子課題1群鉆及其刃磨

一、標(biāo)準(zhǔn)群鉆標(biāo)準(zhǔn)群鉆是針對(duì)麻花鉆存在的缺點(diǎn)修磨成的特別適用于鉆削碳鋼、合金鋼的鉆頭。它是應(yīng)用最廣泛的一種群鉆。標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的主要缺點(diǎn)：（1）橫刃較長(zhǎng)，橫刃上各點(diǎn)前角為負(fù)值。（2）主切削刃上各點(diǎn)的前角大小不同，近鉆心處d/3范圍內(nèi)為負(fù)值。（3）棱邊較寬，又沒(méi)有副后角。（4）刀尖角處的前角較大，故刀齒薄弱。（5）主切削刃全寬進(jìn)行切削，切屑較寬，造成排屑不暢和切削液流入困難。

標(biāo)準(zhǔn)群鉆是在麻花鉆的基礎(chǔ)上采取了如下修磨措施制成的：（1）群鉆上磨出月牙槽，形成凹形圓弧刃。把主切削刃分成三段：外刃—AB段，圓弧刃—BC段，內(nèi)刃—CD段，如圖1–3–1所示，有利于分屑、斷屑和排屑。（2）修磨橫刃，使橫刃縮短為原來(lái)的1/5~1/7，同時(shí)使新形成的內(nèi)刃上前角也大大增加。（3）磨出單邊分屑槽。標(biāo)準(zhǔn)群鉆的形狀特點(diǎn)是：三尖、七刃、兩種槽。標(biāo)準(zhǔn)群鉆切削部分的形狀和幾何參數(shù)見(jiàn)表1–3–1。圖1–3–1標(biāo)準(zhǔn)群鉆二、其他形式的群鉆1．鉆削鑄鐵的鉆頭和鉆削鑄鐵的群鉆鑄鐵性質(zhì)較脆，切削過(guò)程中切屑形成的碎塊和粉末不易排出，鉆頭與孔壁和孔底面產(chǎn)生摩擦，產(chǎn)生大量的熱量而不易散發(fā)，造成了鉆頭的快速磨損。鑄鐵鉆的構(gòu)造有以下特點(diǎn)：（1）磨出第二鋒角，直徑較大的鉆頭可磨出第三鋒角。（2）將后角磨得更大，比鉆鋼材的鉆頭大3°~5°，并可將后面磨去一塊（圖1–3–2）。（3）在刀尖處磨出R0.5mm左右的圓角。鑄鐵群鉆（圖1–3–3）的刀尖高度h比標(biāo)準(zhǔn)群鉆更小，橫刃磨得更短，約為標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的1/5~1/7。圖1–3–2鑄鐵鉆

圖1–3–3鉆鑄鐵的群鉆表1–3–2為鑄鐵群鉆切削部分形狀和幾何參數(shù)。2．鉆薄板的群鉆薄板鉆削過(guò)程中的“扎刀”現(xiàn)象，會(huì)造成以下幾種后果：（1）工件隨著鉆頭一起轉(zhuǎn)動(dòng)，影響操作工人安全。（2）若工件夾持牢固，可能會(huì)造成鉆頭折斷。（3）孔形不圓或被拉壞。由于上述原因，將薄板群鉆切削部分磨成如圖1–3–4所示形狀。該鉆頭又稱(chēng)為三尖鉆，其主要特點(diǎn)是：（1）主切削刃外緣磨成鋒利的刀尖。（2）外緣刀尖處與鉆尖的高度差僅為0.5~1mm。優(yōu)點(diǎn)：在鉆削過(guò)程中，鉆頭尚未鉆穿薄板，兩切削刃外緣刀尖已在工件上切出一條圓環(huán)槽。起到了良好的定心作用，保證所加工孔的圓整和光滑，并且不會(huì)引起“扎刀”現(xiàn)象。圖1–3–4鉆薄板的群鉆表1–3–3為薄板群鉆切削部分的形狀和幾何參數(shù)。

