钻头的刃磨

钻头的刃磨 论钻头的刃磨 在21世纪，在汽车制造、模具、医疗器械、航天航空等等行业都有钳工的身影，可见其重要性，因此钳工被制造行业冠宇“万能的钳工”的称号。 在中央十套的《状元360—超级钳工》栏目中有一项挑战项目:用钻头打气球上一张薄纸保证纸上的孔是圆的，无论在日常工作中，还是技能比赛中打孔是钳工必备的技能，而打孔的质量好坏则取决予钻头的刃磨好坏。可见刃磨钻头是钳工必须掌握的技能。 因此做为一为已入行三年多的钳工，我也是格外看重钻头的刃磨技巧的，时时刻刻在不断的练习各种钻头的刃磨，及对各种钻头的研究。在我成教学业即将结束时，我打算把我这几年在实际工作中摸索出的经验，以论文的形式表答出来，望看过此文的老师、专家、师傅们给予批评指导。 我希望这篇文章不光是我的论文，也能成为刚入行钳工的一学习资料。所以我会从最基本的知识点谈起。以我刃磨以根钻头的步骤进行的讨论。本人能力有限，特从最基本的钻头知识开始论述，望各位理解。 一，什么是钻头 钻头是用来在工件材料上打孔的工具。 钻头一般用高速刚(W18Cr4V或W9Cr4V2)制成，分为麻花钻、扁钻、中心钻、锪孔钻、深孔钻等，其中麻花钻是我们钳工、机加工 最常用的钻头。 而我这一篇论文也主要谈的是麻花钻的刃磨方法及其改制。本人就从麻花钻开始谈起，首先介绍下麻花钻的基本知识点。 麻花钻的种类和结构: 麻花钻分为直柄、莫氏锥柄。一般直柄麻花钻直径在13mm以下，莫氏锥柄的麻花钻直径均在 13mm以上。麻花钻通常由柄部、 颈部、工作部分组成，其中工 作部分又由导向部分、切削部 分组成。具体如图所示 (1)柄部——是用来装夹和传递动力的一般情况下，直径小于Φ13毫米的钻头将其制成直柄，而直柄钻头没有明显的颈部，而将钻头的直径、商标等直接刻在柄部。而直径大于Φ13毫米的钻头一般制成锥柄，锥柄钻头的锥度是按国家标准制作的，按钻头直径的大小而制成莫氏1#、2#、3#、4#、5#等锥度，其号数越大柄部的尺寸也就越大。锥柄端部的扁尾起传递扭矩和方便拆卸钻头的作用。 (2)颈部——颈部是柄部和工作部分的连接部分，也是为磨削钻头时供砂轮退刀用的，钻头本身的直径、材料和商标等也刻印在颈部。 (3)工作部分——它又分为导向和切削两部分?导向部分用来保持麻花钻工作时的正确方向，在钻头重新刃磨时，导向部分逐渐变为切削部分而投入工作。导向部分有两条对称的螺旋槽，作用是形成切削刃及容纳和排除切屑，便于切削液的输入。导向部分有两条棱带， 它的直径略有倒锥，每100mm长度内，直径向柄部减小0.05-0.10mm，这样既可以引导钻头切削时的方向，又可以减少钻头与孔壁的磨擦。?切削部分是钻头的关键部分，麻花钻由六个刀面、五条刃组成:包括两个前刀面、两个后刀面、两个 副后面，两条主切削刃、两条副切 削刃、一条横刃，即“一尖三刃”。 如图所示 通过这两点的介绍，相信大家已经完全明白了钻头的基本知识点了，这样我可以更深的为大家介绍我本人的刃磨方法及步骤了。 麻花钻主要靠切削部分进行切削的，而我们对钻头进行改造也是从这一部分下手的。先从我本人的刃磨方法开始谈起。 二，麻花钻的刃磨 钻头的刃磨质量直接影响到我们打孔的质量和效率。如遇刃磨不大好的钻头，打出的孔则会出现孔不圆呈现多边形、孔壁粗糙的现象。 钻头的刃磨通常是只刃磨两个后刀面，但同时要保证顶角(标准麻花钻的顶角为?118?)、后角、横刃倾斜角要正确。刃磨钻头的方法主要有两种，一种是从后刀面开始刃磨、还一种是从主切削刃开始刃磨。两种方法都值的我们学习，而我在这里只谈的事我本人的刃磨方法及步骤。 1，我本人刃磨钻头动作要点 刃磨前，我们因注意安全，我们应赤手、扎好袖口,站在砂轮机的左侧。站在左侧可以防止沙轮因未上紧而意外飞出，以免砸伤身体。 