深孔加工机床尾架主轴设计.doc

吉林化工学院毕业设计说明书摘 要机床主轴是机床在加工时直接带动刀具或工件进行切削和表面成形运动的旋转轴。主轴部件包括主轴及其直接相关的轴承、转动件、和密封件等。主轴部件的静态、动态和retail特性直接影响加工质量，而其转速又影响机床的切削效率。因此，它是机床的一个重要部件。主轴部件的形式繁多，但从机床设计与使用的观点看，各类主轴部件均有其共同点。例如：在结构上都必须很好地解决工件或刀具在主轴上的定位和装夹；主轴与轴承以及轴承与支承座孔的定位和装夹；主轴轴承的润滑与密封以及轴承间隙的调整等问题。在工艺上要求主轴部件便于制造、装配、调整和维修。在使用上要求有与机床相匹配的旋转精度、刚度、动态和热态特性、耐磨性等要求。在设计中，首先完成深孔加工机床的总体设计，确定机床的总布局。其次是机床主运动传动系统及结构设计，同时，绘制主轴的零件图。本设计的核心部分是机床主轴的改造设计。在现有的机床上安装电动机、主轴箱。在确定了传动方案之后，就是主要传动件，齿轮、主轴、传动轴及刀具的设计。在完成了设计之后，着手绘制主轴的装配图。关键词：主轴；校核；设计；轴承；主运动- I -AbstractMachine tool spindle is driven directly at the machining tool or workpiece cutting and shaping the surface of the rotation axis movement. Including the spindle and spindle components directly related to the bearings, rotating parts, and seals and so on. Spindle components static, dynamic and retail properties directly affect the processing quality, and its speed will affect the machines cutting efficiency. Therefore, it is an important component of the machine. Spindle components in many forms, from machine tool design and use of point of view, are the common types of spindle assembly. For example: the structure must be a good solution to the workpiece or tool in the spindle positioning and fixturing; spindle and bearings and bearing and bearing support hole positioning and fixturing; spindle bearing lubrication and sealing and bearing clearance and other related issues. Spindle components in the technology required to facilitate the manufacture, assembly, adjustment and maintenance. Requires the use of the match with the rotary machine precision, stiffness, dynamic and thermal properties, wear resistance requirementsIn design, the first deep hole machine tool to complete the overall design, to determine