麻花钻刃磨装置的机械结构设计毕业设计论文

1、XXX毕业设计（论文）图书分类号：密 级：毕业设计（论文）麻花钻刃磨装置的机械结构设计DESIGN OF TWIST DRILL SHARPENINGDEVICE STRUCTURE毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教 师的指导下进行的研究工作及取得的成果。 尽我所知，除文中特别加 以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研 究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体， 均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名： 日期：指导教师签名：

2、 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电 子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供 目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制 手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分 或全部内容。作者签名： 日 期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外， 本论文 不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。 对本文的研 究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方

3、式标明。本人完 全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位 论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名:日期： 年 月注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词

4、5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、 程序清单等），文科类论文正文字数不少于 1.2万字。.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错 别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所 有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁， 布局合理，文字注释必须使用工程 字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，

5、论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神口优 口良 口中 口及格 口不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度口优口良口中口及格口不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力口优口良口中口及格口不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性口优口良口中口及格口不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况口优口良口中口及

6、格口不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？口优口良口中口及格口不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？口优口良口中口及格口不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义口优 口良 口中 口及格 口不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？口优 口良口中口及格口不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平口优 口良口中口及格口不及格建议成绩：口优口 良口 中口 及格口不及格（在所选等级前的口内画）指导教师:（签名）（盖章）年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是

7、否符合撰写规范？口优口良口中口及格口不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？口优口良口中口及格口不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义口优 口良 口中 口及格 口不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？口优口良口中口及格口不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平口优口良口中口及格口不及格建议成绩：口优 口良 口中 口及格 口不及格（在所选等级前的口内画）年 月 日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价:一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、

8、理解、表达情况优良中及格不及格3、学生答辩过程中的精神状态优良中及格不及格二、论文（设计）质量、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？优良中及格不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？优良中及格不及格三、论文（设计）水平、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？优良中及格不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平优良中及格不及格评定成绩：优 良 中 及格 不及格 教研室主任（或答辩小组组长）：（签名）年 月 日教学系意见：系主任：（签名）年 月 日II摘要通过现实生活中麻花钻刃磨的现状以及各种刃磨

9、方法的比较，本课题采 用麻花钻内锥面刃磨法。本设计阐述了内锥面刃磨麻花钻的刃磨原理、刃磨 参数的优化、刃磨装置的确定、主轴转速的计算、砂轮与电动机的选取和安 装等一系列问题，从而在研究分析的基础上参考现有主要磨床的设计和改造 方法，以及结合内锥面刃磨钻头进行的一些实验和目前在钻头刃磨技术方面 所得的成果，设计出了合理有效、安全可靠、经济简捷的麻花钻内锥面刃磨 装置。关键词：麻花钻；内锥面刃磨；刃磨装置设计IIIAbstractSituation by real-life twist drill sharpening and a comparison of various sharpening

10、methods, the design principles expounded in the Sharpening sharpening twist to optimize grinding parameters determine sharpening device, spindle speed of calculation, the wheel and the motor selection and installation of a range of issues , and on the basis of research and analysis with reference to

11、 the existing main grinder design and modification methods, and combining with the inner cone grinding drill some experiments and present in drill grinding technology results, and prove the feasibility of the design, design a reasonable and effective, safe and reliable, economic and simple inner con

12、e grinding of twist drill device.Key words: twist drill; the inner cone grinding; grinding device design全套图纸外文翻译 扣扣：1411494633IIIIV TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 摘要 1目 录 V HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 第1章绪论 1 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 设计麻花钻刃磨装置的

13、意义 1 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 麻花钻刃磨技术研究概述 1 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 麻花钻刃磨装置国内外发展状况与趋势 1 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 存在的主要问题 3 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 麻花钻刃磨方法的比较 3 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 本课题的主要研究内容 4 HYPERLINK l boo

14、kmark34 o Current Document 第2章麻花钻内锥面刃磨的理论分析 5 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 麻花钻的几何特性 5 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 麻花钻的结构 5 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 麻花钻的几何参数 7 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 麻花钻的传统刃磨方法8 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 麻

15、花钻的内锥面刃磨方法 8麻花钻的内锥面刃磨原理及刃磨参数优化 9钻头刃磨原理 9刃磨参数的优化 10 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 第3章麻花钻刃磨装置的机械系统设计 11 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 刃磨装置的总体方案 11 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 丝杠螺母副的设计计算 12 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 横纵向进给的设计计算 12 HYPERLINK l bookmar

16、k58 o Current Document 垂直进给的设计计算 17 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 传动系统的锥齿轮设计计算 20 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 横向进给方向上锥齿轮的设计 20 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 垂直进给方向上锥齿轮的设计 23 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 导轨的设计计算 26 HYPERLINK l bookmark68 o Current Do

17、cument 第4章麻花钻装夹及分度装置设计 27 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 第5章电动机及砂轮的选择 35电动机的选择 36砂轮的选择 36 HYPERLINK l bookmark72 o Current Document 结论 37致谢 38参考文献 39第1章绪论设计麻花钻刃磨装置的目的很多金属切削加工过程中都会运用到麻花钻，用来加工各种孔，已经有很多 年的历史了，目前全世界每年消耗的钻头不计其数。而且麻花钻不仅仅可以在一 般结构材料上钻孔，经过修磨之后还可以钻一些难加工的材料，所以它仍然是加工孔的主要钻头。而麻花钻的刃磨对加工