刃磨时，我们应用右手握住钻头的工作部分，而食指要尽量靠近切削部分(要注意安全哦，不要与沙轮接触，以免擦伤)以作为摆动钻头的支点。同时，将钻头的主切削刃与砂轮的中心平面放置在同一水平面内，并让钻头的轴线与砂轮圆柱面成夹角为Φ。右手握住钻头并要绕自身轴线旋转，以磨出后刀面;左手握柄作上下摆动，以磨出不同大小的后角。当我们刃磨完一边后再转180?度刃磨另一边。这样可以保证钻头两切削刃的长度一致，如两切削刃不对称的话，则会出现孔不圆呈多边形。 具体动作要领如上页图 所示 口诀一:“刃口摆平轮面靠。”这是钻头与砂轮相对位置的第一步，往往有同志还没有把刃口摆平就靠在砂轮上开始刃磨了。这样肯定是磨不好的。这里的“刃口”是主切削刃，“摆平”是指被刃磨部分的主切削刃处于水平位置。“轮面”是指砂轮的表面。“靠”是慢慢靠拢的意思。此时钻头还不能接触砂轮。 口诀二:“钻轴斜放出锋角。”这里是指钻头轴心线与砂轮表面之间的位置关系。“锋角”即顶角118??2o的一半，约为60?这个位置很重要，直接影响钻头顶角大小及主切削刃形状和横刃斜角。要提示同志记忆常用的一块30?、60?、90?三角板中60?的角度，便于掌握。口诀一和口诀二都是指钻头刃磨前的相对位置,二者要统筹兼顾，不要为了摆平刃口而忽略了摆好斜角，或为了摆好斜放轴线而忽略了摆平刃口。在实际操作中往往很会出这些错误。此时钻头在 位置正确的情况下准备接触砂轮。 口诀三:“由刃向背磨后面。”这里是指从钻头的刃口开始沿着整个后刀面缓慢刃磨。这样便于散热和刃磨。在稳定巩固口诀一、二的基础上，此时钻头可轻轻接触砂轮，进行较少量的刃磨，刃磨时要观察火花的均匀性，要及时调整压力大小，并注意钻头的冷却。当冷却后重新开始刃磨时，要继续摆好口诀一、二的位置，这一点往往在初学时不易掌握，常常会不由自主地改变其位置的正确性。 口诀四:“上下摆动尾别翘。”这个动作在钻头刃磨过程中也很重要,往往有同志在刃磨时把“上下摆动”变成了“上下转动”，使钻头的另一主刀刃被破坏。同时钻头的尾部不能高翘于砂轮水平中心线以上，否则会使刃口磨钝，无法切削。 注意:在我们刃磨过程中，要对钻头进行冷却以免退火。如对合金钻头进行刃磨时，在刃磨过程中切记不要用水进行冷却，这一点学习过金属材料的同志们会明白的，合金当高温时用水冷却刀片会产生裂痕，这样刀片会废掉的。可采用用厚布包裹，以免发生烫伤，切记包裹的布条不要缴入沙轮机中。 2，修磨横刃 在刃磨钻头后，我们为了保证打孔时的孔心准、减少轴向力，要对直径6mm以上的钻头经行缩短横刃长度。如横刃过长的话，会产生定心不稳的现象。这样加工出来的孔孔径会变大。 具体操作方法是:右手握住钻头的切削部分，左手握柄，将钻头的后刀面与螺旋槽相邻的棱边靠近砂轮侧面的圆角，使磨削点由外刃 沿着这条棱线逐渐平移到钻头的轴线，一直磨到切削刃的前面磨短横刃磨出内刃;然后转180?，再磨另一侧。最后的横刃长度是原来的1/3到1/5左右,修磨后形成内刃，使内刃的斜角t=20º—30º,内刃处前角r=0º— -15º。最终效果如图所 示 通过一二步，一个钻头的刃磨就基本结束了，最后重点就是对刃磨好的钻头进行检查和修磨了。 三，标准麻花钻刃磨后的检查 第一步，检查麻花钻的顶角2Φ的大小是否正确、是否对称与钻头的轴线。(标准麻花钻的顶角是?118?，打较硬的材料时顶角可大于120?，打较软的材料顶角可小些，但不要小于90?) 第二步，检查两主切削刃是否长短一致，高低一致。前面已经说过了如长短不一致会影响最后打出的孔的质量好坏。 我本人的一二步的检查方法是:把钻头切削部分向上竖立，两眼平视，并反复旋转180?，可以找到钻头的中心轴线，在旋转中观察钻头的两主切削刃的长短。一般低的那一端是长边，假想以钻头的中心轴线来观察两切削刃的高低。如有不一致的，可单独对短边进行修磨。 第三步，目测钻头外缘处的后角。具体 判别方法如图所示。 