the overall layout of machine tools. Followed by the machine drive system and structural design of the main campaign, while drawing spindle parts diagram. The core part of this design is the transformation of spindle design. Installed in an existing machine motor, spindle box. After determining the transmission scheme is the main transmission parts, gear, shaft, drive shaft and tool design. After the completion of the design, start drawing spindle assembly diagram.Decision Support and Data Warehouse Systems is intended as a textbook for a one-semester course in decision support systems, with data warehousing playing the same starring role in the course as it does in todays decision support picture. With the addition of enrichment material in data warehousing, much of which can be found on the Web, it also fits a quarter systems: the DSS portion of the book fits one quarter, and the data warehousing portion can expanded to fill another.Key Words：Spindle；Check；Design；Bearing；Main movement- III -目 录摘 要IAbstractII第一章 绪论11.1深孔加工技术的介绍11.1.1深孔的定义：11.1.2深孔零件11.1.3深孔加工技术的定义11.1.4现代深孔加工技术：11.1.5深孔加工的特点：21.1.6深孔刀具：21.2 深孔加工技术的应用与发展21.3 本论文任务3第二章 机床总体设计42.1 机床参数的选定42.1.1尺寸参数42.1.2运动参数42.2 机床的总布局及传动系统42.2.1机床的总布局42.2.2机床的传动系统52.3 机床总布局的确定6第三章 传动系统设计73.1钻削传动系统设计73.1.1主运动传动链方案73.1.2 传动方案设计73.1.3 主运动传动路线83.2 主要传动件的计算与校验93.2.1 电动机的选择93.2.2 皮带轮传动校验93.2.3 齿轮传动校验103.2.4 尾架主轴的设计133.2.5 传动轴的计算与校核19第四章 刀具的设计214.1 刀具的选择214.2 刀具的设计214.2.1 麻花钻的结构与几何参数214.2.2 麻花钻切削部分结构的分析与改进244.3 结论27第五章 小结28参考文献29第一章 绪论1.1深孔加工技术的介绍1.1.1深孔的定义：在机械制造业中，一般将孔深超过孔径5倍的圆柱孔（内圆柱面）称为“深孔”。而孔深与孔径的比值，称之为“长径比”或“深径比”。相对而言，长径比不大于5倍的圆柱孔，可称为“浅孔”。1.1.2深孔零件：它是具有深孔结构要素的机械零件的泛称。最常见的是带有同轴深孔的管形零件和缸体零件（合称为回转体深孔零件）。随着装备门类的增多，要求在回转体、非回转体零件上加工周边深孔、平行坐标深孔、相交深孔、重叠深孔、异形深孔（非圆柱深孔）的事例常常经常可见。