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麻花鉆的改進及選用
閱讀：4682 發布時間：2014-1-24
在機械加工中，孔加工約占其加工總量的1/3，其中鉆孔約占25%。鉆孔直徑范圍為ф0.1~ф100mm，能達到經濟精度為IT13~IT11。鉆孔是半封閉式切削，因此，排屑、熱量傳散、切削液澆注都較困難。鉆孔用的刀具，尤其是直徑小于ф35mm的孔，目前生產上仍以標準的高速鋼（HSS）麻花鉆為主。由于麻花鉆具有剛度差（因有兩條又寬又深的螺旋槽），導向性差（只有兩條很窄的刃帶與孔壁接觸導向）和軸向進致力大（主要因橫刃的存在）特點，而且經手工刃磨的鉆頭，兩條主切削刃難以準確對稱，因而鉆孔時容易產生鉆頭引偏、孔徑擴大、孔壁質量差、和鉆頭使用壽命較低等問題。為此，須對鉆頭的刃形和結構加以改進，而實踐亦已證明，這樣做效果很好。
麻花鉆的修磨與群鉆
標準麻花鉆結構和幾何參數上存在著許多缺點，如：主切削刃上前角變化大，近外徑處可達30?，而近中心處為-30?，且橫刃上負前角達-50?~-60?，故切削條件差；刃帶上無后角，摩擦磨損大；主切削刃長，切屑寬，排屑不暢，切削液難以注入到切削區等。為此，生產中操作人員常通過修磨來加以改善。如可：修磨出雙重頂角、磨分屑槽和磨出內凹圓弧刃等方式來改變主切削刃形狀，以增大切削刃長度，減輕單位切削刃長度上的切削負荷，并起到改善鉆頭定心，達到分屑和斷屑目的；通過修磨橫刃來縮短其長度，避免橫刃處負前角切削；直徑較大的鉆頭還可在刃帶前端磨出副后角，以減少摩擦和磨損等。群鉆就是綜合應用多種形式修磨方法變革而成的系列鉆型，適于加工不同材料。
麻花鉆刃磨方法的改進
麻花鉆的刃磨是沿后刀面進行的。刃磨時應保證主削刃上后角值“內大外小”，即近鉆芯處后角要大，靠外圓處后角要小。同時還應使橫刃處得到合適的斜角、前角和后角值。
麻花鉆一般都用手工刃磨，較合理的方法是用機械刃磨。目前常用的機械刃磨法有圓錐面刃磨法和螺旋面刃磨法，即將鉆頭的后刀面磨成圓錐面或螺旋面的一部分。但近幾年來，由于在組合機床、數控機床和自動生產線上大量采用鉆頭，因此對鉆頭刃磨質量的穩定性要求很高，而平面刃磨法由于磨出的鉆頭橫刃處負前角小，軸向力小，刃磨用的機床運動簡單，調整方便，容易實現自動化和保證鉆頭的刃磨質量，故應用日廣。所謂平面刃磨法，是指麻花鉆的兩個后刀面都由平面組成，兩平面的相交線形成橫刃。
麻花鉆材料的改進
制造麻花鉆的材料，一般都采用通用型高速鋼W6Mo5Cr4V2。如選用高性能高速鋼W2Mo9Cr4VCo8（M42）、W6Mo5Cr4V2Al（501）和粉末冶金高速鋼（PMHSS），其使用壽命可提高1~2倍。此外，表面處理也是提高鉆頭壽命的重要途徑之一，如可采用蒸汽處理、氧氮化、軟氮化、硫氮共滲和涂層等。經采用TiN、TiAlN涂層后的高速鋼麻花鉆，其使用壽命可提高1~3倍，并且重磨后仍比無涂層鉆頭的切削性能*。
麻花鉆的正確使用
?。?）正確選擇切削用量，對提高鉆頭的使用壽命十分重要。麻花鉆鉆孔，如同兩把反向車孔刀同時切削，故鉆削深度由鉆孔直徑D而定（=D/2，單位為mm），無需選擇。鉆頭的進給量由于受鉆頭強度和剛性限制，一般為f=（0.01-0.02）D，單位為mm/r；經合理修磨后的鉆頭可取f=0.03Dmm/r；直徑小于ф3~ф5mm鉆頭，常用手進給。切削速度：切鋼=15~30m/min，切鑄件=20~35m/min。
