孔加工常用工藝裝備(2)

3．其他結(jié)構(gòu)的鉆頭

　�。�1）扁鉆

　　扁鉆切削部分磨成一個(gè)扁平體，主切削刃磨出鋒角、后角并形成橫刃；副切削刃磨出后角與副偏角并控制鉆孔直徑。扁鉆前角小，沒(méi)有螺旋槽，排屑困難，但由于制造簡(jiǎn)單，成本低，在儀表和鐘表工業(yè)中直徑1mm以下的小孔加工上得到廣泛應(yīng)用。

　　近年來(lái)，扁鉆由于結(jié)構(gòu)上有較大改進(jìn)，加上上述優(yōu)點(diǎn)，故在自動(dòng)線和數(shù)控機(jī)床上加工直徑35mm以上孔時(shí)，也使用扁鉆。

　　扁鉆可做成整體式，如圖7－38a所示；或裝配式，如圖7－38b所示。在數(shù)控機(jī)床和組合機(jī)床上鉆、擴(kuò)較大直徑孔（d=25~125mm）時(shí)常用裝配式扁鉆。

　�。�2）硬質(zhì)合金鉆頭

　　加工硬脆材料如合金鑄鐵、玻璃、淬硬鋼等難加工材料，必須使用硬質(zhì)合金鉆頭。

　　小直徑硬質(zhì)合金鉆頭都做成整體結(jié)構(gòu)，除用于加工硬材料外，也適用加工非金屬壓層材料。

　　直徑大于6mm的硬質(zhì)合金鉆頭都做成鑲片式結(jié)構(gòu)，如圖7－39所示。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是刀片用YG8,刀體用9SiCr;鉆心較粗，do=(0.25~0.3)d，導(dǎo)向部分縮短；加寬容屑槽；增大倒錐量；制成雙螺旋角。用以增強(qiáng)鉆體剛度，減少振動(dòng)，便于排屑，防止刀片崩裂。

　　（3）群鉆

　　基本型群鉆切削部分結(jié)構(gòu)如圖7－40所示。其結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)有以下特點(diǎn)：

　　①切削刃形成三尖七刃。該鉆型將每條主切削刃磨成三段，即外直刃、圓弧刃和內(nèi)直刃，兩邊則共有七刃（含橫刃）。這種分段刃形結(jié)構(gòu)使鉆頭各部分的幾何參數(shù)可分別控制并趨于合理。同普通麻花鉆相比，群鉆外直刃前角增加較��；圓弧刃前角平均增10°；內(nèi)直刃處平均增大25°；橫刃處增大4°~6°。所以群鉆的平均前角獲得顯著增加，從而使群鉆刃口鋒利，切削性能好。

　　除原鉆尖外，圓弧刃和外直刃的交點(diǎn)又形成新的鉆尖，故群鉆具有“三尖”。這種三尖結(jié)構(gòu)顯著增強(qiáng)了鉆頭的定心和導(dǎo)向性能。

　�、跈M刃低、窄、尖。群鉆中心尖高h(yuǎn)=0.03do, 橫刃長(zhǎng)度僅為修磨前的1/4~1/6。由于磨出月牙槽（圓弧刃后面），使已磨窄的橫刃進(jìn)一步變尖。這種低、窄、尖的橫刃使軸向抗力顯著降低，并增強(qiáng)了定心性能。

　　③分屑結(jié)構(gòu)。主切削刃的分段結(jié)構(gòu)使切屑分段變窄。鉆頭直徑較大時(shí)，可在外直刃一側(cè)再磨出分屑槽，或在兩側(cè)磨出交錯(cuò)槽，充分改善切屑的卷曲、折斷和排出效果。

　　如上所述，基本型群鉆的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：三尖七刃銳當(dāng)先，月牙弧槽分兩邊，外刃再開(kāi)分屑槽，橫刃磨低窄又尖。

　　（二）锪鉆

　　在已加工出的孔上加工圓柱形沉頭孔，如圖7－41a所示、錐形沉頭孔（如圖7－41b）和端面凸臺(tái)（如圖7－41c）時(shí)，都使用锪鉆。如圖7－45a所示的锪鉆為平底锪鉆，其圓周和端面上各有3~4個(gè)刀齒，在已加工好的孔內(nèi)插入導(dǎo)柱，其作用為控制被锪孔與原有孔的同軸度誤差。導(dǎo)柱一般做成可拆式，以便于锪鉆的端面齒的制造與刃磨。錐面锪鉆的鉆尖角有60°、90°和120°三種。