在这里我建议大家做一个像左图中的工具。 辅助大家对刃倾斜角、标准118?峰角的检查，两 主切削刃是否对称、后角的是否正确(检查横刃 倾斜角是否在50?至55?之间) 刃磨钻头的具体方法和步骤已向大家介绍完 了，剩下我想跟大家介绍下麻花钻改制其它特殊 钻头的方法。 四，群钻的介绍和划钻的刃磨技巧 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”。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。 2(“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”。)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 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 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。67型是经过多次演进而后定型的“群钻”基本钻型。 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。 3(“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:,14:，内刃(CD段)上加大15:,20:，横刃上约加大5:。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。 薄板用群钻 在加工薄板类零件时，我们若用普通的麻花钻进行打孔，薄板会出现凹陷，孔的反面会有较大的毛刺，所以我们采用点接触的钻头进 行滑削，这就是滑钻，如图所示。 有一本书为其特点编了一口决，我觉得很好 特向大家介绍下。“迂回、钳制靠三尖，内心中 心外切圆，压力减轻变形小，孔形圆整又安全。” 划钻是由麻花钻改进而来的，其刃磨方法与标准麻花钻的刃磨方法一样。要注意，刃磨钻头轴线两侧的月牙槽时，月牙槽的R要一样，两侧尖点的高度要一般高。中间的尖点应高出两侧的尖点1到2豪米。中间的尖点也就是横刃了要磨成90?且尖，这样才好在打孔时找到中心不会打出偏心孔。后角不易太大，这样在打孔时由于钻速快会烧坏钻头。 在这里我也编了一口决让大家见笑了，“薄板料用滑钻，三尖滑出圆孔，中间高两边低，月牙槽要一致，两边刃一样高，横刃尖为好，圆弧后角要小，孔圆光整很好。” 五，用麻花钻扩孔、锪孔 在实际工作中我们还会遇到一些特殊的打工现象，如要加工直径较大的孔，孔底要求平整的特殊孔。这里我介绍下扩孔和锪孔。 1，扩孔 在实际工作中我们是不可能一下子打出孔径较打的孔，所以我们将先打一小孔再用大钻头进行扩孔。 用麻花钻扩孔时，扩孔前的钻孔直径应为最后扩孔的直径的0.5至0.7倍(一次我在扩孔时选的预打孔的直径过大，扩孔时产生较大 的震动险些出现安全事故，望刚入行的朋友能注意)，扩孔时的钻速应是打小孔时速度的1/2。一般选择钻床的最低速为最佳。 2，用麻花钻改制锪钻 锪孔常有锪平底孔、锪锥形沉头孔。 一般将麻花钻改制如图所示的形状。在锪 孔时的转速与扩孔时要求的钻速一样。 六，常见钻孔缺陷与钻头刃磨好坏的关系 在这里我还要介绍下我平时工作中得到的一些经验，如大家在工作中遇到一些加工问题可以参照下以下五点，望能给大家一合理的解释。 1，孔径大于图纸要求尺寸:钻头两主切削刃的长短不等，高低不致。 2，打出的孔呈多边孔:钻头的后角太大，两主切削刃的长短不等。 3，孔有偏斜:横刃过长，定心不稳。 4，打孔时出现“扎刀”现象:钻头刃磨过快，前角太小。 5，打孔时出现“打不动”现象:钻头刃磨太钝，后角过大。 写稿人:李硕