18、工序有着非常重要的影响，因为在加工过程中金属切削刀具的几何形状和角度是影响被加工工件质量和刀具性能的主 要因素之一。钻头自然也不能例外，通过合理选择钻头的几何形状和角度，可以在很大程度上改善钻头的钻削特性。由于麻花钻在用钝后或根据加工工件的不同 需要重新刃磨然后才能继续使用，另外麻花钻刃磨也是麻花钻制造中最终成形的 加工阶段，麻花钻的形状、尺寸、各刀面及几何角度等，都是由刀具刃磨来完成 的。所以，麻花钻刃磨是麻花钻制造工艺过程的一个重要工序，刃磨出来的麻花钻质量的好与坏对麻花钻的切削性能和使用寿命起很大的作用。因此，能够对刀具进行再次修磨加工的刃磨机床的应用就显得尤为必要。因此，为保证零件的加

19、工质量，提高生产效率，降低加工成本，必须注重钻头几何形状以及刃磨质量， 设计出合理、有效、经济和实用的麻花钻刃磨装置具有很大意义。麻花钻刃磨技术研究概述麻花钻刃磨装置国内外发展状况与趋势在麻花钻刃磨以及其它形状刀具刃磨技术和数控研究方面，近些年来国内外专家作了不少的研究工作，也开发出一些较先进刀具刃磨设备目前国外的工具磨 床生产均采用数控万能工具磨床和 CNC磨削加工技术。近几届的国际机床展览会 上美国、德国、日本、瑞士等国展出的很多机床都可以制造或刃磨麻花钻以及其 他刀具。德国某集团的 生产出来的一款工具磨床是一台生产型五轴 CNC具磨床, 它能够对多种金属切削刀具进行制造。这个设备上装备有

20、对工件位置进行测量的 系统，他们在磨头上装备了一个测头， 它能够使刀具的定位更加准确，可以减少 钻磨时间。这个设备使用了他们集团自己研制的专属数字化控制系统。这个设备不但可以满足客户对各种磨床软件的需要， 而且还研制出了一款比较灵活的编 程软件，这样我们就能够使用软件来研制工件。由瑞士的一个集团研制的一款五轴工具磨床，这个设备的主要功能就是制造 和修复许多形状各异的尺寸比较小的刀具。这个设备使用的布局是立柱移动式,它的刚性好，结构分布比较合理，这样我们就能够把这个设备的精度控制在比较 高的水平上，并且这个设备还有一个用于测量的自动控制系统，这样一来刀具的放置和工件的刃磨和车削就会变得更加简单，

21、这个车床选取了三维探头并将其固 定地安装在这个车床上面，这个设备不但能对工件的几何形状进行测量，而且能够使它的质量得到保障，这个设备能够满足各种不同刀具的磨削。止匕外，日本制作所开发生产的 SGR. 003A型全自动小直径刀具磨床，五轴 五联动的JUNGNER560cN（X具磨床，美国的HS. 87R型数控工具磨床，日本的 NX. 40型十轴数控工具磨床等都是技术先进，性能优越的数控机床。我国过去的几十年中，因为并不重视工具技术这方面的研究， 所以一般都去 购买外国公司生产的数控机床这些设备导致，由于国内刀具质量不过关（材料和刃磨技术都有很大差距），不得不同时进口刀具及刃磨设备，具几个相当昂贵

22、， 而且仅配有限的刃磨软件，如需刃磨各种刀具， 真正实现机床的价值、充分发挥 其优势还需另购其软件，生产成本更高了。 这些厂家为了保持技术垄断，他们一 般把自己的系统隐藏起来，所以客户如果想自己去研究这些应用软件的话并不容 易。一般的加工中心比万能数控磨床便宜很多，由此可见其技术含量较高。我国在研制刃磨装置的方面没有西方先进，从80年代中期开始，才开始对于车床进行一些研发与生产，但是数量很少其。 近些年，我国已有几家在研制数 控工具磨床，取得了一些成就。其中有一些比较好的设备，例如武汉某公司生产 的一台工具磨床。该设备上面装备了许多软件，能对大多数的刀具进行处理，不管是普通的刀具还是复杂的刀具

23、该设备都能对它们进行自动刃磨。北京航空航天大学从七十年代开始，在刀具刃磨这个项目中做了很多的研 究，已经研发了四代数控刀具刃磨机床。四代刃磨机都采用电机驱动装置， 控制系统依次为单板机、单片机及微机。第一代为六轴数控刃磨机，第二代为七轴数 控群钻刃磨机，它们的控制机采用 TP841单板机，上位机采用APPLE II微机。第 二代的改进型为单片机控制系统。 第三代刃磨机采用美国HUFFMAN工具磨的结 构，控制系统采用工业PC机为上位机，单片机为控制机。到了第四代采用的是 六杆结构，即便在世界上也是率先将虚轴的结构引进到刃磨机上。还有比如华中理工大学最新研制出来的MK6026六轴五联动数控刃磨机