3．鉆削黃銅和青銅的鉆頭和群鉆

在鉆削黃銅或青銅的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生鉆頭突然快速切入工件材料內(nèi)的現(xiàn)象，即“扎刀”現(xiàn)象?！霸丁爆F(xiàn)象輕者使工件報(bào)廢或鉆頭折斷，嚴(yán)重的可能造成對(duì)操作著的傷害。鉆頭在鉆削過(guò)程中，都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向下的拉力，如圖1–3–5所示。圖1–3–5鉆頭受力示意圖

“扎刀”現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于鉆頭前角過(guò)大而造成的。鉆頭近心處d/3范圍內(nèi)前角為負(fù)值，不會(huì)造成“扎刀”現(xiàn)象。只要將鉆頭外緣處的前刀面磨去一塊，即減小該處的前角，就可避免“扎刀”。由于黃銅和青銅的強(qiáng)度和硬度較小，鉆頭的橫刃可磨得更短，有利于提高生產(chǎn)效率。鉆削黃銅的群鉆如圖1–3–6所示。圖1–3–6鉆削黃銅的群鉆表1–3–4為鉆黃銅群鉆切削部分的形狀和幾何參數(shù)。

4．鉆削純銅的群鉆純銅有較好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱和抗腐蝕性能，要求所鉆的孔精度要比一般孔高，表面粗糙度要求也較高。在純銅上鉆孔，常遇到以下問(wèn)題：（1）孔形不圓，鉆出的孔上部擴(kuò)大。（2）孔的表面粗糙度不理想，孔壁有撕痕，有時(shí)出現(xiàn)螺線擠痕，出口出現(xiàn)毛刺。（3）軟純銅的切屑不易斷裂，隨鉆頭甩動(dòng)不安全，并且阻擋切削液進(jìn)入孔中。（4）硬純銅的切屑較碎，造成孔壁不光潔。（5）鉆頭容易在孔中咬住。純銅鉆孔的主要問(wèn)題是：孔形不圓；孔壁表面粗糙度不理想；鉆頭在孔中咬住。在鉆削純銅孔時(shí)可采取下列措施：（1）加強(qiáng)定心作用，保證切削平穩(wěn)。（如圖1–3–7所示為鉆削純銅群鉆）。（2）外刃鋒角要適當(dāng)，以利于排屑和改善孔的表面粗糙度，一般2φ=118°~122°較好。（3）鉆軟純銅，應(yīng)選用較大進(jìn)給量。（4）將鉆頭外緣刀尖處磨出倒角或圓弧刃。（5）鉆孔過(guò)程中應(yīng)保證充足的切削液。表1–3–5為鉆純銅群鉆切削部分的形狀和幾何參數(shù)。圖1–3–7鉆削純銅的群鉆

5．鉆鋁合金的群鉆鋁合金的強(qiáng)度和硬度較低，導(dǎo)熱性好，切屑容易熔粘在切削刃和前面上，形成積屑瘤。切屑較碎，不易排出。由此可見(jiàn)，鋁合金鉆孔需要避免積屑瘤的產(chǎn)生和保證切屑能順利排出。鉆削鋁合金可采用標(biāo)準(zhǔn)群鉆，將橫刃修磨得更短。鋒角2φ磨得更大一些，以利于排屑?？赡コ龅诙睾蠼?，以增加容屑空間。鋁合金鉆孔在粗加工時(shí)可選用較濃的乳化切屑液，在精加工時(shí)可選用煤油或煤油與機(jī)油的混合液。圖1–3–8為鉆深孔的鋁合金深孔群鉆。圖1–3–8鉆削鋁合金深孔的群鉆三、標(biāo)準(zhǔn)群鉆的刃磨方法和步驟