在深孔零件的全部加工成本中，深孔加工成本往往占有最大的比重。1.1.3深孔加工技术的定义：泛指用于深孔加工的工具、设备（硬件）和价格原理、操作规程、操作技巧（软件）。在一般情况下，深孔加工技术主要指用切削加工方法和磨料工具加工深孔的技术。随着科学技术的发展，20世纪涌现出一批可用于深孔加工的特种加工技术，从而扩大了深孔加工技术的领域。1.1.4现代深孔加工技术：现代制造技术的基本要求是：功效高并可以重复性地进行机械化大批量生产；加工质量好，批量加工时产品质量具有较高的一致性；废品率低，从而节约原材料及其他消耗；综合加工成本低。于此相应，现代深孔加工技术的基本标志应当是：能连续自动排削及冷却润滑；刀具（工具）应具备较好的自导向功能。深孔实体钻削技术被公认为是深孔加工技术的关键技术。1.1.5深孔加工的特点：1、刀杆受孔径的限制，直径小，长度大，造成刚性差，强度低，切削时易产生振动、波纹、锥度，而影响深孔的直线度和表面粗糙度。2、在钻孔和扩孔时，冷却润滑液在没有采用特殊装置的情况下，难于输入到切削区，使刀具耐用度降低，而且排屑也困难。3、在深孔的加工过程中，不能直接观察刀具切削情况，只能凭工作经验听切削时的声音、看切屑、手摸振动与工件温度、观仪表(油压表和电表)，来判断切削过程是否正常。4、切屑排除困难，必须采用可靠的手段进行断屑及控制切屑的长短与形状，以利于顺利排除，防止切屑堵塞。5、为了保证深孔在加工过程中顺利进行和达到应要求的加工质量，应增加刀具内(或外)排屑装置、刀具引导和支承装置和高压冷却润滑装置。1.1.6深孔刀具：深孔刀具是指专用于深孔加工的切削刀具。包括深孔钻头、深孔扩钻、深孔套料钻、深孔绞刀、深孔镗头、深孔拉刀等。其共同特点是刀具有进、出切削液的通道和导向部分。以高硬或超硬颗粒磨料为加工主体的定直径（或直径可以微调）磨料工具，也已被用于深孔加工。1.2 深孔加工技术的应用与发展在国防工业、石油采掘、航空航天、机床、汽车等行业，对深孔加工技术都有着广泛的需求，特别是高效、高精度的深孔加工。近年来，深孔加工技术的发展很快，我国机械制造加工业对深孔加工技术的研究也取得了长足的进步，如将深孔钻削与低频振动切削结合起来形成的深孔振动钻削技术；喷吸钻系统、单管内排屑喷吸钻（SED）系统、枪钻系统、BTA钻削系统、深孔套料钻削系统等也都有相应的研究和创新。据情报检索，目前世界上利用外排屑（如枪钻）深孔钻削技术，可钻削的孔径小到2mm。而内排屑深孔钻削的孔径很少有小于16mm的，且多数仍采用传统的BTA钻削系统。由于枪钻结构为不对称形状，质心偏离中轴，这给制造、重磨都带来一定的困难，也使造价增高。另外，其结构刚度和扭转强度低（同直径的圆形钻杆扭转刚度是枪钻的2.3倍），使其使用的钻削速度降低，进给量小。采用单管内排屑喷吸钻（SED）钻削系统，钻削小深孔直径可小到3.7mm，钻削过程平稳，排屑流畅，孔的尺寸形状精度和孔壁表面粗糙度均能满意，完全可以替代枪钻对小深孔进行钻削加工。由于其刚度好，可加大进给量和钻削速度，使生产效率、钻孔质量和经济效益均有所提高，显示了一定的技术优势。内排屑小深孔钻削的难点就更加突出，主要表现在排屑困难、钻杆刚度不足、制造困难等。1.3 本论文任务在本次毕业设计中，首先完成深孔加工机床的总体设计，确定机床的总布局。其次是机床主运动传动系统及结构设计，在确定主运动传动链的传动路线后，开始着手皮带轮、齿轮、主轴以及传动轴的设计。同时，绘制主轴的零件图。作为本设计的核心部分，即是机床主轴的改造设计。在现有的机床上安装电动机、主轴箱。在确定了传动方案之后，就是主要传动件，齿轮、主轴、传动轴及刀具的设计。在完成了设计之后，着手绘制主轴的装配图,使整个主轴的结构能够一目了然。第二章 机床总体设计2.1 机床参数的选定2.1.1尺寸参数根据要求，可选择CA6140普通机床的，主要参数如下：机床外形尺寸（长宽高）：266810001267工作台尺寸（长宽）：20504002.1.2运动参数机床可以加工的最大孔径为20，能加工的最小孔径为5。钻削速度一般为5-由此，最大钻削速度=。