24、，咸阳机床厂研制出来 的MK6025/3数控万能工具磨床，营口某公司生产研制的一款工具磨床和武汉某 公司生产研制的一款磨刀机，这些车床都是很普通的类型。放眼未来，我们应该都知道以后的主流应该就是数控刃磨了。 机械式刃磨机， 它的工作原理就是通过齿轮和凸轮进行刃磨， 我们如果要在刃磨机上刃磨各种各 样的刀具的话，该设备的机械结构十分复杂，而且车床上还要装备很多别的零部 件，就算是这样如果我们想要刃磨自己想要刃磨的刀具也是不太可能的，它只能刃磨一些指定的刀具。数控刃磨机的刃磨运动由数控轴运动合成，从学术的角度 来看这个设备可以对各种刀具进行刃磨， 该设备操作简单，也很方便去拓展其他 功能。现在科技

25、发展的越来越快了， 研究各种系统的经费需要越来越少，研制出 来的车床安全性提高，操作和维护也很简便，性价比高，对于以后的市场需求该 设备更容易满足，更有利于计算机集成制造。存在的主要问题国内大部分厂家的对麻花钻的刃磨， 还停留在由技术工人手工刃磨阶段， 而 手工刃磨方法主演靠的是操作工人的个人水准，刃磨出来的麻花钻受操作者技术 水平的影响。工人劳动强度大，所以在刃磨的时候角度很难去控制， 也没法做到 一致，而且手工刃磨很随意，更不用说自动化了，这样工作效率很低，刃磨出来 的麻花钻我们也没办法保证其质量的好与坏。在麻花钻数控刃磨技术研究方面，国内起步晚水平跟不上，相关的设备和数 控系统一般靠进口

26、，因此，刀具的数控刃磨技术受到了很大的局限性。国外对于 刀具的数控刃磨的研究较早，开发的设备主要是三轴、多轴联动的大型数控工具 磨床或磨削加工中心，它们的价格昂贵， 对于普通的车刀刃磨来讲，进口的成本 过高，不合乎国情。而现在生活中普遍使用的方法就是锥面刃磨法， 但是它并不是完美的方法， 这种方法也存在一些问题：有时候在选择刃磨参数的时候，后刀面的尾部有时候 会上翘也就是翘尾，而且有时候翘尾现象还比较严重（如图1-1所示），在后刀 面提升到一定高度的时候，前刀面没办法够到钻井，也就没法满足正常的刃磨条 件。所以说我们在用锥面刃磨法刃磨麻花钻的时候，必须去降低或者克服这种事 情的发生，可是有时候

27、我们并不能在选择参数的时候发现这个问题，只有刃磨结束的时候我们才能知道1121 0图1-1翘尾现象麻花钻刃磨方法的比较对于钻头来说，选择恰当的刃磨方法可以获得合理的几何形状和角度，这 样可以提高加工质量和加工效率，很大程度上改善钻削特性。目前，麻花钻的刃磨方法有平面刃磨法、锥面刃磨法、圆柱面刃磨法、螺旋 面刃磨法等。平面刃磨法：平面刃磨法操作很简单，而且工作效率很高，但横刃垂直于钻 轴，轴向抗力大，钻孔扩张量大，一般认为这种方法只适宜于刃磨小直径钻头。 锥面刃磨法师目前国内外采用最普遍的钻头后刀面刃磨方法之一。由于其刃磨成形运动单一，因而在手工刃磨和机械刃磨中被广泛采用。刃磨后钻头的优点是后

28、角分配较为合理，主切削刃形状好且散热性好，强度高；缺点是横刃长。工作条 件差。这种方法刃磨的效率低于螺旋面和平面刃磨法。螺旋面刃磨法包括标准螺 旋面刃磨和复杂螺旋面刃磨。螺旋面钻尖的定心好，切入平稳，轴向阻力小，钻 孔扩张量小。标准螺旋面刃磨的钻尖较弱， 不适宜钻高强度材料，而复杂螺旋面 刃磨的钻尖既可以保持螺旋面钻尖的优点， 又可以改善钻尖强度。该方法的缺陷 是会降低工艺系统的刚度，调整机床复杂， 因此更适合于数控加工。圆柱面刃磨 法较锥面刃磨法更简单，调整参数更少，但它有一个十分严重的缺陷是主切削刃 的法后角沿整个主刃都是相等的 。而刃磨麻花钻的另一种新方法就是内锥面刃磨法，这种方法采用的

29、是优化刃 磨参数，通过计算机来控制自动调整参数，当中的钻头几何角度比较精确并且两 切削刃对称性较好，尤其适合刃磨使用要求较高的钻头；而内锥面钻头刃磨机，操作简单，可以刃磨出高质量的麻花钻。将砂轮修成内锥面，钻头放在内锥面上 进行磨削，形成麻花钻的圆锥面的后刀面。刃磨钻头时通过修整砂轮半锥角、轴 间角、锥顶距、附加旋转角（偏距是钻头中心低于砂轮锥面中心的距离，钻头附 加旋转角是被磨削的主切削刃水平安装后再附加转动的而一个角度），可使钻头得到所需的后角、横刃斜角以及顶角。本课题的主要研究内容通过分析比较麻花钻的刃磨原理以及各种刃磨方法，以及结合国内外对于麻 花钻刃磨装置的研究，说明各种方法对于刃磨