1．磨外直刃刃磨方法如圖1–3–9所示。刃磨過(guò)程中，應(yīng)經(jīng)常檢查刃磨質(zhì)量。2．磨圓弧刃（月牙槽）磨圓弧刃的方法如圖1–3–10所示。刃磨后可用目測(cè)或用鋼直尺、半徑樣板等量具來(lái)檢查各部分的形狀和尺寸。3．修磨橫刃修磨方法如圖1–3–11所示。修磨后，應(yīng)檢查內(nèi)直刃的對(duì)稱(chēng)性和斜角是否一致。圖1–3–12是從鉆頭頂面檢查兩內(nèi)直刃斜角的一致性。圖1–3–9磨群鉆的外直刃圖1–3–10磨群鉆的圓弧刃a）磨削方法b）磨削后的圓弧刃圖1–3–11修磨群鉆的橫刃圖1–3–12從鉆頭頂面檢查兩內(nèi)直刃斜角

a）刃斜角一致b）刃斜角不一致

4．修磨分屑槽修磨分屑槽的方法與磨削外直刃基本相同，要隨時(shí)注意觀察，控制分屑槽的槽距、槽寬和槽深。四、薄板群鉆的刃磨方法和步驟薄板群鉆兩切削刃外緣磨成鋒利的刀尖，比鉆心尖稍低，形成三個(gè)尖端，故又稱(chēng)三尖鉆。三尖鉆中間的主切削刃磨成圓弧刃，深度比薄板厚度大1mm，橫刃部分修磨得很窄，形成鉆心尖。

1．磨圓弧刃先將砂輪一側(cè)修成較大的圓角，鉆頭的圓弧刃即在圓角處進(jìn)行修磨，如圖1–3–13所示。

刃磨時(shí)，雙手的操作方法和磨鉆頭外直刃時(shí)基本相同，只是還要以右手作為支點(diǎn)，左手繞砂輪圓角在水平方向作來(lái)回?cái)[動(dòng)，逐步由淺入深形成一定的圓弧，直至將外刃磨尖，并控制一定的深度。一條圓弧刃磨好后，將鉆頭翻轉(zhuǎn)180°，再刃磨另一條，要注意兩條圓弧刃必須對(duì)稱(chēng)，外尖要等高，中心鉆尖略高于外尖。圖1–3–13磨圓弧刃

2．修磨橫刃修磨橫刃的方法也和標(biāo)準(zhǔn)群鉆相同，只是修磨得更窄更尖。由于磨削量較大，故必須分幾次修磨，防止鉆尖過(guò)熱，產(chǎn)生退火。修磨時(shí)，可兩面交替進(jìn)行，兩面的修磨量要相等，使鉆尖處于鉆頭中心位置，不可偏移，否則影響定心效果。薄板群鉆刃磨后，先進(jìn)行試鉆，主要檢查刃磨后鉆尖是否在鉆心處，兩外尖刃是否等高，如圖1–3–14所示。如果刃磨正確，則鉆尖中心位置不變，兩外尖刃同時(shí)切入工件（見(jiàn)1–3–14a）。如果只有一處尖刃切入工件（見(jiàn)1–3–14b），則應(yīng)認(rèn)準(zhǔn)位置，將該尖刃稍微磨低些，再進(jìn)行試鉆，直至合乎要求。圖1–3–14薄板群鉆刃磨后的試鉆a）兩尖刃同時(shí)切入工件b）只有一處尖刃切入工件子課題2精密孔的鉆鉸

精密孔是指對(duì)孔或孔系的尺寸精度、形狀和位置精度（包括孔中心距精度）以及孔壁表面粗糙度要求都較高的單孔或孔系。

一、精密單孔的鉆鉸采用精鉆擴(kuò)孔的方法，由于切削量小，產(chǎn)生熱量小，工件不易變形，其擴(kuò)孔精度可達(dá)0.04~0.02mm，表面粗糙度值可達(dá)Ra1.6~0.8μm。

1．改進(jìn)鉆頭的幾何角度精孔鉆采用標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆頭修磨而成，改進(jìn)后精孔鉆的幾何角度如圖1–3–15、圖1–3–16所示。圖1–3–15擴(kuò)鑄鐵精孔鉆

