鉆頭在進(jìn)行孔加工過程中會(huì)有不同程度的磨損，對鉆頭的材質(zhì)和磨損情況進(jìn)行分析，在改善鉆削加工時(shí)，對鉆頭刃口進(jìn)行修磨和強(qiáng)化潘谴，可有效改善鉆頭在加工過程中的磨損情況，提高鉆頭的性能和使用壽命是菇。

　　孔加工在金屬切削加工中占有重要地位哆沽，一般約占機(jī)械加工量的1/3。其中鉆孔約占22%～25%枣肚，其余孔加工約占11%～13%贬嚷。由于孔加工條件苛刻的緣故，孔加工刀具的技術(shù)發(fā)展要比車丐鸽、銑類刀具遲緩一些汇光。近年來，隨著中郊男、小批量生產(chǎn)對生產(chǎn)效率旱谐、自動(dòng)化程度以及加工中心性能要求的不斷提升，刀具磨鋒技術(shù)、多軸數(shù)控刀具刃磨設(shè)備的發(fā)展帶動(dòng)了孔加工刀具的發(fā)展淋袖，其中最典型的就是在機(jī)械生產(chǎn)中已應(yīng)用多年、使用最為廣泛的整體結(jié)構(gòu)的鉆頭修磨技術(shù)逐漸成熟起來锯梁。通過對鉆頭刃口的修磨和強(qiáng)化改善鉆削加工條件即碗，要從鉆頭的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和實(shí)際使用情況中尋求解決方法。

　　鉆頭的特點(diǎn)

　　1．鉆頭的材質(zhì)分為高速鋼和硬質(zhì)合金陌凳，高速鋼主要采用高速鋼W系剥懒、Mo系材料；硬質(zhì)合金采用鎢鈦類（YG）合敦、鎢鈦鈷類（YT）材料初橘。

　　2．麻花鉆的基本形狀和結(jié)構(gòu)并沒有太大的改變。

　　3．麻花鉆切削刃的幾何角度之間具有一定的特點(diǎn)和關(guān)聯(lián)性充岛。如圖2所示保檐，主偏角為Kr，刃傾角為λs崔梗，前角為λs夜只，后角為αf，鋒角為2φ（傳統(tǒng)為118°）蒜魄。

　　其中扔亥，鉆頭螺旋型結(jié)構(gòu)具有如下特點(diǎn)：

　　（1）主偏角Kr在鋒角2φ確定后也隨之確定盯辅。

　∧∨堋（2）由于鉆頭切削刃的刀尖（鉆頭直徑處）為切削刃的最低點(diǎn)，從結(jié)構(gòu)可知鉆頭切削刃的刃傾角λs為負(fù)趴鹰。

　∨吲椤（3）在鉆頭螺旋槽形狀結(jié)構(gòu)影響下，刃部前角λs由鉆頭外徑的韌帶處向鉆心方向逐漸變小歧衡。

　〈赜选（4）切削刃的前角主偏角λs，隨主偏角Kr的增大而隨之增大庸颂。

　　4．麻花鉆的橫刃也是切削刃的重要組成部分肠豺。如圖2所示，橫刃的前角γom扁钥、后角αf俐粪、斜角φ，也隨著鉆頭切削刃的不同有著一定的變化捐煤。

　　鉆頭在加工過程中的磨損情況

　　1．鉆頭的磨損主要發(fā)生在切削刃部分

　　2．鉆頭在實(shí)際加工中受力的分析褪秀，其切削力主要集中在鉆頭的切削刃部分，其中切削刃受到的轉(zhuǎn)矩最大，橫刃部分軸向力較為集中媒吗。

　　3．鉆頭在加工過程中產(chǎn)生的切削熱仑氛。在加工中，鉆頭的鉆心處由于切削角度較小并且是始終保持切入加工件的最前沿闸英，承受的軸向力占到57%左右锯岖，切削過程產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)排出，是整個(gè)鉆頭溫度最高的部分甫何。圖5所示鉆心和鉆頭刃部紅色區(qū)域的溫度為最高出吹，而鉆心橫刃處熱度最為集中。

