机械制造与自动化《3.1麻花钻选用-教案》

1、学习情境3孔加工刀具选用工作任务麻花钻选用加工零件：主动轴;任务描述生产类型：中批生产;工件材料：HT250/45#钢;任务：确定加工该轴所用麻花钻的刀具参数和切削参数。教学内容备注、麻花钻钻孔加工的工艺范围内孔外表是组成机械零件的一种重要外表，在机械零件中有多种多样的孔，按孔的形状，有圆柱形孔、圆锥形孔、螺纹形孔和成形孔等；常见的圆柱形孔又有一般孔和深孔之别，长径比5的孔为深孔，深孔很难加工；常见的成形孔有方孔、六边形孔、花键孔等。麻花钻是最常用的孔加工刀具，一般用于实体材料上孔的粗加工。钻孔的尺寸精度为ITI3ITI1，外表粗糙度Ra值为50卩m。、麻花钻的结构参数麻花钻的结构由柄部、颈部

2、和工作局部组成。有必要说明的事项柄部是钻头的夹持局部，有锥柄和直柄两种型式，钻头直径大于12mm时 常做成锥柄，小于12mm时做成直柄。锥柄后端的扁尾可插入钻床主轴的长方 孔中，以传递较大的扭矩。颈部位于工作局部和柄部的过渡局部，是磨削柄部 时砂轮的退刀槽，当柄部和工作局部采用不同材料制造时，颈部就是两局部的 对焊处，钻头的标记也常注于此。钻头的工作局部包括切削局部和导向局部，导向局部有两条螺旋槽和两条 棱边，螺旋槽起排屑和输送切削液的作甲，棱边起导向、修光孔壁的作用。导 向局部有微小的倒锥度，从前端到尾部每100mm长度上直径减少-0.12mm，以减少与孔壁的摩擦，切削局部由两条主切削刃、两

3、条副切削刃和 一条横刃及两个前刀面和两个后刀面组成。螺旋槽的一局部为前刀面，钻头的 顶锥面为上后刀面。三、麻花钻切削局部的几何角度钻头实际上相当于正反安装的两把内孔车刀的组合刀具，只是这两把内孔 车刀的主切削刃高于工件中心因为有钻心而形成横刃的缘故，钻心半径为rc1基面和切削平面在分析麻花钻的几何角度时，首先必须弄清楚钻头的基面和切削平面。 基面：切削刃上任一点的基面，是通过该点，且垂直于该点切削速度方 向的平面，如下图。在钻削时，如果忽略进给运动，钻头就只有圆周运动，主 切削刃上每一点都绕钻头轴线做圆周运动，它的速度方向就是该点所在圆的切 线方向，如图中A点的切削速度Va垂直于A点的半径方向

4、，B点的切削速度 Vb垂直于B点的半径方向。不难看出，切削刃上任一点的基面就是通过该点并 包含钻头轴线的平面。由于切削刃上各点的切削速度方向不同，所以切削刃上 各点的基面也就不同。 切削平面：切削刃上任一点的切削平面是包含该点切削速度方向，而又切于该点加工外表的平面图示为钻头外缘刀尖A点的基面和切削平面。切削刃上各点的切削平面与基面在空间相互垂直，并且其位置是变化的。2主切削刃的几何角度，如下图 端面刃倾角为方便起见，钻头的刃倾角通常在端平面内表示。钻头主切削刃上某点的 端面刃倾角是主切削刃在端平面的投影与该点基面之间的夹角。如下图，其值 总是负的。且主切削刃上各点的端面刃倾角是变化的，愈靠近

5、钻头中心端面刃 倾角的绝对值愈大。 主偏角麻花钻主切削刃上某点的主偏角是该点基面上主切削刃的投影与钻头进给 方向之间的夹角。由于主切削刃上各点的基面不同，各点的主偏角也随之改变。 主切削刃上各点的主偏角是变化的，外缘处大，钻心处小。 前角麻花钻的前角是正交平面内前刀面与基面间的夹角。由于主切削刃上各 点的基面不同，所以主切削刃上各点的前角也是变化的，如下图。前角的值从 外缘到钻心附近大约由30°减小到-30 °,其切削条件很差。 后角切削刃上任一点的后角，是该点的切削平面与后刀面之间的夹角。钻头后角不在主剖面内度量，而是在假定工作平面进给剖面内度量。在钻削过 程中，实际起作