30、出来的麻花钻的影响， 从而选择合 适的刃磨方法对麻花钻进行刃磨。首先我们要充分了解麻花钻的结构，形成一个麻花钻的立体结构，这样对于 更好地研究麻花钻有着很大的作用，然后，对于一些麻花钻上的刃磨理论进行分 析，优化刃磨参数，建立一些有效简单的处理方法。在前文中，我们分析了各种刃磨方法的运动形式， 并且对于一些国内外的一 些数控机床也进行了介绍与研究， 结合这些内容我们可以建立三维实体模型， 并 且分析这个模型的运动形式，计算装置所需的各种数据以及模型的总体方案设计。所以本课题的主要研究内容就是通过分析各种麻花钻刃磨方法来确定最佳 刃磨方案，并且设计出实用且方便的刃磨装置。第2章麻花钻内锥面刃磨的

31、理论分析麻花钻的几何特性麻花钻的结构麻花钻是金属切削加工中使用最广泛刀具，它可以在各种零件加工中使用， 其种类较多，由于它的作用不同，因此，它的形状、尺寸、结构等也就不同。本 章只对锥柄麻花钻的几何特征以及参数进行研究分析。锥柄麻花钻主要由工作部分、颈部和柄部组成。结构如图2-1所示。(a)钻头全长工作部分N-N（a）麻花钻的组成 （b）切削部分图2-1 麻花钻的组成工作部分又由导向部分和切削部分组成， 其中钻头的导向部分由两条螺旋槽 所形成的两螺旋形刃瓣组成，两刃瓣由钻芯连接，钻头的切削部分由两个螺旋形 前面、两个由刃磨得到的后面、两条韧带（副后面）、两条副切削刃和一条横刃组成钻头的柄部用于

32、夹持刀具和传递动力。通常直接在 12mm以下的小直径钻头 采用直柄；而直径大于16mm的较大直径钻头采用锥柄，锥柄可以传递较大扭矩， 锥柄后端的扁尾用于传递扭矩和便于卸下钻头；直径在12mm至16mm之间的钻头 直柄和锥柄均可采用。颈部是柄部和工作部分的连接处，并作为磨削外径时砂轮退刀和打标记的位 置，也是颈部是柄部和工作部分不同材料的焊接部分。麻花钻的几何参数麻花钻刃磨的几何参数如图2-2所示。图中L为刃磨锥面锥顶到钻头轴线图2-2 麻花钻的刃磨几何参数之间的距离，即锥顶角4K为锥面轴线与钻头轴线间的距离，即偏距包夕为 锥面轴线与钻头轴线间的夹角，即轴间角/ 2为锥面的锥顶角。切削刃上 任意

33、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 面度量，而是在以钻轴为轴心的圆柱剖面内度量，钻头后角的变化如图2-2所麻花钻的传统刃磨方法对于手工刃磨麻花钻而言，在刃磨过程中需要工作人员仔细认真， 刃磨出来 的麻花钻的好坏直接影响到钻孔的质量和钻削效率。在我们进行手工刃磨麻花钻 的时候，这就需要工作人员做到绝对的细心与负责了， 不然就会导致刃磨出来的 麻花钻在质量上和钻削效率上有缺陷。 在对麻花钻进行刃磨的时候，我们要做到 两个主切削刃和钻芯线之间的夹角要对称， 并且要保证有相等的刃长，不然的话 会出现很多问题，例如，单刃切削、孔径变大、产生台阶形等等。在我们进行刃 磨之前，钻

34、头的切削刃应该放在砂轮中心水平面上或者稍高一些，钻头中心与砂轮外圆柱面母线在水平面内夹角等于顶角一半， 同时钻尾向下倾斜。钻头刃磨时， 用右手握住钻头前端支点，左手握钻尾，以钻头前端支撑点为圆心钻尾上下摆动， 向上摆动不得高出水平线，当磨出副后角， 也不能过多的去向下摆动，不然的话 就有可能磨掉另外一条主刃刀。在刃磨的时候我们要稍微带一点旋转， 要注意的 是不能太大，尤其是我们在刃磨那些麻花钻直径比较小的，就更应该多注意了。 在刃磨完一个主切削刃之后，刃磨另一个就需要我们把钻头旋转180度把钻头转过180o,其他的动作都不变，这样做的原因是为了使两个切削刃对称，方法是不变的。在进行刃磨的时候我