　　改善鉆削加工的途徑

　　1．改進(jìn)鉆頭的切削刃

　　采用新型的刃磨法改進(jìn)鉆尖辙喂、橫刃的幾何形狀捶牢。以往鉆頭的鉆尖刃磨采用普通刃磨法，先行磨出鋒角即2φ角后巍耗，再用砂輪圓周的90°成形棱邊靠手工方式修磨鉆心部分秋麸。受到傳統(tǒng)的刃磨方法的限制，鉆頭修磨后對稱性較差馆柬，精度較低玲装，只有采用傳統(tǒng)的118°鋒角才可保證切削刃為直刃。近年來溯侦，我公司引進(jìn)了數(shù)控萬能工具磨床墅糯，該機(jī)床采用的是比較先進(jìn)的五軸數(shù)控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對鉆頭的切削刃部進(jìn)行鏟磨况魔，改動(dòng)鉆頭的切削刃形式况逼，仍可保證較高的刀具精度。于是奢赡，我們通過一些改進(jìn)鉆頭鉆尖的幾何角度來嘗試提高鉆頭的使用壽命了槽，提高鉆頭和改善鉆削加工條件。

　　根據(jù)鉆頭的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)我們先對麻花鉆的鋒角（2φ角）進(jìn)行了改變掷暇，采用118°～140°的鋒角分別進(jìn)行試驗(yàn)蛙疗。在生產(chǎn)現(xiàn)場對加工情況進(jìn)行跟蹤和掌握，我們發(fā)現(xiàn)在加工鑄鐵時(shí)层攀，采用加大鋒角的鉆頭有一定效果：鉆削加工時(shí)曾蚊，加工變得輕快，聲音和振動(dòng)明顯減小霎肯，孔的表面粗糙度得到提高擎颖。從切屑的形狀判斷加工過程平穩(wěn)。但隨著鉆頭的鋒角加大观游，鉆頭的磨損情況加劇搂捧。多次嘗試后發(fā)現(xiàn)驮俗，在鋒角為130°左右時(shí)加工最為平穩(wěn)，加工數(shù)量和質(zhì)量明顯提高允跑。

　　在改善加工中鉆頭橫刃部分軸向受力情況時(shí)王凑，要克服橫刃處負(fù)前角等惡劣的切削條件。我們在橫刃處理時(shí)聋丝，采用大切除的形式鏟磨橫刃荤崇，縮短橫刃的寬度，使鉆心的橫刃與主切削刃接近十字交叉潮针，減少鉆削中的軸向力和鉆削中的轉(zhuǎn)矩倚喂。經(jīng)實(shí)踐中檢驗(yàn)每篷，鉆頭軸向受力情況改善后，定心精度大為提高笛吱。在殼體加工中心上采用此結(jié)構(gòu)的鉆頭搁蛤，可在一定條件下取消中心鉆，提高加工效率和縮短生產(chǎn)節(jié)拍途培。該鉆頭已在我公司生產(chǎn)中逐步試驗(yàn)推廣采用建搞。

　　與高速鋼鉆頭相比較，硬質(zhì)合金鉆頭的加工條件更為苛刻注欧。我公司在突緣上加工的螺釘孔工序中采用的硬質(zhì)合金鉆頭祈岔，原加工數(shù)量和加工效率較低，我們也嘗試進(jìn)行了一些改進(jìn)：

　　根據(jù)硬質(zhì)合金材料硬度高的優(yōu)勢钙蕉，采用大鋒角140°從而加大切削前角口纸，改變鉆頭受力情況，減小了切削力官孝，使加工更為順暢努禽。依據(jù)所加工材料的特點(diǎn)對鉆頭的橫刃部分進(jìn)行改進(jìn)，采用R型刃口過渡门俏，在R型刃口基礎(chǔ)上加大了橫刃前角丸匀，鉆心部分進(jìn)行鉆孔前先行切入定位，實(shí)現(xiàn)了自定心危融，取消了中心鉆的工序畏铆，滿足了位置度要求，并在直徑處進(jìn)行棱邊的削邊處理吉殃，形成保護(hù)刃及志，使鉆頭在鉆出時(shí)不易造成崩刃，極大地提高了鉆頭的壽命寨腔。

　　此種結(jié)構(gòu)對小直徑的鉆頭改善尤為適用∷俪蓿現(xiàn)在我公司同步器車間加工二速同步器鎖銷孔直徑為φ7.5mm率寡，公差范圍0～+0.016mm，每個(gè)零件上共加工6個(gè)孔倚搬，相對位置度要求0.05mm冶共。 

