搜索
--主要交流内容123简介几种常用高效群钻模型45将徒手刃磨基本群钻移植到机械刃磨6群钻的快速刃磨方法群钻的由来及其现状普通麻花钻头的缺陷与群钻的优点--一、群钻的由来及其现状先要讲一下普通讲麻花钻头，因为在机电制造业中，大多数工种都离不开它。在诸多刀刃具中，麻花钻头是品种规格最多〔我国年产麻花钻头近14亿支〕，应用面最广，使用频度最高的。现在大家日常都在使用麻花钻头，其实你只使用了它1/3的能力，还有70%的潜力还没有被发挥出来。主要原因是：应用者对它的切削刃口还没有学会科学而合理的刃磨技能。首先分析一下普通麻花钻头切削刃型的原始形状及其主要缺陷：切削材料是刀具的生命，几何角度是刀具的灵魂，二者缺一不可。--二、普通麻花钻头与基本群钻刃型参数比较（以φ12mm高速钢麻花钻头为例）--1.普通麻花钻头的尖、刃、角及其缺陷：（图2）⑴1尖──钻头中心最高点O。由于钻头中心O点至外缘A点距离h较高，钻削时难以稳定中心和导向。⑵3刃──外刃AB、CA′横刃BC。切削中，由于两外刃产生的径向分力使钻头晃动，影响孔加工的质量。此外，加之其横刃钝而长（似一把圆柱体的平口凿子），切削状况恶劣，产生大量的切削热和60%以上的轴向阻力，钻削效率低。③4角─—外锋角2φ、外刃后角α×2、横刃斜角G。钻头外锋角2φ锋角出厂标准为118°±2°，该角度数值小，其径向前角小，阻力也大，钻削中切屑宽而薄，易堵满螺旋沟槽，造成排屑困难和冷却液难以达到主切削刃。它的几何参数：1+3+4=8--图(4)----普通麻花钻前角γ0的分布普通麻花钻主刃上各点的前角γ0变化极大，如图3所示，从外缘点到钻芯处，由30°变到-30°。--2.麻花钻头习惯的刃磨方式这种双手悬空式的“弧形摆动刃磨法”的弊端，一是刃磨中缺乏稳定性，二是把大量时间和劳动耗在钻头切削刃的背面。〔见现场操作〕3.麻花钻头的切削效果⑴普麻通花钻头切屑的形成在各类刀具切削塑性材料时，最常见的普通切屑为螺卷状，切屑沿切削刃口流出，在前刀面上滑行一段后，开始变形卷曲并与前刀面分离。钻孔时，基本的切削功率大部分消耗在形成切屑和排屑上，它们对钻削力、钻头耐用度和加工精度都有很大影响。用麻通花钻钻塑性材料，一般切屑多为长锥螺卷状。(图4及现场视频)--⑵切削刃上切削力的分配在钻一般金属材料时，轴向力主要来自横刃，而转矩则主要由主刀刃产生。但应注意：当钻某些钛合金材料时，由于其弹性恢复量大，从而使钻头刃带与孔壁的磨擦力矩增加，可占到总力矩的60%左右。切削刃横刃主刃刃带轴向力57%40%3%表1普通麻花钻切削刃上切削力的分配（%）图5普通麻花钻切削刃上切削力的分配（轴向力）--切削刃横刃主刃刃带转矩80%8%12%表2普通麻花钻切削刃上切削力的分配（%）图6普通麻花钻切削刃上切削力的分配（转矩）--三、基本群钻“群钻”这个词，是上世纪五、六十年代的技工倪志福创新的，它代表具有我国机械加工特色的高效钻头刃型。其最大的特点是：在不改变原有的条件下，只需在刃磨中改变钻头切削刃的几何角度，不花钱，就能立竿见影地提高加工效率3~5倍甚至更高。当年，我们曾在全国各地推广过，受到机械加工行业的普遍赞扬，得到国外同行们的高度重视，在八十年代获得了联合国世界知识产权组织金质奖章〔见相片2〕。八十年代后期，由于受到国内重文凭、重学历潮流的冲击而逐渐被边缘化，故今天在工矿厂企、技职院校的技工、老师多不知“群钻”为何物了。下面分析一下基本群钻刃型的原始形状及其优点：--1.基本群钻尖、刃、角的分析图7φ12mm基本群钻刃型(1)3尖──钻心O尖、B尖、B′尖。它也是一个钻心尖O，但在其左右还有两个钻侧尖B和B′。钻心尖O略高于两侧尖，它在最前面先接触工件，由于其切削性能及强度都较差，所以当它在对金属层作挤刮之际，两侧尖便很快切入工件将中心部分金属撕裂、剥开。这时，它除了起着保护钻心的作用，还减小了钻削时的轴向阻力，使钻尖与其它刀刃能更快、更顺利地进行切削。