35、们要一边刃磨一边用冷却液冷却，不然可能会导致硬度降低。初次刃磨时要注意防止外缘出现副后角。刃磨结束之后我们要检测角度， 一般来说是用目测或者拿仪器测量。 刃磨结束后我们一般使用目测法测量。 方法 是：将磨好的钻头竖着放在跟眼睛平行的位置上， 在光线比较充足的地方用眼睛 看两个刀刃的长短高低还有后角等， 因为肉眼观察并不准确，一般观察的结果是 左边比右边高，这就需要我们把钻头旋转 180度继续看，然后来回仔细观察，觉 得两刃基本上对称后就可以使用了，如果观察之后觉得两边不对称就需要对麻花 钻继续刃磨。使用量角器进行检查时，只需要角尺的一边贴在麻花钻的棱边上， 另一边放在钻头的刃口上测量刃长和角度

36、， 然后转动180o,以同样的方法检查就 可以了。麻花钻的内锥面刃磨方法麻花钻的传统刃磨方法对于手工刃磨麻花钻而言，在刃磨过程中需要工作人员仔细认真， 刃磨出来 的麻花钻的好坏直接影响到钻孔的质量和钻削效率。在我们进行手工刃磨麻花钻 的时候，这就需要工作人员做到绝对的细心与负责了， 不然就会导致刃磨出来的 麻花钻在质量上和钻削效率上有缺陷。 在对麻花钻进行刃磨的时候，我们要做到 两个主切削刃和钻芯线之间的夹角要对称， 并且要保证有相等的刃长，不然的话 会出现很多问题，例如，单刃切削、孔径变大、产生台阶形等等。在我们进行刃 磨之前，钻头的切削刃应该放在砂轮中心水平面上或者稍高一些，钻头中心与砂轮

37、外圆柱面母线在水平面内夹角等于顶角一半， 同时钻尾向下倾斜。钻头刃磨时， 用右手握住钻头前端支点，左手握钻尾，以钻头前端支撑点为圆心钻尾上下摆动， 向上摆动不得高出水平线，当磨出副后角， 也不能过多的去向下摆动，不然的话 就有可能磨掉另外一条主刃刀。在刃磨的时候我们要稍微带一点旋转， 要注意的 是不能太大，尤其是我们在刃磨那些麻花钻直径比较小的，就更应该多注意了。 在刃磨完一个主切削刃之后，刃磨另一个就需要我们把钻头旋转180度把钻头转过180o,其他的动作都不变，这样做的原因是为了使两个切削刃对称，方法是不变的。在进行刃磨的时候我们要一边刃磨一边用冷却液冷却，不然可能会导致硬度降低。初次刃磨

38、时要注意防止外缘出现副后角。刃磨结束之后我们要检测角度， 一般来说是用目测或者拿仪器测量。 刃磨结束后我们一般使用目测法测量。 方法 是：将磨好的钻头竖着放在跟眼睛平行的位置上， 在光线比较充足的地方用眼睛 看两个刀刃的长短高低还有后角等， 因为肉眼观察并不准确，一般观察的结果是 左边比右边高，这就需要我们把钻头旋转 180度继续看，然后来回仔细观察，觉 得两刃基本上对称后就可以使用了，如果观察之后觉得两边不对称就需要对麻花 钻继续刃磨。使用量角器进行检查时，只需要角尺的一边贴在麻花钻的棱边上， 另一边放在钻头的刃口上测量刃长和角度， 然后转动180o,以同样的方法检查就 可以了。麻花钻的内锥

39、面刃磨方法内锥面刃磨法的运动形式，把砂轮的回转运动作为磨削的主运动，砂轮 与钻头的接触部分包络形成锥面，通过麻花钻沿着自身轴线做直线往复运动， 完成两个钻尖后刀面的磨削加工。外锥面刃磨法相同，都包含四个刃磨参数: 锥顶距S、半锥角6、轴间角0、偏距入为了克服外锥面刃磨法的不足，井 便于该方法的推广应用，如图2-3所示这样就形成了一种新的麻花钻内锥面 刃磨方法口.2 刃磨参数的优化力磨钻头主切削刃外缘后角色横刃角E链顶角2弧 建立的钻头和锥面 的理论几何形状，当考虑到钻头的结构和砂轮必须不干涉，轴角度心半锥角 品偏距E,。角唐钻主切削为，横力角巴顶角2血建立了钻头的几何形状 和锥理论，在考虑砂轮

40、的结构与钻不得干涉，轴角日，半锥角5,偏距E,旋 转角6,锥顶距A,这五个刃磨参数都要进行优化.也就是说，每个直径的钻 头的刀磨角度相应的要求会有几组磨削参数.考虑到砂轮的参数和钻头不得 干扰进行了优化，如表2所示磨内也二32濠米范围部分扭曲参数的优化表2-1麻花钻优化参数半锥角 429。轴间角9=30o直径Mmm)氏mm)Amm)后角近L)横刃斜角中(0)但3250.62,713.9106254.17435250.83.8139106154.17435但525614.513.910654.17428610252913.910654 31011.&90653.0728

41、2620253.11411.9325254.28738第3章 麻花钻刃磨装置的机械系统设计刃磨装置的总体方案此刃磨装置采用内锥面刃磨原理，内锥面砂轮采用螺栓连接连接在主轴上, 带动主轴的电动机以一定角度布置，此角度为与水平方向夹角为a。图3-1麻花钻刃磨装置结构原理图Y方向上进2&布置在X上，在进给机构设计中，采用梯形丝杠传动， 使导轨选 择矩形与三角形相结合的导轨形式，操作者操作方便，通过一对传动比为1的锥齿轮进行变向，使Y方向进给手轮布置在正对操作者的方向。Z方向进给也采用梯 形丝杠带动，同时通过传动比为1的锥齿轮啮合，使Z方向的进给手轮布置在水平 位置上，便于操作者操作。而装夹麻花钻的装