鉆孔直徑通常小于ф35mm，如超過此值宜分兩次鉆削，*次應鉆出（0.5~0.7）倍孔徑，第二次再擴孔。
（2）鉆孔時，必須供應充足的切削液，切鋼時可用極壓乳化液，加工鑄件時可用輕柴油或煤油冷卻。
?。?）為使鉆出孔的軸線能與工件的回轉中心線重合，鉆孔時采用工件回轉，鉆頭只作軸向進給運動。為防止和減少鉆頭的偏移，工藝上可采取先加工出待鉆孔端面，使其與鉆頭垂直，或設置鉆套進行導向。實踐證明，使用鉆套導向的效果是比較好的。
麻花鉆的修磨與群鉆
標準麻花鉆結構和幾何參數上存在著許多缺點，如：主切削刃上前角變化大，近外徑處可達30?，而近中心處為-30?，且橫刃上負前角達-50?~-60?，故切削條件差；刃帶上無后角，摩擦磨損大；主切削刃長，切屑寬，排屑不暢，切削液難以注入到切削區等。為此，生產中操作人員常通過修磨來加以改善。如可：修磨出雙重頂角、磨分屑槽和磨出內凹圓弧刃等方式來改變主切削刃形狀，以增大切削刃長度，減輕單位切削刃長度上的切削負荷，并起到改善鉆頭定心，達到分屑和斷屑目的；通過修磨橫刃來縮短其長度，避免橫刃處負前角切削；直徑較大的鉆頭還可在刃帶前端磨出副后角，以減少摩擦和磨損等。群鉆就是綜合應用多種形式修磨方法變革而成的系列鉆型，適于加工不同材料。
麻花鉆刃磨方法的改進
麻花鉆的刃磨是沿后刀面進行的。刃磨時應保證主削刃上后角值“內大外小”，即近鉆芯處后角要大，靠外圓處后角要小。同時還應使橫刃處得到合適的斜角、前角和后角值。
麻花鉆一般都用手工刃磨，較合理的方法是用機械刃磨。目前常用的機械刃磨法有圓錐面刃磨法和螺旋面刃磨法，即將鉆頭的后刀面磨成圓錐面或螺旋面的一部分。但近幾年來，由于在組合機床、數控機床和自動生產線上大量采用鉆頭，因此對鉆頭刃磨質量的穩定性要求很高，而平面刃磨法由于磨出的鉆頭橫刃處負前角小，軸向力小，刃磨用的機床運動簡單，調整方便，容易實現自動化和保證鉆頭的刃磨質量，故應用日廣。所謂平面刃磨法，是指麻花鉆的兩個后刀面都由平面組成，兩平面的相交線形成橫刃。
麻花鉆材料的改進
制造麻花鉆的材料，一般都采用通用型高速鋼W6Mo5Cr4V2。如選用高性能高速鋼W2Mo9Cr4VCo8（M42）、W6Mo5Cr4V2Al（501）和粉末冶金高速鋼（PMHSS），其使用壽命可提高1~2倍。此外，表面處理也是提高鉆頭壽命的重要途徑之一，如可采用蒸汽處理、氧氮化、軟氮化、硫氮共滲和涂層等。經采用TiN、TiAlN涂層后的高速鋼麻花鉆，其使用壽命可提高1~3倍，并且重磨后仍比無涂層鉆頭的切削性能*。
麻花鉆的正確使用
?。?）正確選擇切削用量，對提高鉆頭的使用壽命十分重要。麻花鉆鉆孔，如同兩把反向車孔刀同時切削，故鉆削深度由鉆孔直徑D而定（=D/2，單位為mm），無需選擇。鉆頭的進給量由于受鉆頭強度和剛性限制，一般為f=（0.01-0.02）D，單位為mm/r；經合理修磨后的鉆頭可取f=0.03Dmm/r；直徑小于ф3~ф5mm鉆頭，常用手進給。切削速度：切鋼=15~30m/min，切鑄件=20~35m/min。
鉆孔直徑通常小于ф35mm，如超過此值宜分兩次鉆削，*次應鉆出（0.5~0.7）倍孔徑，第二次再擴孔。
（2）鉆孔時，必須供應充足的切削液，切鋼時可用極壓乳化液，加工鑄件時可用輕柴油或煤油冷卻。
?。?）為使鉆出孔的軸線能與工件的回轉中心線重合，鉆孔時采用工件回轉，鉆頭只作軸向進給運動。為防止和減少鉆頭的偏移，工藝上可采取先加工出待鉆孔端面，使其與鉆頭垂直，或設置鉆套進行導向。實踐證明，使用鉆套導向的效果是比較好的。