群钻的特征和使用性能

1、群钻的特征和使用性能摘自：佳工机电网作者：佚名 添加日期：2008-3-28阅读次数：101普通麻花钻受其固有结构的限制，其几何形状存在着某些缺陷。通过对其切削部分的修 磨，可以得到一定改善。“群钻”就是一种行之有效的修磨形式。如果采用比普通高速钢性 能更好的新型刀具材料，或变革麻花钻的结构，在此基础上再将钻头切削部分修磨成“群 钻”钻型，则钻孔效果将进一步提高。近年来，新刀具材料的研制技术和刀具的制造技术有 了很大的发展，故使变革麻花钻的材料和结构成为可能。此外，随着被钻孔材料和钻孔条件 日益多样化，“群钻”的钻型也有了很多发展，形成了一个系列。由于“群钻”的几何形状 比较复杂，对其刃磨技术

2、的进展也作相应报道1.新材料的“群钻” 过去普通麻花钻一般用普通高速钢W6Mo5Cr4V2或W18Cr4V制造。他们的硬度为6264HRC磨成“群钻”后， 切削性能的提高受到刀具材料的限制。超硬高速钢的出现，使刀具切削性能出现了一个飞跃。 国外多用高钻超硬高速钢，美国的M42(110W1 . 5Mo9 . 5Cr4VCo8)和瑞典的 HSP15(W9Mo3Cr4V3Co10)是其中的佼佼者。但它们的含钻量多，达8%10%，价格昂贵。 国内多用少钻或无钻超硬高速钢，如 501(W6Mo5Cr4V2AL)、(Co5Si(W12Mo3Cr4V3Co5Si)、 V3N(W12Mo3Cr4V3N)等。超

3、硬高速钢的常温硬度达6769HRC，比普通高速钢高出5HRC，高 温硬度亦显著提高。实践证明，用超硬高速钢制成麻花钻，再修磨成“群钻”形式，与普通 高速钢“群钻”相比，钻孔效率可提高一倍以上。目前，国内一些工具厂可根据用户需求， 提供超硬高速钢麻花钻。 上述所有的高速钢都是用熔炼方法制造的。有用粉末冶金工艺制造的高速钢，其性能优于熔炼高速钢。如用 粉末冶金高速钢制成麻花钻，再磨成“群钻”，其钻孔效率可成倍提高。 在高速钢钻头磨成“群钻”后，如在其工作部分表面上用PVD(物理气相沉积)法涂覆TiN薄层可使其切削性能大幅度提高。但这样做，除增加了修磨工时外 还将加上涂层费用，而重磨后将失去后刀面的

4、涂层，因此涂层“群钻”难以推广。 硬质合金是一种更为先进的刀具材料，其硬度和耐磨性比高速钢高得多。但是，硬质合金的韧性较差，钻头容易折断，它的可加工性 也不太好，故过去很少用硬质合金制造麻花钻。近年，随着化学成分和制造方法的改进，硬 质合金的韧性有了改进，中小尺寸的整体硬质合金麻花钻已得到广泛应用。在硬材料上钻孔， 效果很好。制造麻花钻，必须选用韧性和抗弯强度较高的硬质合金，例如钻钢 材时可用YS25、YT798等，钻铸铁及淬硬钢时可用YS8、YSl0、 YG813 等，有时亦可采用 YT5、YT14、YG6X、YG8 等牌号。 作者曾用YG6X整体硬质合金麻花钻(直径10mm)在KmT-BC

5、r20Mo2 高格冷硬铸铁(60HRC)上钻孔，在修磨成“群钻”形式前后进行切削对比。“群钻”形式的 使用寿命约提高了 3倍以上。由于硬质合金较脆，对切削部分应予以加强，“群钻”形状见 图1钻高格冷硬铸铁的整体硬质合金“群钻”图1，几何参数数值见表1。切削用量：转速 n=600r/min， 每转进给量 /=0.13mm / r 。 IMG HYPERLINK /nmsc/u/2008/20083/art_img/20083272247932503.jpg%5b /nmsc/u/2008/20083/art_img/20083272247932503.jpg /IMGIMG HYPERLINK