主轴极限转速： = =1427 = =802.2 机床的总布局及传动系统2.2.1机床的总布局1.主轴箱：内部装有主轴和变速传动机构。工件通过卡盘等夹具装夹在主轴前端。其功用是支承主轴并把动力经变速传动机构传给主轴，使主轴带动工件按规定的转速旋转，以实现主运动。2.刀架部件：由几层刀架组成，它的功用是装夹车刀，实现纵向、横向或斜向进给运动。3.进给箱：内部装有进给运动的变速机构。进给运动由光杠或丝杠传出。其功用是改变机动进给量或加工螺纹的导程。 4.夹具：夹具用以装夹工件，实现被加工零件的准确定位、夹压、刀具的导向等作用。5.溜板箱：与刀架部件的最下层纵向溜板相连，可与刀架一起作纵向运动。其功用是把进给箱传来的运动传递给刀架，使刀架实现纵向进给、横向进给、快速进给或车螺纹。在溜板箱上装有各种操纵手柄及按钮，工作时工人可以方便地操作机床。6.尾座：可沿滑台纵向调整其位置。功用是用后顶尖支承长工件，也可以安装钻头、铰刀等加工刀具进行孔加工。7.底座：在底座上安装各主要部件。功用是支承给主要部件，使它们在工作时保持准确位置。8床身：在床身上安装着车床的各种主要部件。其功用是支承个主要部件，使它们在工作时保持准确的相对位置。此外，机床还有刀具，润滑装置，挡铁等部件。2.2.2机床的传动系统1.主运动传动链所选用的机床为CA6140普通机床，可设计为主要用来作深孔加工，因此机床的主运动为钻头的旋转运动。机床的主运动由三相异步电动机输出动力源，通过齿轮啮合传给主轴，使主轴带动工件实现旋转，并满足主轴变速和换向的要求。2.进给运动传动链是实现刀具纵向或横向移动的，机床由工件实现进给运动。在X、Y两个方向上，进给运动均采用滚珠丝杠螺母副。3.尾座的运动尾座沿导轨的纵向移动由手动完成，用以根据钻削长度调整尾座的轴向位置。4.控制要求所设计机床的主运动和进给运动采用人工控制，机床主轴的主运动的变速、工件的进给运动、尾座运动以及变速均由人工来控制以及实现。2.3 机床总布局的确定根据上述所选定的机床主要参数、机床主要部件以及机床的运动方式，拟定机床的总体布局。根据要求，可选择CA6140普通机床的，主要参数如下：机床外形尺寸（长宽高）：266810001267工作台尺寸（长宽）：2050400第三章 传动系统设计3.1钻削传动系统设计3.1.1主运动传动链方案主运动传动链的两端是电动机与主轴，将电动机的运动传给主轴，使主轴带动刀具旋转实现主运动。主轴要有机械两极变速，即高速档位和低速档位，采用滑移齿轮来实现。主运动的传动系统图，如图3.1。图3.1主运动传动系统图3.1.2 传动方案设计1.电动机的选择论文所设计的机床为CA6140卧式车床，主轴要有两极变速，设定高速=820，低速=273，在高速档和低速档分别用变频器实现无级变速，高速档4501400，低速档100500。选择笼型三相异步电动机,电动机的额定功率P=7.5, 满载转速为1450。2.皮带轮的确定如图3.1，选用A型普通V带小带轮直径=130大带轮直径=2303.齿轮的确定如图3.1，齿轮z、z、z、z均取标准模数轴I：z=40，z=80轴II：z=120，z=803.1.3 主运动传动路线1.高速传动路线如图3.1，运动由电动机经V带轮传动副传至主轴箱中的轴I，轴I上的双联齿轮左移，轴I的运动经齿轮z和齿轮z啮合传动至主轴II。2.低速传动路线如图3.1，运动由电动机经V带轮传动副传至主轴箱中的轴I，轴I上的双联齿轮右移，轴I的运动经齿轮z和齿轮z啮合传动至主轴II。主运动传动链的传动路线表达式：电动机III（主轴）3.主轴转速值=820=2734.润滑与冷却如图3.1，小皮带轮用于带动冷却泵，当电动机一启动，润滑泵和冷却泵即启动，开始工作。而润滑部分也是靠电动机带动，主轴上有油孔，油盘将油分配到需要润滑的地方，通过油孔润滑，齿轮靠飞溅润滑。当电动机一启动，润滑泵也开始工作。3.2 主要传动件的计算与校验3.2.1 电动机的选择可选择Y系列三相异步电动机，Y系列电动机为一般用途全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，适用于无特殊要求的机械上，如机床。