42、夹分度装置通过螺栓连接一定角度 安放在刃磨装置的T形槽上。在操作过程中，可以方便的通过装夹装置上的分度 手轮对麻花钻刃磨中的角度参数进行调节。在安装分度装夹装置时，要注意安装时定位准确，装夹可靠。总体方案参考麻花钻内锥面刃磨工艺试验，如图 3-1所 示。丝杠螺母副的设计计算横纵向进给的设计计算.各轴方向进给尺寸的确定访向主要负责参数A的调整，根据砂轮尺寸确定横向送给尺寸，由内链 面力磨麻花钻工艺试验可知,选择内链面砂轮为G庚。尸60 m 45足6, 的最大尺寸为75mm所以横向进给尺寸取整为gOmm.为了防止干涉，应使麻 花钻在安装时不受床身的干涉。由文献11可计算出麻花钻的导程，20mm麻

43、花钻螺旋角为30%L =2二R/tan = 217.66mm式中上一一麻花钻工作长度五麻花钻直径B麻花钻螺旋角取麻花钻整体长度为350mm,取横纵向进给尺寸为250mm,再加上双螺母 以及定心套约为60mm c所以横向进给尺寸为320mm. XI轴滑动螺旋传动的设计计算滑动螺旋传动副的主要失效形式是磨损，故螺杆的直径和螺母的而高度 通常是按耐磨性计算确定的0关于丝杠螺母副传动的间隙调整方法，由于采用整体式螺母口由文献6,选择双螺母消除间隙的方法，即同时又两只螺母与丝杆啮合, 装配时将右侧螺母相对于左侧螺母转过一定的角度，再用螺钉进行紧固，其 中衬套的作用在于得右侧螺母定心。这种方法可以消除双向

44、间隙，提高螺纹 面的接触刚性。(1)螺杆中经类比法：类比C46140上刀架丝杠图纸标注为T22 X 5-9可知螺杆大径d = 22mm螺杆中径d2 =19.5mm(2)公称直径d = 22mm(3)螺距公称直径为22mm选择螺距为5mmP = 5mm螺纹导程取螺纹线数z = 1R =zPPh = 5mm螺母旋合长度l = d2 l =1.5 19.5 = 29.25mm其整体螺母长度和螺杆中经之比所取的范围是中=L2-L5,在这里选用 整体式螺母取学=1.5。(6)旋合圈数m = l/P = 29.25mm(7)螺纹工作高度Hi -0.5P-0.5 5-2.5mm(8)螺纹表面工作强度由文献查

45、得F =d229P/式(3.1)F =19.52 1.5 10/0.82F =8912.11NP = F/二d2HlmP =8912.11/二 19.5 2.5 5.85P =9.95MPP MP式中一一螺纹形式系数，梯形螺纹aOW中一一螺母长度与螺杆中径之比，整体式螺母尹二1一2L5取*=L5尸一许用压强，由文献选取，材料选用工螺母与螺杆皆可选用钢，所 以尸=75 13Mp 取P=10MPa(9 )验算自锁螺纹升角：=arctan R/二d2 =arctan5/二 19.5 =4.67由文献查得当量摩擦角：t =6 309 59取 ，=8:二 T所以丝杠反行程自锁。因为此装置丝杠转速慢，受力

46、不大且不受冲击和受压，因此不需对螺杆螺母 的危险截面强度、稳定性以及临界转速进行校核。而且此刃磨装置只负责简单刃 磨，精度不高，所以不用对丝杠螺母副进行刚度校核。丝杠具体参数见文献7(10)丝杠有关公差选择由文献网表3-23得：因为此装置为普通机床递给机构。所以选择精度等级为10级:相邻螺距允 差为50um,螺距累积允差140um0由文献6表3-24得：申径椭圆度公差22um ,外径跳动公差320um,外径公差乩，丝杠的齿面表 面粗糙度外径表面粗糙度以及内径表面粗糙度均为L6。由文献6表3-25得：中径上偏差+360um,用作公益基准时的内径公差普力螺母的齿面表面粗 糙度外径表面粗糙度以及内径

47、表面粗糙度均为3.2由文献6表3-26得:外径下偏差-250um,内径下偏差-565um,中径上偏差-52um,中径下偏 差-462um ,内径上偏差+250um。(11)轴承的选择由文献查得.选用g15mm轴承代号为30302的单列图锥漆子轴承*表3-1 梯形螺纹牙型公称直径d22M螺距P5im牙顶间隙凡0. 25111m基本牙型高度氏2. 5imi外螺坟牙高也2. 75jhih内螺纹牙高瓦2. 175mlli牙顶高21. 251Tlm外螺纹中径19. 51Tlm内螺纹中径也19. 5mm外螺纹小径由16. 5mm内螺纹小径417m内螺纹大径222. 5nlm外螺纹牙顶圆角花O. 125ih