6、/nmsc/u/2008/20083/art_img/200832722471331891.jpg /nmsc/u/2008/20083/art_img/200832722471331891.jpg /IMG2 . “群钻”的 几何形 状 早在1953年，北京永定机械厂青年钳工倪志福，用标准麻花钻在 装甲钢钢板上钻孔，遇到了困难。他凭经验，对标准麻花钻切削部分进行了修磨，即在两条直线主切削刃上各磨出了一个圆弧刃，形成了三个钻尖，中心钻尖比原钻尖降低。修磨过的钻头好用，很快地完成了生产任务。当时称这种钻型为“倪志福钻头”，即53型“群钻（60年代倪志福钻头被正式定名为“群钻”。）（图2a）。在1

7、953年以后的十余年中，倪志 福和研究小组在实践中逐步总结改进，对53型“群钻”进行过多次修改，几何参数逐步演 变，形成了 56型、58型、58A型、64型、67型（图2）。67型是经过多次演进而后定型的“群 钻” 基 本 钻 型。 IMG HYPERLINK /nmsc/u/2008/20083/art_img/200832722473127312.jpg /nmsc/u/2008/20083/art_img/200832722473127312.jpg /IMG 图3为中等直径67基本型群钻的切削部分几何参数。图中： l为外直线切削刃AB的长度，l2为AB刃上分屑槽的宽度，l1为AB刃上分

8、屑槽距外缘点的 距离，R为圆弧切削刃BC的圆弧半径，CD为内切削刃，近似为一条直线，h为尖高，即中 心尖尖点，0c与侧刃尖尖点B在钻头轴线方向的距离，bW为横刃长度，C为AB刃上分屑 槽的深度，2为外刃锋角，2 T为内刃锋角，T为内刃斜角，W为横刃斜角，Y T c、 a c、a fc、a Rc、a t c分别为有关切削刃上的前角、后角。这些几何参数决定着钻头各 部分的强度、锋利程度和分屑、断屑性能，从而影响了钻头工作时的磨损与耐用度。 IMG HYPERLINK /nmsc/u/2008/20083/art_img/200832722475511876.jpg /nmsc/u/2008/200

9、83/art_img/200832722475511876.jpg /IMG可以用四句话来总结和概括67基本型“群钻”几何形状的特征:三尖七刃锐当先，月牙弧槽分两边，一侧外刃再开槽，横刃磨低窄又尖 3 . “群钻”的切 削 效 果 与修磨前的普通麻花钻相比，“群钻”有前角比较合理、钻削力降低、耐用度提高、钻孔质量改善等优点;而且，分屑、断屑、排屑性能亦较好。 （1）前角 分布较 为合理 基本型“群钻”与普通麻花钻各段切削刃上前角的数值由下表可 见。除外刃（AB段）前角基本未变外，其余各段切削刃上前角均有所加大。圆弧刃（BC段）上 前角加大10。14。，内刃（CD段）上加大15。20。，横刃上约

10、加大5。加大前角，可减 小切屑变形，降低切削力及切削温度。 IMG HYPERLINK /nmsc/u/2008/20083/art_img/200832722481826843.jpg /nmsc/u/2008/20083/art_img/200832722481826843.jpg /IMG（2）钻削力和钻削扭矩得到降低 切削试验表明，在碳素结构钢上钻孔时，“群钻”的轴向力比普通麻花钻约降低35%47%，扭矩约减小10%30%；在钻削灰铸铁时，“群钻”的轴向力 约降低35%50%，而扭矩仅加大2%8%；在钻削有色金属时，“群钻”的轴向力和扭 矩分别降低25%40%和15%19%。钻削力和钻