主轴极限转速：因此，选择转速为1450，额定功率P=7.5,此电动机符合要求。3.2.2 皮带轮传动校验1.验算传动比i=130，=230，取滑动系数=0.02，则实际传动比1.81所以,带轮的传动比满足要求。2.验算带速9.86在=525 范围之内，普通v带速度不得低于5m/s为充分发挥v带的传动能力，应使速度在10m/s左右，所以带速满足要求。3.验算小带轮包角初取=1.5（+ ）=1.5（130+230）=540 = =1705查表普通V带长度系列及长度系数，选用基准长度=的A型V带。实际中心矩：587.5 综上所述，皮带传动符合要求。3.2.3 齿轮传动校验所有齿轮均采用软齿面齿轮传动1.校验低速档齿轮强度查齿轮常用材料、热处理及其力学性能表齿轮z选取40Cr调质，250HBS齿轮z选取45钢调质，220HBS查轮齿接触疲劳极限应力线图，齿面许用接触疲劳应力： 查安全系数表，取，则，校核公式：齿数比 中心矩: 齿宽: ， 查齿轮传动载荷系数表，取 = =经校验，低速档齿轮强度足够。2.校验高速档齿轮强度查齿轮常用材料、热处理及其力学性能表齿轮z选取40Cr调质，250HBS齿轮z选取45钢调质，220HBS查轮齿接触疲劳极限应力线图，齿面许用接触疲劳应力： 查安全系数表，取，则，校核公式：齿数比 中心矩: 齿宽: ， 查齿轮传动载荷系数表，取 = =经校验，高速档齿轮强度足够。3.齿轮的几何计算分度圆直径： 由渐开线圆柱齿轮的齿顶高系数和顶隙系数表，查出=1.0，=0.25齿顶圆直径： 齿根圆直径： 由于，齿轮和齿轮为整体双联齿轮，因此，在两齿轮间应留出宽度。3.2.4 尾架主轴的设计机床尾架主轴可采用45钢调质，由轴的常用材料及其主要力学性能表，查出，查机床设计手册，选用莫氏5号的轻型回转顶尖，极限转速为1400。主轴的结构草图,如图3.2图3.2主轴结构草图1.各轴段直径的确定轴的最小直径：由常用材料的值和C值表，取C=110，且由角接触球轴承表，选轴承7210C，后轴轴颈直径齿轮处轴头直径 齿轮定位选用轴套定位：取该处直径 所以齿轮z处轴头直径 由角接触球轴承表，选轴承7315C，查出轴承的安装尺寸主轴孔径 2.各轴段轴向长度的确定按轴上零件的轴向尺寸及零件间相对位置，确定出轴向长度，从角接触球轴承表，基本尺寸分别为和，套筒长度为 3.按许用弯曲应力校核轴（1）轴上力的作用点及支点跨距的确定齿轮对轴的力作用点按简化原则应在齿轮宽的中点，因此可决定主轴上两齿轮力的作用点位置。轴颈上安装的7208C轴承和7311C轴承，从角接触球轴承表，可知其负荷作用中心距离轴承外端面尺寸分别为和，故可计算出支点跨距和轴上各力作用点互相位置尺寸，如图3.3(a) = =（2）计算轴上的作用力轴上的受力图，如图3.3（a）齿轮： 齿轮： （3）计算支反力垂直面支反力受力图，如图3.3（b）绕支点B的力矩和，得=940同理,得=校核，计算无误水平面支反力受力图，如图3.3（c）绕支点B的力矩和，得=同理，得=校核，计算无误（4）计算弯矩垂直面内的弯矩图，如图3.3（b）C处弯矩：D处弯矩：水平面内的弯矩图，如图3.3（c）C处弯矩：D处弯矩：合成弯矩，如图3.3（d）C处：D处：（5）计算当量弯矩当量弯矩图，如图3.3（e）由轴的许用应力表，查出，应力校正系数C处：D处：(6)校核轴径C剖面：所以，强度足够。D剖面：所以，强度足够。图3.3主轴受力及弯矩图4.按扭转刚度校核轴径钢的切变模量C剖面：所以，强度足够D剖面：所以，强度足够。5.轴的细部结构设计由普通平键联接剖面和键槽的尺寸和公差表，查出键槽尺寸：，由普通平键形式尺寸表，查出键长，由轴自由表面过渡圆角和过盈配合连接倒角表，查处导向锥面尺寸由零件倒圆与倒角表，查处r分别为和由轴加工表面粗糙度荐用值表，查出各表面粗糙度值。6.绘制主轴的零件图，见附录II主轴零件图3.2.5 传动轴的计算与校核机床传动轴采用40Cr调质，由轴的常用材料及其主要力学性能表，查出。传动轴的结构草图，如图3.4。图3.4传动轴结构草图1.