第五章-麻花钻与铰刀课件

第五章麻花钻与铰刀一麻花钻的结构与几何参数标准麻花钻的结构：由柄部、颈部和工作部分组成柄部：钻头的夹持部分传递转矩和轴向力分锥柄和直柄直柄主要用于直径小于12mm的小麻花钻。锥柄用于直径较大的麻花钻锥柄钻头的扁尾用于传递转矩和拆卸钻头。

1第五章麻花钻与铰刀一麻花钻的结构与几何参数标准麻第五章麻花钻与铰刀一麻花钻的结构与几何参数颈部：是磨削钻头柄部时的砂轮越程槽常用来标钻头的规格。工作部分分切削部分和导向部分切削部分：担负切削工作导向部分：导向备磨部分钻芯：正锥锥度：1.4～2/100外径：倒锥锥度：0.03～0.12/1002第五章麻花钻与铰刀一麻花钻的结构与几何参数颈部：第五章麻花钻与铰刀一麻花钻的结构与几何参数切削部分：

2个前刀面：螺旋槽

2个主后刀面：锥面

2个副后刀面：外圆棱边

2条主切削刃：前刀面、主后刀面的交线

2条副切削刃：前刀面、副后刀面的交线

1条横刃：2个主后刀面的交线刀尖主切削刃副切削刃横刃3第五章麻花钻与铰刀一麻花钻的结构与几何参数切削部第五章麻花钻与铰刀一麻花钻的结构与几何参数1螺旋角β与侧前角γf螺旋角β：钻头外圆柱面与螺旋槽交线的切线与钻头轴线的夹角螺旋角β实际上就是侧（进给）前角γf半径越大，

β越大，

γf越大，越锋利β过大，钻头强度降低，散热变差标准麻花钻：β=18～30°（大直径取大值）4第五章麻花钻与铰刀一麻花钻的结构与几何参数1第五章麻花钻与铰刀一麻花钻的结构与几何参数主刀刃上任意点的前角γ0y

：

在主剖面内测量的前刀面与基面的夹角

主刀刃上不同点，前角变化很大从外缘到钻芯，前角不断减小标准麻花钻：从外缘到钻芯：前角从30°减小到-30°主刀刃上任意点的侧（进给）前角γf

：

在进给剖面（在以钻头轴线为轴心的圆柱面的切平面）内测量的前刀面与基面的夹角5第五章麻花钻与铰刀一麻花钻的结构与几何参数主刀刃第五章麻花钻与铰刀一麻花钻的结构与几何参数2（侧）后角αf

：

在以钻头轴线为轴心的圆柱面的切平面内测量的切削平面与主后刀面之间的夹角能反映钻头后刀面与过度表面之间的摩擦关系测量方便6第五章麻花钻与铰刀一麻花钻的结构与几何参数2（第五章麻花钻与铰刀一麻花钻的结构与几何参数3

刃倾角λs

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在切削平面内，主切削刃与基面之间的夹角端面刃倾角λt

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主切削刃与基面在端面投影中的夹角7第五章麻花钻与铰刀一麻花钻的结构与几何参数3第五章麻花钻与铰刀一麻花钻的结构与几何参数4顶角2φ与主偏角κr

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顶角2φ：两条主切削刃在与其平行的平面上投影的的夹角标准麻花钻：2φ=118°8第五章麻花钻与铰刀一麻花钻的结构与几何参数4第五章麻花钻与铰刀一麻花钻的结构与几何参数4顶角2φ与主偏角κr

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主偏角κr

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主切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角主偏角主切削刃上各点的基面位置不同因此，主切削刃上各点的主偏角是变化的9第五章麻花钻与铰刀一麻花钻的结构与几何参数4第五章麻花钻与铰刀一麻花钻的结构与几何参数5副主偏角κ′r

：

国际标准规定：直径大于1mm的麻花钻外径有向柄部方向减小的直径倒锥量:（0.03～0.12/100)

从而形成副偏角主偏角国际标准还规定：直径大于0.75mm的麻花钻在导向部分上制有两条窄的棱边（副后刀面）10第五章麻花钻与铰刀一麻花钻的结构与几何参数5第五章麻花钻与铰刀一麻花钻的结构与几何参数6横刃角度

：

横刃：两个主后刀面的相交线横刃斜角ψ：在端面投影中，横刃与主切削刃之间的夹角横刃前角γoψ：负值，标准麻花钻γoψ

=-54～-60°标准麻花钻：ψ

=50～55°后角增加，横刃斜角减小横刃后角αoψ：αoψ

≈90°-∣γoψ∣横刃切削条件差：横刃轴向力占全部轴向力的1/2以上对尺寸精度影响较大11第五章麻花钻与铰刀一麻花钻的结构与几何参数6第五章麻花钻与铰刀二麻花钻切削部分结构的分析与改进1标准高速钢麻花钻存在的问题

（1）主刀刃上各点前角变化大，造成轴向力、扭矩大，切削条件恶化

主刀刃：前角从30°减小到-30°横刃：-54～-60°（2）棱边(副后刀面，在端截面中是一段圆弧）副后角为零，摩擦严重（3)刀尖处，切削速度最大，散热条件最差（前角大），因此磨损很快。（3）切屑宽，各点切屑流出速度相差很大，切屑呈宽螺卷状，排屑不畅，切削液难于注人切削区。（4）横刃较长，其前、后角与主切削刃后角不能分别控制。