11、削扭矩降低后，有利于降低切削温度及 提高钻孔质量。 （3）分屑、断屑、排屑得到改善 由于外刃、圆弧刃和内刃交接处有明显的转折点，而且一侧外刃上还开出分屑槽，故能保证良好分屑。切屑变窄后有利于断屑 和排屑。在这种情况下，如施加切削液，则切削液较易到达孔底与钻尖，能充分发挥冷却、 润滑作用。 （4）钻头耐用度提高 切削试验与现场验证表明，“群钻”切削部分的磨损比普通麻花钻明显减缓，耐用度显著提高。一般“群钻”的耐用度可提高23 倍。 （5）钻孔质量提高由于横刃磨窄，定心作用好；两个侧刃尖和圆弧刃对钻头均有稳定、定向作用；且轴向力显著减小，故“群钻”钻孔时不易走偏，提高了钻孔精度。钻削过程平 稳，切

12、屑变形减小，也有利于提高钻孔表面质量。 由于“群钻”具有以上优点，40余年来驰名中外，得到了广泛的应用。4群钻和钻特殊孔.群钻是在长期实践中创造的一种先进钻头，比标准麻花钻的加工效率高、寿命长、钻孔质量好。但用手工刃磨时，刃磨的技巧和难度都较大。 技能训练1钻头的刃磨1 .标准群钻及其刃磨(1)标准群钻的几何参数：标准群钻的形状见图4-1a所示。其外缘刃磨出较大锋角的外直刃，中段磨出内凹的圆弧刃，钻心部分修磨出内直刃 和很短的横刃。群钻共有七条主切削刃，外形上呈现三个钻尖。横刃修磨后高度降低，变窄变尖，并使横刃处前角增大。直径较大的钻头在一侧外刃 再开一条或两条分屑槽。标准群钻刃磨后需控制的主

13、要参数见图4-1b所示，各角度与尺寸参数的名称符号与数值见表4 1。表4标准群钻的几何参数角 度X 寸外刃伴角2/ M 1外刃旅! =d 15)内并镣角=13肾圆瓠刃尖角j=1拧尖底4 = 0 04横刃斜俐申 * 65圆虱半径W =0. Irf内攻蹴横由长如=0,03d内刃凯勤孔=-15屑措宽12 =(/2- !/3)J外刃后角rr(仆=(1/3- 1/4圆孤刃后角成1C-(l l.s)/第46页(2)标准群钻的刃磨：群钻的刃磨有机械刃磨和手工刃磨两种。机械刃磨的质量好，效率高，但需要川专门的刃磨工具，适用于大批量生产。而 在一般没有专门刃磨工具的工厂中，只能采用手工刃磨。手工刃磨群钻在一般砂

14、轮机上进行，刃磨前应将砂轮的外圆、两侧面及圆角进行仔细地修整。 修整后的砂轮要平整，表面不得有跳动现象，砂轮圆角半径不得大于群钻圆弧刃的半径。标准群钻的刃磨方法和步骤如下：1）磨外直刃：刃磨方法如图4-2所示。右手握钻头前端，控制钻头绕轴心线的转动和刃磨时的压力，左手握住钻头的柄部作上下摆动。磨削时， 将钻头主切削刃放平，并轻靠上砂轮圆周的中心面上。钻头的轴线在水平面内与砂轮轴线的夹角等于顶角（2）的一半。开始刃磨时压力要轻，随着钻 柄向下摆动和钻头绕轴线的转动，压力逐渐增大；反向时压力要逐渐减小，第47页如何刃磨群钻的月牙槽磨群钻的月牙槽即在钻头后面对称地磨出月牙形槽，形成凹形圆弧刃，把主切

15、削刃分成三段，即外刃、圆弧刃、内刃（图1）。磨月牙槽时应手拿钻头靠上砂轮圆角，磨削点大致在砂轮的水平中心面上。使外刃基本放平，以保证横刃斜角适当和B点处的侧后角为正值。并使钻头轴线与砂轮侧面夹角为55（图2a）。刃磨时将钻尾压下，与水平面成一圆弧后角al后开始刃磨，钻头向前缓慢平稳送进，磨出月牙槽后面，形成圆弧刃，保证圆弧半径R和外刃长L。如果砂轮圆角小于要求的圆弧半径R值，钻头应在水平面上作微小的平移与摆动，以得到所需要的R值（图2b）。刃磨月牙槽时钻头千万不可和磨外刃时那样，在垂直面内上下摆动或绕钻头轴线转动，否则横刃变成S形。横刃斜角变小，而且圆弧形状也不易控制对称。保证对称的关键是钻头