圖1–3–16擴(kuò)鋼精孔鉆

（1）磨出第二頂角2φ1，鑄鐵精孔鉆2φ1=75°，鋼材（中碳鋼）精孔鉆2φ1=50°，其切削刃長(zhǎng)度約為3～4mm且對(duì)稱(chēng)。為降低孔壁表面粗糙度值，在其外緣刀尖角處用細(xì)油石修磨出半徑為0.2～0.5mm、表面粗糙度值為Ra0.4μm對(duì)稱(chēng)圓弧刃，并適當(dāng)減小外緣處的后角。（2）鑄鐵精孔鉆后角一般磨成α1=8°～10°，鋼材（中碳鋼）精孔鉆后角一般磨成α1=6°～8°，以免產(chǎn)生振動(dòng)。（3）為減小摩擦，在韌帶4~5mm長(zhǎng)度上磨出副后角αf=6°~8°并保留0.1~0.2mm的刃寬度。（4）鋼材（中碳鋼）精孔鉆需修磨前刀面，形成–15°~–10°的刃傾角和20°的前角。（5）切削刃處的前、后刀面用較細(xì)油石研磨，使表面粗糙度值達(dá)Ra0.4μm，并在外緣處研磨出半徑為0.2mm的小圓角，在鉆精孔時(shí)，能起修光孔壁的作用。

2．選用精度較好的立鉆或采用浮動(dòng)夾頭裝夾鉆頭先用普通麻花鉆按劃線鉆底孔，留有0.5~1mm余量，再用修磨好的精孔鉆頭擴(kuò)孔。擴(kuò)孔時(shí)的進(jìn)給量應(yīng)控制在0.08~0.15mm/r以?xún)?nèi)；進(jìn)給量過(guò)大，Ra值增大；進(jìn)給量過(guò)小，刃口不能平穩(wěn)地切入，同時(shí)會(huì)引起振動(dòng)。擴(kuò)孔時(shí)還要選用主要起潤(rùn)滑作用的切削液，如菜油、豬油等，以降低切削溫度和Ra值。對(duì)于孔軸線與工件的基準(zhǔn)表面（或基準(zhǔn)軸線）有較高的位置精度要求的單孔，則也可以在普通鉆床上增加一些工裝，運(yùn)用劃線找正法采用精孔鉆來(lái)完成加工。二、精密孔系的鉆鉸在批量生產(chǎn)中，用鉆床加工孔距要求較高的孔，都是由合格鉆模來(lái)保證。但在單件小批量生產(chǎn)中不可能都采用鉆模，而又由于生產(chǎn)設(shè)備等方面原因，必須由鉗工鉆（鉸）孔來(lái)保證。下面介紹幾種鉆（鉸）有孔距要求的孔的常用方法。

1．提高劃線精度劃線鉆孔孔距誤差一般在0.2mm以上，孔距越大，誤差也越大。如果提高劃線精度，樣沖眼沖得準(zhǔn)，鉆孔方法適當(dāng)，可將孔距誤差控制在0.1mm范圍內(nèi)。鉆孔時(shí)，先用中心鉆鉆一個(gè)深度不超過(guò)2mm的小孔，測(cè)量孔距合格后，用中心鉆加工成60°的錐孔，再擴(kuò)孔到需要的尺寸。如果發(fā)現(xiàn)孔偏，可改用鉆頭锪孔來(lái)糾正，恢復(fù)到中心位置時(shí)再鉆孔。2．移動(dòng)坐標(biāo)法采用此法的工件，應(yīng)具有兩個(gè)互相垂直的加工面作為基準(zhǔn)，如圖1–3–17所示。圖1–3–17用量塊移動(dòng)坐標(biāo)鉆孔的方法

3．用芯軸定位距的方法如圖1–3–18所示，該零件采用此法鉆孔，可保證孔距的要求。圖1–3–18鉆孔工件孔距控制法如圖1–3–19所示。

圖1–3–19用芯軸控制孔距方法1–測(cè)量圓銷(xiāo)2–鉆夾頭3–工件

三、移動(dòng)坐標(biāo)法鉆孔圖1–3–20所示為所需鉆孔的零件，4×8H7孔的孔距分別為（30±0.03）mm和（50±0.03）mm，工件材料為45鋼。圖1–3–20鉆孔工件

1．鉆削前，在鉆床工作臺(tái)上固定精密平鐵，用90°角尺進(jìn)行校正。2．選取一塊與工件形狀、尺寸和材料完全相同的試鉆件進(jìn)行試