48、m内、外螺纹牙底圆角的Ch 25nlm横向进给轴承的内圈以及锥齿轮的轴向定位采用轴用弹性挡圈，其尺寸 参数由文献9查出。给螺母定位的衬套尺寸由文献10得出。轴承端盖的选择参看文献11。由轴承外径决定螺栓为S螺栓数目为3Do = 62mmD2 =82mmd0 = d3 1 = 9mme = 1.2d3 = 9.6mmD4 -D-12-30mmb = 5mmh = 5mmR = 5mm对于固定轴承端盖的螺栓，具体参数参看文献15 0画法参看文献12。(11)手轮直径的确定F =PRcco(1+中t /d2式(3.2)式中F轴向力，F = 8912.11N螺纹开角:二arctan Ph/d2 arc

49、tan 5/二 195)=4.67由文献7查得，当量摩擦角:t =6 30-9 59取 ，=8F = PRcco t t /d2PR =39068. M mm所以取R = 100mmP =593.04 N关乎此进给手轮所在轴以及轴上零件的绘制：锥齿轮的轴向定位采用轴肩以及轴套，轴套尺寸由文献10得出，此轴 上的两个轴承选用单列圆锥模子轴承，尺寸由文献8得出轴承的轴向定位采 用轴用强性挡圈，其尺寸由文献9查出.此轴上另一轴承的轴向定位采用轴用弹性挡圈以及轴套，其尺寸由文献 9以及文献10分别得出。此进给上的手轮以及分度盘的选取：其中分度盘的具体参数由文献10查得，此分度盘由3个零件组成，分别是:

50、 刻度盘体、刻度环以及片簧，其具体参数由文献 10查得。此分度盘通过HI头平键键与轴连接，由文献7确定键的尺寸.小手轮的具体参数由 文献10查得口在此处选择/型小手轮。分度盘的轴向定位采用六甬薄螺母，其具体参数参看文献19人小手轮中的嵌套由文献9查得。小手轮上的销的尺寸参看文献9。(横纵向进给手轮及分度盘形式相同。)3.2.2垂直进给的设计计算1. Z轴滑动螺旋传动的设计计算滑动螺旋副的主要失效形式是磨损，故螺杆的直径和螺母的高度通常是 按耐磨性计算确定的.垂直进给的移动距离，根据内链面刃磨原理，刃磨直径为20mm以内的标 准麻花钻，其要求的偏距变化为为防止干涉，因砂轮直径为60mH1, 麻花

51、钻最大直径为20mm,加之螺母旋合长度与电机轴中心高以及电机座厚度 15tml1 口因此，确定垂直进给尺寸为230mm 0(1)螺杆巾经类比法：类比M7132”精密卧轴矩台平面磨床的垂直送给&图纸标注为：T30 x38可知此螺杆大径d = 30mm螺杆中经d2 -28.5mm(2)公称直径d = 30mm(3)螺距公称直径为30mm,选择螺距为3mmP = 3mm(4)螺纹导程取螺纹线数z=1由公式Ph=zPPh = 3mm(5)螺母旋合长度l =2式(3.3)整体螺母取产L21S在此设计巾选用整体式螺母取好l =1.5 28.5 =42.75mm(6)旋合圈数m =l/P =42.75/3

52、=14.2(7)螺纹工作高度H1 = 0.5P =0.5 3 = 1.5mm(8)螺纹表面工作强度F =d225P/2式(3.4)_2_2F =28.51.5 10/0.8F H9037.11NP =F/二d?HimP =19037.11/二 28.5 1.5 14.25P =9.95M PaP MP参照文献7 , e螺纹形式系数，梯形螺纹 =0.8一一螺母长度与螺杆中径之比，整体式螺母后1.21.5取(|=1.5P 一一许用压强，由现代机械设计手册选取，材料选用： 螺母与螺杆皆可选用钢，所以P=7.513MPa取P=10MPa。(9)验算自锁螺纹开角：?；-arctan Ph/二d2 )：=

53、arc 3/二 28.5 )=1.92由文献查得当量摩擦角：t = 6 309 59取 T =8：二 T所以丝杠反行程自锁。因为此装置丝杠转速慢，受力不大且不受冲击和受压，因此不需对螺杆螺母的危险截面强度、稳定性以及临界转速进行校核。而且此刃磨装置只负责简 单刃磨，精度不高，所以不用对丝杠螺母副进行刚度校核。(10)丝杠有关公差的选择由文献6表3-23得：因为此装置为普通机床进给机构。所以选择精度等级为10级:相邻螺距允 差为螺距累积允差140um*由文献6表3-24得：中径椭圆度公差22um外径跳动公差320um,外径公差d4,丝杠的齿面表面粗糙度外径表面粗糙度以及内径表面粗糙度均为1.6由