各轴段直径的确定轴的最小直径：由常用材料的值和C值表，查出C=100，且，取由角接触球轴承表，选轴承7308C，轴颈直径齿轮和齿轮处轴头直径2.各轴段轴向长度的确定按轴上零件的轴向尺寸及零件间相对位置，确定出轴向长度，从角接触球轴承表，基本尺寸为 , 3.传动轴的校核经校核，传动轴的强度足够。（注：传动轴的校核方法与主轴的校核方法相同，因此校核步骤省略。）4.轴的细部结构设计由普通平键联接剖面和键槽的尺寸和公差表，查出键槽尺寸：由普通平键形式尺寸表，查出键长 第四章 刀具的设计4.1 刀具的选择钻床上常用的刀具分为两类：一类用于在实体材料上加工孔，如麻花钻、扁钻、中心钻及深孔钻等；另一类用于对工件上已有 的孔进行再加工，如扩孔钻、铰刀等。其中麻花钻是最常用的孔加工刀具 。因此，我们可以选用麻花钻来进行深孔加工。4.2 刀具的设计4.2.1 麻花钻的结构与几何参数图 4- 1麻花钻刀体结构 a) 锥柄 b) 直柄麻花钻刀体结构如图4-1所示。标准高速钢麻花钻主要由工作部分、颈部和柄部等三部分组成。工作部分担负切削与导向工作 ，柄部是钻头的夹持部分，用于传递扭矩。图 4-2 麻花钻切削部分结构麻花钻有两条主切削刃、两条副切削刃和一条横刃，如图4-2所示。两条螺旋槽钻沟形成前刀面，主后刀面在钻头端面上。钻头外缘上两小段窄棱边形成的刃带是副后刀面，在钻孔时刃带起导向作用，为减小与孔壁的摩擦，刃带向柄部方向有减小的倒锥量 ，从而形成副偏角。在钻心上的切削刃叫横刃，两条主切削刃通过横刃相连接。为保证钻头必要的刚性和强度，其钻心直径dc向柄部方向递增。麻花钻主切削刃上各点因其切削速度方向不同，基面和切削平面位置也不同（图4-3a），但基面总是包含钻头轴线的平面。图 4-3b表示了切削刃最外缘A 点的基面和切削平面。1. 螺旋角 与侧前角 f 图 4-3 麻花钻的基面与切削平面 图 4-4 麻花钻的后角 图 4-5刃倾角钻头外圆柱面与螺旋槽交线的切线与钻头轴线的夹角为螺旋角 。在主切削刃上半径不同的点的螺旋角不相等，钻头外缘处的螺旋角最大，越靠近钻头中心，其螺旋角越小。螺旋角实际上就是钻头的侧前角 f ， 因此 ，螺旋角越大，钻头的侧前角越大，钻头越锋利。但是螺旋角过大，会削弱钻头强度，散热条件也差。标准麻花钻的螺旋角一般在 18 30范围内，大直径钻头取大值。 麻花钻主切削刃上任意点 y 的前角 oy 是在主剖面中测量的前刀面与基面之间的夹角。麻花钻主切削刃各点前角变化很大，从外缘到钻心，前角逐渐减小，对标准麻花钻，前角由 30减小到30 。2. 侧后角 f麻花钻主切削刃上任意点的侧后角 fy 是在以钻头中心为轴心线的圆柱面的切平面上测量的 ， 如图 4-4所示。这样主切削刃在进行切削时作圆周运动 ，侧 后角比较能够反映钻头后刀面与加工表面之间的摩擦关系 ， 同时测量也方便。3. 刃倾角 s由于麻花钻的主切削刃不通过钻头轴线，从而形成刃倾角s，它是在切削平面内测量的主切削刃与基面之间的夹角，因为主切削刃上各点基面、切削平面位置不同 ，所以刃倾角也是变化的，图4-5中表示出主切削刃上最外缘处的刃倾角。4. 顶角 2 与主偏角 r 钻头的顶角 2 是两个主切削刃在与其平行的平面上投影的夹角（图 4-2 ），标准麻花钻取顶角 2 =118，顶角与基面无关。钻头主偏角 r 是主切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角（ 锐角 ） 。 由于主切削刃上各点基面位置不同 ， 因此主切削刃上各点主偏角也变化 ， 愈接近钻心 ， 主偏角愈小。5. 副偏角 r 为了减小导向部分与孔壁的摩擦 ，除了在国家标准中规定直径大于 0.75mm 的麻花钻在导向部分上制有两条窄的棱边 ， 还规定直径大于 lmm 的麻花钻有向柄部方向减小的直径倒锥量 ， 从而形成副偏角 r （见 图 4-2 ）。 6. 横刃角度横刃是两个主后刀面的相交线（ 图4-2 ）。在端面投影上 ，横刃与主切削刃之间的夹角为横刃斜角，标准麻花钻的横刃斜角 =50 55。当后角磨得偏大时，横刃斜角减小，横刃长度增大。