孔加工常用工藝裝備(2)

3．其他結構的鉆頭

　　（1）扁鉆

　　扁鉆切削部分磨成一個扁平體，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，沒有螺旋槽，排屑困難，但由于制造簡單，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用。

　　近年來，扁鉆由于結構上有較大改進，加上上述優(yōu)點，故在自動線和數(shù)控機床上加工直徑35mm以上孔時，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)控機床和組合機床上鉆、擴較大直徑孔（d=25~125mm）時常用裝配式扁鉆。

　�。�2）硬質合金鉆頭

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

　　小直徑硬質合金鉆頭都做成整體結構，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的硬質合金鉆頭都做成鑲片式結構，如圖7－39所示。其結構特點是刀片用YG8,刀體用9SiCr;鉆心較粗，do=(0.25~0.3)d，導向部分縮短；加寬容屑槽；增大倒錐量；制成雙螺旋角。用以增強鉆體剛度，減少振動，便于排屑，防止刀片崩裂。

　�。�3）群鉆

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

　�、偾邢魅行纬扇�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）。這種分段刃形結構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�。粓A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又形成新的鉆尖，故群鉆具有“三尖”。這種三尖結構顯著增強了鉆頭的定心和導向性能。

　　②橫刃低、窄、尖。群鉆中心尖高h=0.03do, 橫刃長度僅為修磨前的1/4~1/6。由于磨出月牙槽（圓弧刃后面），使已磨窄的橫刃進一步變尖。這種低、窄、尖的橫刃使軸向抗力顯著降低，并增強了定心性能。

　�、鄯中冀Y構。主切削刃的分段結構使切屑分段變窄。鉆頭直徑較大時，可在外直刃一側再磨出分屑槽，或在兩側磨出交錯槽，充分改善切屑的卷曲、折斷和排出效果。

　　如上所述，基本型群鉆的結構特點是：三尖七刃銳當先，月牙弧槽分兩邊，外刃再開分屑槽，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（如圖7－41c）時，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個刀齒，在已加工好的孔內(nèi)插入導柱，其作用為控制被锪孔與原有孔的同軸度誤差。導柱一般做成可拆式，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合金制造。

　　鉸刀的精度等級分為H7、H8、H9三級，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。

　　下面介紹機用硬質合金鉸刀的設計要點。

　　如圖7－42為一般機用硬質合金鉸刀的結構，它由工作部分、頸部和柄部組成。工作部分包括引導錐、切削部和校準部。為了使鉸刀易于引入預制孔，在鉸刀前端制出引導錐。校準部由圓柱部分和倒錐部分組成。圓柱部分用來校準孔的直徑尺寸并提高孔的表面質量，以及在切削時增強導向作用；倒錐部分用來減小摩擦。鉸刀的主要設計內(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，由于刀齒徑向跳動以及鉸削用量和切削液等因素會使孔徑大于鉸刀直徑，稱為鉸孔“擴張”；而由于刀刃鈍圓半徑擠壓孔壁，則會使孔產(chǎn)生恢復而縮小，稱為鉸孔“收縮”。一般“擴張”和“收縮”的因素同時存在，最后結果應由實驗決定。經(jīng)驗表明：用高速鋼鉸刀鉸孔一般發(fā)生擴張，用硬質合金鉸刀鉸孔一般發(fā)生收縮，鉸削薄壁孔時，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)生擴張現(xiàn)象，則設計及制造鉸刀的最大、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，則設計及制造鉸刀的最大、最小極限尺寸分別為：

　　domax=dωmax+Pamin（6-3）

　　domin=domax-G（6-4）

　　國家標準規(guī)定：鉸刀制造公差G＝0.35()。根據(jù)一般經(jīng)驗數(shù)據(jù)，高速鋼鉸刀可取Pmax＝0.15()；硬質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驗測定。

　　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、容屑空間和刀齒強度。其值一般按鉸刀直徑和工件材料確定。鉸刀直徑較大時，可取較多齒數(shù)；加工韌性材料時，齒數(shù)應取少些；加工脆性材料時，齒數(shù)可取多些。為了便于測量鉸刀直徑，齒數(shù)應取偶數(shù)。在常用直徑do=8~40mm范圍內(nèi)，一般取齒數(shù) ＝4~8個。

　　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，提高鉸孔質量，硬質合金鉸刀常做成左螺旋槽，螺旋角取3°~5°。