54、文献M表3-25得：中径上偏差+360um,用作公益基准时的内径公差螺母的齿面表面粗 糙度外径表面粗糙度以及内径表面粗糙度均为工2由文献6表3-26得：外径下偏差-ISOum,内径下偏差-465um,巾径上偏差TUum,中径下偏 差-392um，内径上偏差+150um。(11)轴承的选择由文献出查得：选用内15mm轴承代号为30302的单列圆锥滚子轴承.由文献查得：垂直进给下端轴承选用d= 20mm轴承代号为32004的圆锥滚子轴承与推 力球轴承51204配合的形式口圆锥滚子轴承关于推力球轴承的轴向定位采用轴 套，而圆锥滚子轴承的外圈定位来用孔用弹性挡圈口其具体参数分别由文献10以及文献9查得

55、垂直进给轴承的内圈以及 锥齿轮的轴向定位采用轴用弹性挡圈，其尺寸参数由文献查出O垂直进给上端轴承由文献81:选用冉25mm轴承代号为32905的单列圆锥滚子轴承口轴承端盖的选择参看文献11：由轴承外径决定螺栓为耶螺栓数目为九对于固定轴承端盖的螺柱，具体参数参看文献9。画法参考文献12。为保证此垂直进给丝杠的稳定性，在丝杠螺纹下端安装一深沟球轴承， 由文献查得：选用/25mm轴承代号为61805的深沟球轴承(GBT276J994).轴与锥齿轮之间的轴向定位采用圆头平键连接，键的尺寸由文献查得：jx A = 8 x7此锥齿轮向定位采用轴用弹性挡圈，其尺寸由标推紧固件使用手册。表20.10查得,表3

56、-2梯形螺纹牙型公称直径d30nun螺距P3M牙顶间隙3t0, 2511m基本牙型高度品1, 5nun外螺纹牙高尾1. 75mm内螺纹牙身及1. 75jhjh牙顶高Z0. T5mm外螺纹中径ZB. 5mm内螺纹中径28. 5nua外螺纹小径&26. 51Tlm内螺纹小径见27nun内螺纹大径现30. 5mM外螺纹牙顶圆角死0.125mm内、外螺纹牙底圆角芯0.25mm（12）手轮直径的确定F =PRcco（叫 如式（3.5）式中F轴向力，F =19037.11N 螺纹开角:=arctan R/二ch = arc 3/二 28.5 =1.92由文献查得，当量摩擦角:t =6 309 59取T =

57、8F =PRccot（九 + 中T /d2式（3.6）PR = 94 88 6. 16 mm 所以取R =100 mmP =593.04 N3.3传动系统的锥齿轮设计计算3.3.1横向进给方向上锥齿轮的设计L月进给方向上的推齿轮:(1)锥齿轮设计原始参数轴交角：齿数比初值：小齿轮转矩：即丝杠转矩:,二900 = i120 = n2/n1式(3.7)T =0.5Fd2t an ( )T =0.5 8912.11 19.5 tan12.76T =1 9534. M0nmT =1 9. 5b3 m(2)小齿轮大端分度圆直径初值由文献7查得：d10 = 60mm(3)小齿轮齿数 由文献7查得：Z =2

58、2(4)大齿轮齿数Z2 = 0 0z1 = 22(5)齿数比N=z2/乙(6)模数m =d10/4 =60/22 = 2.73mm在文献7中选择标准值m = 2.75mm(7)小齿轮分锥角工三 90 口时：昌=arctansin/(N+cos)式(3.8)、1 =45锥距R = 0.5mzi /s i n1R = 42.78mm齿宽b =0.3R = 12.83mmb = 10m = 27.5mm所以取b=12.83mm(取二者中小者)齿轮具体参数见表3-3此锥齿轮的齿顶圆直径小于160mm,可做成实心结构 此锥齿轮与轴连接的键的参数见文献13，b h =5 5（10）齿面接触疲劳强度计算校核

59、公式 0rH ZEKT/eRd0.5心）2dl7 WoH式（3式中 Ze弹性影响系数表3-3锥齿轮具体参数名称代号计算公式小齿轮人齿车匕分锥角845o45o齿顶局ha2.75mm齿根高hf3.3mm分度圆直径d60.5mm60.5mm齿顶圆直径da64.40mm64.40mm齿根圆直径df55.83mm55.83mm锥距R42.78mm齿根角0 f4.41 o顶锥角8 f49.41 o49.41 o根锥角8 f40.59 o40.59 o顶隙c0.55mm分度圆齿厚s4.32mm、【/Zv31.1131.11B12.83mm根据此装置的特点，选择两啮合齿轮材料为球墨铸铁QT600-2由文献13

60、查得：Ze =173.9MPa载荷系数KK=KaKvK0Kp式（3.10）式中心一使用系数;因为此啮合齿轮在机床主传动机构上由文献口3查得，KA =1.25动载荷系数与：因为此啮合齿轮在进给手轮上，转速约为0.4ms .由文献13查得：Kv =1.1齿间载荷系数分配系数可取1二十 不二, : KH ： =1.5KH be轴承系数尾蜂曲文献13查得工Kh be =1.1K： =1.5KH：be =1.65K =KaKvK：K ： =2.27T1 =1 9534. 4 0sM PR =b/R =0.467 di = 60mm z = Z2 / Z1 =1 结果：二H -5Ze. KT1/ r（1