【編者按】用鉆頭鉆孔、尤其是鉆深孔時曙椎，存在著刀具剛度和導(dǎo)向性差以及切屑難以從孔中排出等問題藏趁。作者根據(jù)在工廠中長期積累的經(jīng)驗，詳細分析了針對不同情況改進高速鋼麻花鉆頭的途徑及其合理使用的方法预铁。 【參閱麻花鉆加工中心工作部分的幾何形狀 】

　　在機械加工中嚣赤，孔加工約占其加工總量的1/3，其中鉆孔約占25%簸翠。鉆孔直徑范圍為ф0.1~ф100mm违冲，能達到經(jīng)濟精度為IT13~IT11。鉆孔是半封閉式切削蒋毕，因此略荡，排屑、熱量傳散歉胶、切削液澆注都較困難汛兜。鉆孔用的刀具，尤其是直徑小于ф35mm的孔通今，目前生產(chǎn)上仍以標準的高速鋼（HSS）麻花鉆為主粥谬。由于麻花鉆具有剛度差（因有兩條又寬又深的螺旋槽），導(dǎo)向性差（只有兩條很窄的刃帶與孔壁接觸導(dǎo)向）和軸向進致力大（主要因橫刃的存在）特點辫塌，而且經(jīng)手工刃磨的鉆頭漏策，兩條主切削刃難以準確對稱，因而鉆孔時容易產(chǎn)生鉆頭引偏臼氨、孔徑擴大掺喻、孔壁質(zhì)量差、和鉆頭使用壽命較低等問題储矩。為此感耙，須對鉆頭的刃形和結(jié)構(gòu)加以改進，而實踐亦已證明椰苟，這樣做效果很好抑月。

　　高速鋼麻花鉆的改進

　　高速鋼麻花鉆的改進有兩種方法：一是在設(shè)計和制造鉆頭時，改變其結(jié)構(gòu)和材料跷塘；二是對標準麻花鉆進行修磨苗鸦，選擇合理的切削角度。中國獨創(chuàng)的群鉆就是對標準麻花鉆采用合理修磨變革而成的一種新鉆型跋共。

　　麻花鉆材料的改進

　　制造麻花鉆的材料外羽，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）捡奖，其使用壽命可提高1~2倍张庄。此外，表面處理也是提高鉆頭壽命的重要途徑之一窍蚤，如可采用蒸汽處理拢杠、氧氮化、軟氮化夏植、硫氮共滲和涂層等舰断。經(jīng)采用TiN、TiAlN涂層后的高速鋼麻花鉆砸捏，其使用壽命可提高1~3倍谬运，并且重磨后仍比無涂層鉆頭的切削性能優(yōu)越。

　　麻花鉆結(jié)構(gòu)的改進

　　可將鉆芯厚度由標準鉆的（0.125D~0.15D）mm增大到（0.35D~0.40D）mm（式中D為鉆頭直徑垦藏，單位為mm）或適當(dāng)縮短鉆頭的長度梆暖，以提高鉆頭的強度和剛性；增加一小段輔助導(dǎo)向部分（圖1a）掂骏，導(dǎo)向部的外圓周上不留刃帶而直接磨成圓柱形（其參數(shù)為：d/D=1/4~1/2,?/d=1/3~1轰驳，式中d為導(dǎo)向部的直徑，D為鉆頭直徑芭挽，?為導(dǎo)向部的長度）滑废，利用它與所鉆出的孔無間隙配合，鉆孔時既起一定導(dǎo)向作用袜爪，又能提高鉆頭徑向剛性，增加阻尼起一定的消振作用薛闪；加大螺旋角到35?~40?辛馆，以降低鉆削時的轉(zhuǎn)矩和軸向力；采用四刃帶鉆頭（圖1b）豁延，以提高鉆頭剛性昙篙，并改善鉆孔時的定心導(dǎo)向性；取消鉆芯斜度（圖1c）写掖，采用拋物線一類新的容屑槽截面形狀（圖1d）揖岔，同時把槽寬比（沿法向測量的排屑槽寬度與刃背寬度之比）由標準鉆的1~1.2加大到1.5~4，使鉆頭既有較厚的鉆芯侥淤，又有較大的容屑空間文荚；采用內(nèi)冷卻供給切削液（見圖1a），以提高冷卻效果等或侥。上述幾種方法可以單獨使用衬械，也可組合使用。

　　
　　圖2所示的在數(shù)控機床上廣泛使用的油孔鉆、和圖3所示的蝸桿形麻花鉆就是單獨使用辙霎、和組合使用上述方法隔抒，鉆頭結(jié)構(gòu)改進的應(yīng)用示例。

　　
　　蝸桿形麻花鉆的特點是：采用厚鉆芯（無鉆芯斜度）淋憋，刃溝截面形狀為拋物線或近似拋物線课娃，35?~40?大螺旋角，130?的大頂角桃序，既增大了鉆頭的剛性和容屑空間杖虾，又提高了排屑能力。同時采用十字形修磨橫刃葡缰，以減少橫刃處切削阻力亏掀。近似拋物線截形參數(shù)：鉆芯厚度d=（0.22D?0.2）mm，刃帶寬b=（0.1D?0.2）mm泛释，圓弧半徑R=0.5D（D為鉆頭直徑滤愕，D=3.2~38mm）。這種鉆頭可在普通設(shè)備上一次鉆出孔深與孔徑之比達20的深孔怜校。