16、翻转180磨另一边月牙槽后面时，注意其空间位置应不变，以保证圆弧、钻心尖的对称。（丘文军）标准群钻和标准麻花钻的区别标准群钻与标准麻花钻相比较，主要有以下几点不同：（1）标准麻花钻的前角越靠近中心越小，横刃处是负的前角，所以钻削抗力大，不易切削。标准群钻上磨出的圆弧刃和内刃，使圆弧刃BC段的前角平均增大10，内刃CD段平均增大25，所以群钻具有较锋利的切削性能。（2）标准麻花钻的横刃太钝、太宽，造成很大的钻削力（尤其是轴向力），标准群钻将横 刃磨尖、磨窄，使钻心处锋利，能起切削作用。为了保护钻心尖，又把尖高1尽量磨低，并适当增大内刃锋角(2,)。钻头直径大于15mm时，标准群钻在一侧外刃上磨出

17、分屑槽，使切屑能自动折断并顺 利排出，并有利于切削液流入，因此减少了切削力和切削热。(马花)群钻知识 发布：2008-9-6 11:31:00 来自：模具网 浏览： 39次1953年，在北京永定机械厂当钳工的倪志福勇于创新，发明了后来被称为“倪志福钻头”的新型麻 花钻。这种钻头的加工效率比普通麻花钻大大提高，倪志福本人因此成为“劳动模范”并参加了第 二次全国青年社会主义建设积极分子大会和全国工业、财贸系统群英会。1963年倪志福与北京工业 大学于启勋教授及周淑英、王育民合著的第一本“倪志福钻头”一书出版。1965年倪志福在“机械工业”第11期上发表了 “不是倪钻，是群钻”的申明。原文如下：“最

18、 实事求是的名字应该为”群钻“，因为它是群众智慧的结晶”。“群钻” 于1986年获得世界知识产 权组织发明金质奖章和奖状。为了与世界接轨，统一名称，倪志福、陈壁光在1999年出版的“群钻、倪志福钻头”一书中建议更 名为“多刃尖(Multifork drill)钻头”。群钻的显著特点：三尖七刃锐当先、月牙弧槽分两边，侧外刃再开槽，横刃磨低、窄又尖。群钻优于其它钻头的原因：标准麻花钻60%的轴向阻力来自横刃，因横刃前角达-60左右。“群钻”把麻花钻横刃磨去80%90%，并形成两条内刃，内刃前角由-60加大为0-10，从而使轴向阻力减少50%左右，进给感觉特别轻快。群钻再外直刃上刃磨出月牙槽，从而使

19、分屑更细，排屑更流畅。钻孔时产生的环行筋，有利于钻头 定心，保证钻孔“光”和“圆”。其钻矩降低30%左右，所以它可以用较大的进给量钻孔。外刃锋角135，内刃锋角120，钻尖高0.06d，使它同时具备优良的钻薄板性能。由于切削阻力小，定心准、稳，所以特别适合在手电钻上使用。航空钻历来是十字刃磨钻型。改成十字刃磨加月牙槽的多刃尖钻型后，不但可以保留原钻型的切削 轻快、排屑顺畅，适合钻多层薄板的优点。而且定心性和钻孔质量优于传统航空钻。大螺旋角抛物线槽型深孔钻（又称：蜗杆钻头）刃型为十字刃磨，增加月牙槽后，更有利于分屑、排 屑，深孔更不宜偏斜。经济分析 中国人均劳动生产率必须大幅度提高10倍以上，才可以进入中等发达国家行列，必须提高20倍以上 才可以进入发达国家行列。有人计算中国制造业一线工人至少要创造超