6、用的是这个后角，同时测量也方便。钻头的后角是刃磨得到的，刃磨时要注意使其外缘处磨得小些约8°10°, 靠近钻心处要磨得大些约202130°。这样刃磨的原因，是可以使后角与主切 削刃前角的变化相适应，使各点的楔角大致相等，从而到达其锋利程度、强度、 耐用度相对平衡；其次能弥补由于钻头的轴向进给运动而使刀刃上各点实际工 作后角减少一个该点的合成速度角 讥见图中f-f剖面所产生的影响；此外还 能改变横刃处的切削条件。3横刃的几何角度，如下图横刃前角由于横刃的基面位于刀具的实体内， 故横刃前角为负值约-45 -60°,所 以钻削时在横刃处发生严重的挤压而造成很大

7、的轴向力。 横刃后角横刃后角90- | | ,故"30° 35° 横刃主偏角=90°。 横刃刃倾角=0° 横刃斜角W横刃斜角是在钻头的端面投影中，横刃与主切削刃之间的夹角。它是刃磨 钻头时自然形成的，锋角一定时，后角刃磨正确的标准麻花钻横刃斜角W为47°55°而后角愈大那么 屮愈小，横刃的长度会增加。四、麻花钻的修磨标准麻花钻结构和几何参数上存在如下问题； 排屑不畅，注人切削液困难； 主切削刃上 前角变化大，且横刃上负前角达-54。-60 °故切削条件差；刃带 上副后角ao=0°产生的摩擦大；转角处热量集

8、中，强度差；钻芯处一一呈正锥，减小了容屑空间等。为此，在生产中常对标准麻花钻进行修磨，以改麻花 钻的进切削加工性能。常用的修磨形式有以下几种。a）修粛外圆转角b）修磨内凹圖孤刃c）曆出分們槽1、修磨主切削刃 修磨钻头外圆转角 在外圆转角处磨出顶角2血=70° 90° b=d的双 重顶角，或者磨出外凸圆弧。这种修磨方法的优点是：增大转角强度，改善散热，减小单位负荷，适用大直径孔和铸件。 磨出内凹的圆弧刃 此种修磨方法的有点是：增强定心、断屑分屑能力， 适应薄板类零件。 磨出分斜槽 在两切削刃上磨出交错分布的分屑槽， 以减小切削变形，增 强卷屑、分屑、断屑能力，此种修磨方法适用

9、于中等直径钢类零件的钻孔加工。时I寸形幟刃b两条内珥刃段 条牢横刃O 命晒可带2、修磨横刃 如图a所示，磨成十字型横刃，横刃长度 b屮不变，横刃前角 弹=0°防 止了横刃处负前角切削，可减小进给力，但钻心强度有所减弱。 如图b所示，将横刃磨成两条内直刃和一条窄横刃，缩短横刃，降低进 给力，并能保持横刃强度，磨出了近钻芯心处前面，增大了内直刃前角，并能 增大容屑空间。上述两种方法在生产中得到了广泛应用。3、修磨韧带如图c所示，直径d>12mm的钻头可在韧带前端磨出副后角 6°8°,减少 摩擦和磨损，此方法适用于钻削韧性高的软材料。五、麻花钻的钻削用量及选择30min ;切铸铁，vc钻削用量钻削深度背吃刀量=202125m/mi n。钻孔时选择切削用量的根本原那么是：在允许范围内，尽量先选较大的进 给量，当进给量受孔外表粗糙度和钻头刚度的限制时，再考虑较大的切削速度选择转速和进给量的方法为：用小钻头钻孔时，转速可快些，进给量要小 些；用大钻头钻孔时，转速要慢些，进给量适当大些；钻硬