　　麻花鉆的修磨與群鉆

　　標準麻花鉆結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)上存在著許多缺點间影，如：主切削刃上前角變化大，近外徑處可達 30?茄茁，而近中心處為-30?魂贬，且橫刃上負前角達-50?~-60?，故切削條件差裙顽；刃帶上無后角付燥，摩擦磨損大；主切削刃長颅网，切屑寬段卵，排屑不暢，切削液難以注入到切削區(qū)等翎憨。為此荤榄，生產(chǎn)中操作人員常通過修磨來加以改善。如可：修磨出雙重頂角磨再、磨分屑槽和磨出內(nèi)凹圓弧刃等方式來改變主切削刃形狀借倘，以增大切削刃長度，減輕單位切削刃長度上的切削負荷莉遥，并起到改善鉆頭定心枣象，達到分屑和斷屑目的；通過修磨橫刃來縮短其長度谋哼，避免橫刃處負前角切削文紧；直徑較大的鉆頭還可在刃帶前端磨出副后角叔三，以減少摩擦和磨損等。群鉆就是綜合應(yīng)用多種形式修磨方法變革而成的系列鉆型俭谨，適于加工不同材料硝拧。圖4所示為基本型群鉆幾何形狀。

　　群鉆主要做了三方面修磨葛假，形成7條切削刃：一是在麻花鉆的外緣處磨出125?的頂角形成兩條外直刃AB障陶，中段磨出兩條對稱的內(nèi)凹圓弧刃BC，在鉆刃兩側(cè)形成兩個新的尖點聊训，與橫刃處中心尖點構(gòu)成三尖點抱究，起定心作用，中心尖點比兩旁尖點高h=0.03D（D為鉆頭直徑带斑，單位為mm）鼓寺；二是修磨橫刃，將橫刃磨成兩條內(nèi)直刃CD和一條窄橫刃b勋磕，使其長度為原長的1/5~1/7妈候，并加大了橫刃處前角，減少了橫刃不利影響挂滓；三是直徑大于ф15mm鉆頭苦银，在一側(cè)外刃上再開分屑槽，使較寬切屑分成窄條赶站，便于排屑幔虏。因此，群鉆刃形特點是：三尖七刃銳當(dāng)先惕秧，月牙弧槽分兩邊奥徒，一側(cè)外刃開屑槽，橫刃磨低窄又尖的炫。群鉆由于有合理的切削角度刷粒，所以切削輕快，切削時群鉆的軸向力可降低35%~50%晋蛾，轉(zhuǎn)矩下降10%~30%，鉆頭使用壽命可提高2~4倍椅勿。由于鉆頭定心性好艳院，鉆孔精度高，表面粗糙值也較小扯际。

　　麻花鉆刃磨方法的改進

　　麻花鉆的刃磨是沿后刀面進行的颠恬。刃磨時應(yīng)保證主削刃上后角值“內(nèi)大外小”，即近鉆芯處后角要大注芯，靠外圓處后角要小憾汛。同時還應(yīng)使橫刃處得到合適的斜角党饮、前角和后角值。

　　麻花鉆一般都用手工刃磨驳庭，較合理的方法是用機械刃磨刑顺。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饲常。但近幾年來蹲堂，由于在組合機床、數(shù)控機床和自動生產(chǎn)線上大量采用鉆頭贝淤，因此對鉆頭刃磨質(zhì)量的穩(wěn)定性要求很高柒竞，而平面刃磨法由于磨出的鉆頭橫刃處負前角小，軸向力小播聪，刃磨用的機床運動簡單朽基，調(diào)整方便，容易實現(xiàn)自動化和保證鉆頭的刃磨質(zhì)量离陶，故應(yīng)用日廣稼虎。所謂平面刃磨法，是指麻花鉆的兩個后刀面都由平面組成枕磁，兩平面的相交線形成橫刃子桩。圖5所示為三平面鉆頭的幾何形狀。

　　三平面鉆頭的特點是刃瓣上具有三個平面：后刀面1形成第一個平面涉捂，而第二個平面2和第三個平面3分別位于刃瓣周圍和鉆芯部分的后背奄刊。

　　三平面鉆頭在刃磨時，三個平面上法后角通常有如下關(guān)系：渣冒。若饱粟，即成為雙平面鉆頭。如琅瘦，就是普通平面刃磨的鉆頭掖阶。在三平面鉆頭上，由于第二和第三個平面法向剖面內(nèi)的后角是獨立控制的乌诚，因而有可能獲得最合理的橫刃幾何參數(shù)炮疲，改善橫刃的切削條件，保證較高的鉆孔精度蜒午。

　　麻花鉆的正確使用

　』⑹濉（1）正確選擇切削用量，對提高鉆頭的使用壽命十分重要截胯。麻花鉆鉆孔铺坞，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洲胖，單位為mm）济榨，無需選擇坯沪。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擒滑，單位為mm/r腐晾；經(jīng)合理修磨后的鉆頭可取f=0.03Dmm/r；直徑小于ф3~ф5mm鉆頭橘忱，常用手進給赴魁。切削速度：切鋼=15~30m/min，切鑄件=20~35m/min钝诚。

　　鉆孔直徑通常小于ф35mm颖御，如超過此值宜分兩次鉆削，第一次應(yīng)鉆出（0.5~0.7）倍孔徑凝颇，第二次再擴孔潘拱。

　　（2）鉆孔時末瘾，必須供應(yīng)充足的切削液唠芋，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讼舰。

　∨√浴（3）為使鉆出孔的軸線能與工件的回轉(zhuǎn)中心線重合，鉆孔時最好采用工件回轉(zhuǎn)沦望，鉆頭只作軸向進給運動族焰。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慨醒，使其與鉆頭垂直蚊凫，或設(shè)置鉆套進行導(dǎo)向。實踐證明阐合，使用鉆套導(dǎo)向的效果是比較好的肛英。

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