麻花鉆的工作原理 麻花鉆頭基本結(jié)構(gòu)圖解

在金屬切削中，孔加工占很大比重?？准庸さ牡毒叻N類很多，按其用途可分為兩類：一類是在實心材料上加工出孔的刀具，如麻花鉆、扁鉆、深孔鉆等；另一類是對工件已有孔進行再加工的刀具，如擴孔鉆、鉸刀、鏜刀等。本節(jié)介紹常用的幾種孔加工刀具。

（一）麻花鉆

1．麻花鉆的結(jié)構(gòu)要素

圖7－32為麻花鉆的結(jié)構(gòu)圖。它由工作部分、柄部和頸部組成。

（1）工作部分

麻花鉆的工作部分分為切削部分和導向部分。

①切削部分

麻花鉆可看成為兩把內(nèi)孔車刀組成的組合體。如圖7－33所示。而這兩把內(nèi)孔車刀必須有一實心部分——鉆心將兩者聯(lián)成一個整體。鉆心使兩條主切削刃不能直接相交于軸心處，而相互錯開，使鉆心形成了獨立的切削刃——橫刃。因此麻花鉆的切削部分有兩條主切削刃、兩條副切削刃和一條橫刃（如圖7－32b所示）。麻花鉆的鉆心直徑取為(0.125~0.15)do（do為鉆頭直徑）。為了提高鉆頭的強度和剛度，把鉆心做成正錐體，鉆心從切削部分向尾部逐漸增大，其增大量每100mm長度上為1.4~2.0mm。

兩條主切削刃在與它們平行的平面上投影的夾角稱為鋒角2Φ，如圖7－34所示。標準麻花鉆的鋒角2Φ＝118°，此時兩條主切削刃呈直線；若磨出的鋒角2Φ＞118°,則主切削刃呈凹形；若2Φ＜118°，則主切削刃呈凸形。

②導向部分

導向部分在鉆孔時起引導作用，也是切削部分的后備部分。

導向部分的兩條螺旋槽形成鉆頭的前刀面，也是排屑、容屑和切削液流入的空間。螺旋槽的螺旋角β是指螺旋槽最外緣的螺旋線展開成直線后與鉆頭軸線之間的夾角，如圖7－34所示。愈靠近鉆頭中心螺旋角愈小。螺旋角β增大，可獲得較大前角，因而切削輕快，易于排屑，但會削弱切削刃的強度和鉆頭的剛性。

導向部分的棱邊即為鉆頭的副切削刃，其后刀面呈狹窄的圓柱面。標準麻花鉆導向部分直徑向柄部方向逐漸減小，其減小量每100mm長度上0.03~0.12mm，螺旋角β可減小棱邊與工件孔壁的摩擦，也形成了副偏角 。

（2）柄部

柄部用來裝夾鉆頭和傳遞扭矩。鉆頭直徑do＜12mm常制成圓柱柄（直柄）；鉆頭直徑do＞12mm常采用圓錐柄。

（3）頸部

頸部是柄部與工作部分的連接部分，并作為磨外徑時砂輪退刀和打印標記處。小直徑鉆頭不做出頸部。

2．麻花鉆切削部分的幾何角度

由圖7－33所示，鉆頭實際上相當于正反安裝的兩把內(nèi)孔車刀的組合刀具，只是這兩把內(nèi)孔車刀的主切削刃高于工件中心（因為有鉆心而形成橫刃的緣故，鉆心半徑為 ）。

（1）基面和切削平面

在分析麻花鉆的幾何角度時，首先必須弄清楚鉆頭的基面和切削平面。

①基面：切削刃上任一點的基面，是通過該點，且垂直于該點切削速度方向的平面，如圖7－35a所示。在鉆削時，如果忽略進給運動，鉆頭就只有圓周運動，主切削刃上每一點都繞鉆頭軸線做圓周運動，它的速度方向就是該點所在圓的切線方向，如圖7－35b中A點的切削速度 垂直于A點的半徑方向，B點的切削速度 垂直于B點的半徑方向。不難看出，切削刃上任一點的基面就是通過該點并包含鉆頭軸線的平面。由于切削刃上各點的切削速度方向不同，所以切削刃上各點的基面也就不同。

②切削平面：切削刃上任一點的切削平面是包含該點切削速度方向，而又切于該點加工表面的平面（圖7－35a所示為鉆頭外緣刀尖A點的基面和切削平面）。切削刃上各點的切削平面與基面在空間相互垂直，并且其位置是變化的。

（2）主切削刃的幾何角度，如圖7-36所示

①端面刃傾角

為方便起見，鉆頭的刃傾角通常在端平面內(nèi)表示。鉆頭主切削刃上某點的端面刃傾角是主切削刃在端平面的投影與該點基面之間的夾角。如圖7－36所示，其值總是負的。且主切削刃上各點的端面刃傾角是變化的，愈靠近鉆頭中心端面刃傾角的絕對值愈大（見圖7－36b）。

②主偏角

麻花鉆主切削刃上某點的主偏角是該點基面上主切削刃的投影與鉆頭進給方向之間的夾角。由于主切削刃上各點的基面不同，各點的主偏角也隨之改變。主切削刃上各點的主偏角是變化的，外緣處大，鉆心處小。

③前角

麻花鉆的前角 是正交平面內(nèi)前刀面與基面間的夾角。由于主切削刃上各點的基面不同，所以主切削刃上各點的前角也是變化的，如圖7－36所示。前角的值從外緣到鉆心附近大約由 30°減小到-30°，其切削條件很差。

④后角

切削刃上任一點的后角 ，是該點的切削平面與后刀面之間的夾角。鉆頭后角不在主剖面內(nèi)度量，而是在假定工作平面（進給剖面）內(nèi)度量（見圖7－36a）。在鉆削過程中，實際起作用的是這個后角，同時測量也方便。

鉆頭的后角是刃磨得到的，刃磨時要注意使其外緣處磨得小些（約8°~10°），靠近鉆心處要磨得大些（約20°~30°）。這樣刃磨的原因，是可以使后角與主切削刃前角的變化相適應，使各點的楔角大致相等，從而達到其鋒利程度、強度、耐用度相對平衡；其次能彌補由于鉆頭的軸向進給運動而使刀刃上各點實際工作后角減少一個該點的合成速度角μ（見圖7－36中f-f剖面）所產(chǎn)生的影響；此外還能改變橫刃處的切削條件。

（3）橫刃的幾何角度如圖7-37所示

①橫刃前角

由于橫刃的基面位于刀具的實體內(nèi)，故橫刃前角 為負值（約-45°~-60°），所以鉆削時在橫刃處發(fā)生嚴重的擠壓而造成
很大的軸向力。

②橫刃后角

橫刃后角≈90°-││ ， 故≈30°~35°。

③橫刃主偏角＝90°。

④橫刃刃傾角=0°。

⑤橫刃斜角Ψ

橫刃斜角是在鉆頭的端面投影中，橫刃與主切削刃之間的夾角。它是刃磨鉆頭時自然形成的，鋒角一定時，后角刃磨正確的標準麻花鉆橫刃斜角Ψ為47°~55°，而后角愈大則Ψ愈小，橫刃的長度會增加。