　　（三）鉸刀

　　鉸刀一般由高速鋼和硬質(zhì)合金制造。

　　鉸刀的精度等級(jí)分為H7、H8、H9三級(jí)，其公差由鉸刀專用公差確定，分別適用于鉸削H7、H8、H9公差等級(jí)的孔。多數(shù)鉸刀又分為A、B兩種類型，A型為直槽鉸刀，B型為螺旋槽鉸刀。螺旋槽鉸刀切削平穩(wěn)，適用于加工斷續(xù)表面。

　　下面介紹機(jī)用硬質(zhì)合金鉸刀的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

　　如圖7－42為一般機(jī)用硬質(zhì)合金鉸刀的結(jié)構(gòu)，它由工作部分、頸部和柄部組成。工作部分包括引導(dǎo)錐、切削部和校準(zhǔn)部。為了使鉸刀易于引入預(yù)制孔，在鉸刀前端制出引導(dǎo)錐。校準(zhǔn)部由圓柱部分和倒錐部分組成。圓柱部分用來(lái)校準(zhǔn)孔的直徑尺寸并提高孔的表面質(zhì)量，以及在切削時(shí)增強(qiáng)導(dǎo)向作用；倒錐部分用來(lái)減小摩擦。鉸刀的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容是確定工作部分的參數(shù)。

　　1．鉸刀直徑及其公差的確定

　　鉸刀直徑公差直接影響被加工孔的尺寸精度、鉸刀制造成本和使用壽命。鉸孔時(shí)，由于刀齒徑向跳動(dòng)以及鉸削用量和切削液等因素會(huì)使孔徑大于鉸刀直徑，稱為鉸孔“擴(kuò)張”；而由于刀刃鈍圓半徑擠壓孔壁，則會(huì)使孔產(chǎn)生恢復(fù)而縮小，稱為鉸孔“收縮”。一般“擴(kuò)張”和“收縮”的因素同時(shí)存在，最后結(jié)果應(yīng)由實(shí)驗(yàn)決定。經(jīng)驗(yàn)表明：用高速鋼鉸刀鉸孔一般發(fā)生擴(kuò)張，用硬質(zhì)合金鉸刀鉸孔一般發(fā)生收縮，鉸削薄壁孔時(shí)，也常發(fā)生收縮。

　　鉸刀的公稱直徑等于孔的公稱直徑。鉸刀的上下偏差則要考慮擴(kuò)張量、收縮量，并留出必要的磨損公差。

　　圖7－43所示為鉸刀直徑及其公差。

dω—工件直徑; do—新鉸刀直徑; —工件孔公差; P—擴(kuò)張量

Pa—收縮量; G—鉸刀制造公差; N—鉸刀磨損公差

　　若鉸孔發(fā)生擴(kuò)張現(xiàn)象，則設(shè)計(jì)及制造鉸刀的最大、最小極限尺寸分別為：

　　domax=dωmax-Pmax（6-1）

　　domin=domax-G（6-2）

　　若鉸孔發(fā)生收縮現(xiàn)象，則設(shè)計(jì)及制造鉸刀的最大、最小極限尺寸分別為：

　　domax=dωmax+Pamin（6-3）

　　domin=domax-G（6-4）

　　國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：鉸刀制造公差G＝0.35()。根據(jù)一般經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，高速鋼鉸刀可取Pmax＝0.15()；硬質(zhì)合金鉸刀鉸孔后的收縮量往往因工件材料不同而不同，故常取Pamin＝0，或取 Pamin＝0.1()。Pmax及Pamin的可靠確定辦法是由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。

　　2．鉸刀的齒數(shù)及齒槽

　　鉸刀的齒數(shù)影響鉸孔精度、表面粗糙度、容屑空間和刀齒強(qiáng)度。其值一般按鉸刀直徑和工件材料確定。鉸刀直徑較大時(shí)，可取較多齒數(shù)；加工韌性材料時(shí)，齒數(shù)應(yīng)取少些；加工脆性材料時(shí)，齒數(shù)可取多些。為了便于測(cè)量鉸刀直徑，齒數(shù)應(yīng)取偶數(shù)。在常用直徑do=8~40mm范圍內(nèi)，一般取齒數(shù) ＝4~8個(gè)。

　　鉸刀刀齒沿圓周可以等齒距分布，也可以不等齒距分布。為了便于制造，鉸刀一般按等齒距分布。

　　如圖7-44所示，鉸刀的齒槽形狀一般有直線齒背（圖7－48a）、圓弧齒背（圖7－48b）和折線齒背（圖7－48c），硬質(zhì)合金鉸刀一般采用折線齒背。

　　鉸刀齒槽方向有直槽和螺旋槽兩種，如圖7－45所示。為了便于制造，常采用直槽。為改善排屑條件，提高鉸孔質(zhì)量，硬質(zhì)合金鉸刀常做成左螺旋槽，螺旋角取3°~5°。