因此 ，在刃磨麻花钻时，可以观察角的大小来判断后角是否磨得合适。 横刃通过钻头中心，并且在钻头端面上的投影为一条直线，因此横刃上各点的基面相同（图 4-7）。从横刃上任一点的正交平面 Po 可以看出 ， 横刃前角 o 为负值 ，标准麻花钻的o = ( 54 60) ，横刃后角 o=90 | o | （ 标准麻花钻的 o =30 36 ） 。 由于横刃具有很大的负前角，钻削时横刃处发生严重的挤压而造成很大的轴向力。 通常横刃的轴向力约占全部轴向力的 1/2 以上。对直径较大的麻花钻都必须修磨横刃。 4.2.2 麻花钻切削部分结构的分析与改进 1.标准高速钢麻花钻存在的问题 标准麻花钻虽经多年使用，结构不断改进但在切削部分仍存在如下问题 ： (1) 沿主切削刃各点前角值差别悬 殊（由 +3030），横刃上的前角竟达5460，造成较大的轴向力，使切削条件恶化。 (2) 棱边近似为圆柱面的一部分(有稍许倒锥)， 副后角接近零度，摩擦严重。 (3) 在主、副切削刃相交处，切削速度最大，散热条件最差，因此磨损很快 。 (4) 两条主切削刃很长，切屑宽，各点切屑流出速度相差很大，切屑呈宽螺卷状，排屑不畅，切削液难于注入切削区 。 (5) 横刃较长 ， 其前、后角与主切削刃后角不能分别控制。 2 标准高速钢麻花钻切削部分的修磨与改进 针对上述麻花钻存在的问题，使用时根据具体加工情况，对麻花钻切削部分加以修磨改进，可显著改善钻头切削性能，提高钻削生产率。一般常采用以下措施： (l) 修磨横刃：可采用将整个横刃磨去、磨短横刃，加大横刃前角、磨短横刃同时 加大前角等修磨形式改善麻花钻的切削性能。 图 4-6 修磨前刀面 图4-7 修磨棱边图 4-8 修磨切削刃a) 双重顶角 b) 圆弧刃钻头(2) 修磨前刀面 ：加工较硬材料时，可将主切削刃外缘处的前刀面磨去一部分，适当减小该处前角，以保证足够强度(图4-6a) ；当加工较软材料时，在前刀面上磨出卷屑槽，加大前角，减小切屑变形，降低温度，改善工件表面加工质量(图4-6b)。 (3) 修磨棱边 ：标准高速钢麻花钻的副后角为零度，在加工无硬皮的工件时，为了减小棱边与孔壁的摩擦，减小钻头磨损，对于直径较大（ 12mm ）的钻头 ，可按图 4-7 所示的方法磨出副后角1 =6 8，并留下宽度为 0.1 0.2mm 的窄棱边。 (4) 修磨切削刃 ： 为了改善散热条 件 ， 在主副切削刃交接处磨出过渡刃 ， 形成双重顶角 ( 图4-8a) 或三重顶角 ， 后者用于大直径钻头。生产中还常采用一种圆弧刃钻头 ( 图4-8b) ， 就是将标准麻花钻的主切削刃外缘处修磨成圆弧 ， 该段切削刃上各点顶角由里向外逐渐变小 ， 从而增长了 切削刃 ， 减轻了切削刃单位长度上的负荷 ， 而且还改善了转角处的散热条件 ， 提高了耐用度。采用圆弧刃钻头钻孔还可获得较高的加工表面质量和精度。 图 4-9 磨出分屑槽 图 4-10 中型标准群钻 (5) 磨出分屑槽 ： 在钻头后刀面上磨出分屑槽 ( 图4-9 ) ，有利于排屑及切削液的注入 ，大大改善了切削条件，特别适用于在韧性材料上加工较深的孔。为了避免在加工表面上留下凸起部分 ，两条切削刃上的分屑槽位置必须互相错开。 (6) 群钻 ： 群钻是综合应用上述措施，用标准高速钢麻花钻修磨而成的。图4-10所示为中型标准群钻 ，先磨出两条外刃AB ， 然后再在两个后刀面上分别磨出月牙形圆孤槽 BC ，最后修磨横刃，使之缩短、变尖、变低 ，以形成两条内刃CD ，留下一条窄横刃b ，此外，在外刃上还磨出分屑槽。4.3 结论通过以上的分析，用标准高速钢麻花钻修磨而成的群钻，是一种修磨得比较完善的先进钻头，切削条件大大改善，刀具耐用度显著提高。此外，加工精度与表面质量也有所改善。根据所加工的材料不同，群钻修磨的形状也不同。群钻切削部分的特殊结构使横刃缩短，横刃及其附近的主切削刃上各段前角都有不同程度的增大，轴向力和扭矩显著减小；圆孤刃不仅能起到良好的分屑作用，而且由于它在工件上切出一个凸形环圈，切削时能够很好定心，钻头不易偏摆，增加了钻削过程的稳定性，能够满足我们所需的深孔加工要求。第五章 小结在本