（2）7刃──外刃AB×2；弧刃BC×2；内刃CD×2；横刃DD′图8由于将普通麻花钻3刃磨成7刃，使整个切削刃的长度增加，因此，单位长度上的切削力也就减少了。另外，在原来的两条外直刃上，磨出了两个对称于钻心的弧刃BC，切削中它在底孔形成一道“凸圆箍”，起着导向和稳定中心的作用，因此，钻出的孔不易偏斜，直线性好（图8）。（3）11角——外刃后角α×2、弧刃后角αR×2、内刃前角γτ×2、内刃斜角τ×2、外锋角2φ、内锋角2φ′、横刃斜角Ψ。它的几何参数：3+7+11=21从上述分析可以看出，基本群钻与普通麻花钻头两者尖、刃、角的总和之比为21∶8。它充分说明群钻在切削过程中的突出优势，因此，它也是其它钻型所无法比拟的。这“三尖、七刃、十一个角”，一定要清楚其所在位置，要记住其主要作用。--普通麻花钻头与基本群钻改进对比：1.锋角从118°140°增加了轴向前角改善出屑。2.切削时在孔的底部形成圆凸箍，提高了孔的加工直线性和稳定性。3.缩小横刃，减小了轴向切削力。4.降低了横刃的高度。5.利于断屑。6.减小钻心处的负值。7.增加切削刃的长度。使用方法要点：二慢一快。--2.基本群钻刃型快速刃磨法它是将原来大家习惯的“弧形摆动刃磨”，改变为“平推移动刃磨”。其主要优点，一是刃磨时能保持稳定使钻头刃型的对称性好；二是将钻尖及后背面的多余部分先去除，使刃磨时间比原来的习惯磨法至少快2倍。现以Ø12mm麻花钻头为例，介绍其刃磨顺序及刃磨要领：基本群钻刃型的“胡氏”快速刃磨法以φ12mm高速钢麻花钻头，刃磨成基本群钻刃型为例，（这种刃型可钻削低、中、高碳钢；合金钢及耐酸不锈钢（1Cr18Ni9Ti）等各类黑色和有色金属材料）。--四、基本群钻刃型快速刃磨顺序及方法1．磨尖高：--要求：从市埸购来的麻花钻头，其外锋角2φ118º±2º，将其钻尖高磨至≈H/2。目的：减少后续的刃磨量和时间。方法：将钻头轴线稍高于砂轮中心线，然后双手前后平握钻头，使钻尖对着砂轮圆周面，均匀进刀并作左右移动磨削。将钻尖磨至全高≈H/2时立即入水冷却。--2．磨后背：--要求：两主后面须对称、均匀，将宽度磨至全后面≈H′/2。（图12–1）目的：①减少下一步刃磨量；②增加钻削中的排屑空间；③使冷却润滑液更快进入主切削刃。方法：一手指按在砂轮机防护罩某一点上。将钻头一侧主后面置于砂轮中心高约10mm的圆周面上。钻头主轴与砂轮切线方向约呈30º夹角，然后将钻头压向砂轮，作左右均匀施力移动磨削。当磨至宽度≈H′/2时，一手将钻头入水冷却（另一手指原按点不动），翻转180º再刃磨另一后背。（图12–2）--3．磨外刃：--2312要求：刃磨锋角2φ135º～140º，使每条外刃长度≥原长度的～同时须产生两后角α≈10º～15º，两侧角度与刃长对称相等。目的：外刃每一点的轴向前角增大，钻削时轴向阻力小、排屑快而顺畅。--方法：双手前后持稳钻头，将一外刃高于砂轮中心约10mm的圆周面上，其中指或食指，按压在砂轮机防护罩壳某一点上定位，将钻头调整为以下位置：①钻头主刀刃与砂轮轴线≈65º～70º夹角；②钻头尾部下倾与砂轮外圆切线方向呈约10º～15º；③将钻头主刀刃逆时针方向旋转6º～10º（使靠近钻尖处外刃上每一点后角α增大），此时将钻头压向砂轮圆周面，均匀施力作左右移动磨削。当一外刃长磨成，微松两手，身体站位与手指的定位点不变，另一手持钻头旋转180º，仍按原位置刃磨另一外刃。--4．磨弧刃：--要求：每一侧弧刃长度磨至钻头外刃全长度≈L/2，同时产生弧刃后角ɑR约15º、横刃斜角G≈50º、内锋角2φ′≈100～120º、钻尖高h约0.05～0.08mm。（图14–1）目的：①增加钻头切削刃长度；②钻削时中心稳定，孔的直线性不易偏斜；③切屑易变形而折断；④保护钻尖并提高其耐用度--方法：磨削点高于砂轮轴线外缘侧面相交处约10mm。