　　原加工方式為鉆定心、鉆孔和鉸孔成形每界，位置度較難以保證捅僵，并且加工節(jié)拍較長，效率較低≌２悖現(xiàn)由硬質(zhì)合金鉆頭直接鉆削成形荷右，能夠保證孔的加工精度和孔的位置精度，滿足了工藝產(chǎn)品的需要捅硅，極大地提高了加工效率完簿。

　　2．強(qiáng)化鉆頭刃口（鈍化、涂層）

　　通過在修磨方面的嘗試和摸索桅蕊，我們還發(fā)現(xiàn)一個(gè)重要的現(xiàn)象聚灸，就是無論是高速鋼還是硬質(zhì)合金材料的鉆頭，修磨后切削部分的刃口總是存在一些細(xì)小的缺口阅牛，約0.1mm朱鹤。這些缺口最初并不引起大家的重視，但在實(shí)踐加工時(shí)往往就是這些缺口給鉆頭帶來了致命的傷害秫痪。這種情況在使用硬質(zhì)合金材料鉆頭和在各類鉆頭鉆削加工鋼材料的時(shí)候尤為明顯延杯。一般的修磨方法是采用金剛石銼刀將主刀刃與橫刃的交叉處倒圓，同時(shí)將主切削刃處倒棱角30°叭舰，刃口倒鈍寬度根據(jù)鉆頭直徑而定坤乌。

　　經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)這種倒鈍方式不能完全實(shí)現(xiàn)鈍化的目的，倒鈍后的刃口受倒鈍時(shí)的手法限制显驼，容易使兩個(gè)切削刃鈍化程度不一致而造成切削刃刃邊不平整哼御，致使鉆頭兩個(gè)切削刃的對稱度降低，影響鉆頭的定心精度和使用壽命焊唬。

　　我們選用了含金剛石微粉的尼龍鈍化輪恋昼，利用高速旋轉(zhuǎn)，通過不同的角度對鉆頭的刃部進(jìn)行刷式運(yùn)動(dòng)赶促，靠柔性的接觸通過調(diào)整時(shí)間和空間的角度將刃口每一部分都加工到位液肌。鈍化后在鉆頭的切削刃口形成圓滑過渡。刃口經(jīng)過鈍化后刀刃強(qiáng)度顯著提高鸥滨，切削時(shí)能經(jīng)受較大的壓力嗦哆，增強(qiáng)了刀具穩(wěn)定性，有效地延長了鉆頭的壽命婿滓。

　　涂層處理也是提高鉆頭使用壽命的一個(gè)重要的方法老速。根據(jù)加工條件采用不同的涂層可提高鉆頭的表面硬度和氧化溫度粥喜，降低摩擦系數(shù)，大幅提高鉆頭的使用壽命橘券。其中TiN涂層（涂層顏色為黃色）對高速鋼類鉆頭的使用性能有很大的提高额湘，可有效地提高高速鋼鉆頭硬度，提高鉆頭的表面粗糙度并降低摩擦荞诡，改善鉆削條件忘哼。而TiCN （涂層顏色為灰黑色）和TiALN（涂層顏色紫褐色）這兩種涂層廣泛應(yīng)用在硬質(zhì)合金材料的鉆頭上。

　　刃口的強(qiáng)化（鈍化）和涂層的結(jié)合可大大提高鉆頭的使用效果灸尾。其中對鉆頭的刃口強(qiáng)化（鈍化）也是為涂層做準(zhǔn)備锨穷，鈍化使涂層材料有足夠的結(jié)合表面。實(shí)踐表明汗势，通過刃口強(qiáng)化的鉆頭比未經(jīng)強(qiáng)化處理的鉆頭使用壽命提高40%～50%岗憨。

　　結(jié)語

　　鉆頭由于其尺寸必須限制在孔的尺寸以內(nèi)，而且受到自身結(jié)構(gòu)的限制所以技術(shù)改進(jìn)難度較大拔灾。但隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)控刃磨設(shè)備不斷發(fā)展暖鬓，麻花鉆的設(shè)計(jì)继锰、制造水平較以往有了很大改進(jìn)。鉆頭作為孔加工刀具中最基本麸档、最廣泛的工具之一及窃，在機(jī)械加工領(lǐng)域中得到了長足的發(fā)展和進(jìn)步。

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