角，从而改善切削条件，但修磨后钻尖被削弱，不宜加工硬材料。

d）磨短横刃并加大前角（见图7-4d）。这种修磨方法是沿钻刃后面的背棱刃磨至钻心，将原来的横刃磨短（约为原来横刃长度的1/5～1/3）并形成两条新的内直刃。这种修磨方法，不仅有利于分屑，增大钻尖处排屑空间和前角，而且短横刃仍保持定心作用。

2）修磨前面由于主切削刃前角外大内小，故当加工较硬材料时，可将靠外缘处的前面磨去一部分（见图7-5a），使外缘处前角减小，以提高该部分的强度和刀具寿命；当加工较软材料（塑性大）时，可将靠近钻心处的前角磨大而外缘处磨小（见图7-5b），这样可使切削轻快、顺利。当加工黄铜、青铜等材料时，前角太大会出现“扎刀”现象，为避免“扎刀”，也可采用将钻头外缘处前角磨小的方法，如图7-5a所示。

图7-5 修磨前面

a）修磨外缘处前面 b）修磨近钻心处前面

3）修磨切削刃及断屑槽由于主切削刃很长并全部参加切削，故切屑易堵塞。加之锋角较大，造成轴向力加大和形成刀尖角ε较小，使刀尖薄弱。针对上述问题，可以采用以下几种修磨方法：

a）修磨过渡刃（见图7-6）。在钻尖主切削刃与副切削刃相连接的转角处，磨出过渡刃。过渡刃锋角φ=70°～75°，使钻头具有比重刃，由于减小了外刃锋角，使轴向力减小、刀尖角增大，从面强化了刀尖。由于主切削刃分成二段，切屑宽度变小，切屑堵塞现象减轻。对于大直径钻头有时还修磨成双重过渡刃（三重锋角）。

图7-6 修磨过渡刃

b）修磨分屑槽（见图7-7）。在钢件等韧性材料上钻较大、较深的孔时，因孔径大、切屑较宽，所以不易断屑和排屑。为了把宽的切屑分割成窄的切屑，使排屑方便，并为了使切削液易进入切削区，从而改善切削条件，可在钻头切削刃上开分屑槽。分屑槽可开在钻头后面上（见图7-7a），也可开在钻头前面上（见图7-7b）。前一种修磨法在每次重磨时都需修磨分屑槽，而后一种在制造钻头时就己加工出分屑槽，修磨时只需修磨切削刃就可以了。