①将钻头轴线与砂轮外侧面斜偏≈50º～60º，尾部下倾约15º～20º并顺时针旋转8º～10º；②一手指按住砂轮防护罩壳某一点定位；③按此磨削位置，以钻头轴线方向进给磨削到位，微松两手，身体站位与手指的定位点不变，另一手将钻头翻转180º，仍在原位刃磨另一弧刃。两弧刃反复刃磨2次对称后冷却。（图14–2）--5．磨内刃：--要求：内刃宽度磨至弧刃全长≈l/2，同时须产生内刃前角γτ、≈–5º~–10º、内刃斜角K≈20º~30º、横刃长B≈0.04~0.07mm（图15–1）。目的：使内刃前角γτ负值减至最小，加之横刃长减短，钻削时轴向力就小得多，从而给大进给量创造了条件。--方法：钻心前刀面磨削点为砂轮外圆中心与其侧面相交处。①钻头尾部抬高与砂轮磨削点呈15º～25º夹角；②左手抓住钻尾，其中指按在砂轮机上某一点定位，右手拇指和食指抠住钻头前端两螺旋沟槽；③在摆出以上位置后，右手将钻头后面的螺旋槽逐渐靠上砂轮磨削点，与此同时左手微松，右手扭住钻头作顺时针方向缓慢转动刃磨，当磨至近横刃时，观察砂轮磨削点与钻头前刀面呈≈15º～20º时，右手将钻心向砂轮侧面作一直线微量进给，使内刃斜角τ产生并同时缩短横刃。微松，将钻头旋转180º，仍在原位置，按上述动作刃磨另一侧内刃。在刃磨的全过程中，身体站位与手指的定位点不变，--6．磨分屑槽对直径13mm以下的钻头通常都不磨分屑槽，如果需要可采用薄片树脂砂轮，在钻头外刃一侧磨一条即可。磨分屑槽的作用：⑴钻削时可使钻头两外刃所受到的径向力均衡；⑵可将较宽的切屑分割成窄条状，使钻削轻快，排屑更为顺畅。对大直径钻头可磨两至多条分屑槽，可直接在普通砂轮机上刃磨。但砂轮外缘圆角半径要修小，磨槽前要设计好各条槽相互错开的槽距、槽宽和槽深，避免外刃两侧的分屑槽磨在同一个圆周内。五、刃磨要领购来的高速钢麻花钻头，都须针对不同的加工材料进行再刃磨。1支φ12mm普通麻花钻头，将其刃磨成钻不锈钢材料（1Cr18Ni9Ti）的群钻刃型，一般所需时间不超过1min~2min。在一般中、小型企业中，不可能配备专人或专机来刃磨钻头的。因此，凡从事机械加工的中、高级技工，都应该学会并熟练撑握它，这是一门具有中国机械加工特色的高效技能。1．养成站位和手指定位的习惯。在高速旋转而抖动的砂轮机上，用双手悬空式刃磨，十有八九的是磨不好钻头的。要以最快的速度磨出合格群钻刃型，应养成站位和手指定位的刃磨习惯。其主要优点是：①能够保持钻头两侧刃口磨削位置基本不变，各刃型大致对称、相等；②因砂轮抖动而带来双手的颤动频率降至最小；③可增大对钻头刃型磨削的进给量，久而久之则达到时间短而速度快。--2．观察钻头刃、角的方法。大多数人对刃磨中的钻头刃型，均习惯平举齐目，反复观测其刃磨后的刃、角对称度。而较简便的方法，是在刃磨每一刀刃时，均保持站位和手指定位不变，当各刃口在磨削即将到位时，观测其与砂轮间接触的火花线。当每侧刃口火花线段一致，钻头各刃型参数都能基本保持对称和相等，它比目测准而快。3．新砂轮外缘锐角的修整。新砂轮两侧面与其外圆相交均为90º，在刃磨钻头弧刃和内刃时，会造成弧底“清根”而应力集中，在钻头大进给量切削时，此处极易出现根裂直至崩刃。因此，刃磨前须用人造金刚石修整笔，对新砂轮90º相交处作小圆弧的微量修钝。4．基本群钻刃型刃磨口诀：平磨后角出外锋，同时产生：（1）外锋角，（2）外刃后角，（3）磨至外刃2/3～1/2长度。6项参数弧刃中；同时产生：（1）弧刃后角，（2）内锋角，（3）横刃斜角，（4）弧刃宽度，（5）弧刃深度，（6）横刃高度。还有4项在内刃，同时产生：（1）内刃前角，（2）内刃斜角，（3）内刃宽度，（4）横刃长度。刃、角对称站、指功。刃磨中保持身体的站位及手指定位的习惯。--基本群钻的切削效果〔见现场操作视频〕群钻切屑的形状〔相片4〕相片4通过以上普通麻花钻头与基本群钻切削刃口形状的对比，大家应该认识到两者的反差，也这就是为什么要推广和应用群钻刃磨技能的原因。“三尖七刃”是群钻的基本刃型，由此可派生出其它刃型，如学会并熟练掌握了它，就能举一反三地运用到其它刃型上并有所