12第五章麻花钻与铰刀二麻花钻切削部分结构的分析与改第五章麻花钻与铰刀二麻花钻切削部分结构的分析与改进2标准高速钢麻花钻切削部分的修磨与改进

（1）修磨横刃形成新的切削刃，加大前角，使轴向力大大减小。钻头强度被削弱，定心不好只适用于加工铸铁等强度较低的材料。①将整个横刃磨去13第五章麻花钻与铰刀二麻花钻切削部分结构的分析与改第五章麻花钻与铰刀二麻花钻切削部分结构的分析与改进2标准高速钢麻花钻切削部分的修磨与改进

②磨短横刃减少因横刃造成的不利因素。

横刃长度不变，将其分为两半，分别磨出一定前角(可达正值)但修磨后钻尖削弱很大，不宜加工硬材料。

③加大横刃前角磨短横刃加大横刃前角14第五章麻花钻与铰刀二麻花钻切削部分结构的分析与改第五章麻花钻与铰刀二麻花钻切削部分结构的分析与改进2标准高速钢麻花钻切削部分的修磨与改进

④磨短横刃的同时，加大前角有利于分屑增大钻尖部分排屑空间保证一定强度15第五章麻花钻与铰刀二麻花钻切削部分结构的分析与改第五章麻花钻与铰刀二麻花钻切削部分结构的分析与改进2标准高速钢麻花钻切削部分的修磨与改进

（2）修磨前刀面

加工较硬材料时，可将主切削刃外缘处的前刀面磨去一部分，适当减小该处前角，以保证足够强度当加工较软材料时，在前刀面上磨出卷屑槽，加大前角，减小切屑变形，降低切削温度，改善工件表面加工质量16第五章麻花钻与铰刀二麻花钻切削部分结构的分析与改第五章麻花钻与铰刀二麻花钻切削部分结构的分析与改进2标准高速钢麻花钻切削部分的修磨与改进

（3）修磨棱边

标准高速钢麻花钻的副后角为零度，在加工无硬皮的工件时，为了减少棱边与工件孔壁的摩擦，减少钻头磨损，对于直径大于12mm的钻头，可磨出副后角α0′＝6～8°、宽度为0.1～0.2mm的窄棱边。实践证明，经修磨后的钻头，其耐用度可提高一倍左右。

17第五章麻花钻与铰刀二麻花钻切削部分结构的分析与改第五章麻花钻与铰刀二麻花钻切削部分结构的分析与改进2标准高速钢麻花钻切削部分的修磨与改进

（4）修磨切削刃主副切削刃交接处磨出过渡刃，形成双重顶角或三重顶角将主切削刃外缘处修磨成圆弧增长切削刃减轻切削刃单位长度上的负荷改善转角处的散热条件提高耐用度可获得较高的加工表面质量和精度。18第五章麻花钻与铰刀二麻花钻切削部分结构的分析与改第五章麻花钻与铰刀二麻花钻切削部分结构的分析与改进2标准高速钢麻花钻切削部分的修磨与改进

（5）磨出分屑槽

分屑槽：将宽切屑分成多段窄切屑切屑（图形）工件表面19第五章麻花钻与铰刀二麻花钻切削部分结构的分析与改第五章麻花钻与铰刀二麻花钻切削部分结构的分析与改进2标准高速钢麻花钻切削部分的修磨与改进

（5）磨出分屑槽

在钻头后刀面上磨出分屑槽，有利于排屑及切削液的注入，大大改善了切削条件，特别适用于在韧性材料上加工较深的孔。两条切削刃上的分屑槽位置必须互相错开切屑（图形）工件表面20第五章麻花钻与铰刀二麻花钻切削部分结构的分析与改第五章麻花钻与铰刀二麻花钻切削部分结构的分析与改进2标准高速钢麻花钻切削部分的修磨与改进

（6）群钻

群钻，是将标准麻花钻的切削·磨成特殊形状的钻头。

群钻是北京永定机械厂青年钳工倪志福倪志福于1953年创造的，原名倪志福钻头，后经本人倡议改名为“群钻”，寓群众参与改进和完善之意。21第五章麻花钻与铰刀二麻花钻切削部分结构的分析与改第五章麻花钻与铰刀二麻花钻切削部分结构的分析与改进2标准高速钢麻花钻切削部分的修磨与改进

（6）群钻

群钻是把标准麻花钻的切削部分磨出两条对称的月牙槽，形成圆弧刃，并在横刃和钻心处经修磨形成两条内直刃。这样，加上横刃和原来的两条外直刃，就将标准麻花钻的“一尖三刃”磨成了“三尖七刃”三尖七刃锐当先，月牙弧槽分两边。一侧外刃开屑槽，横刃磨低窄又尖。22第五章麻花钻与铰刀二麻花钻切削部分结构的分析与改第五章麻花钻与铰刀二麻花钻切削部分结构的分析与改进2标准高速钢麻花钻切削部分的修磨与改进

（6）群钻

外刃：AB段前角与标准麻花钻基本相同圆弧刃：BC段前角平均增大10°23第五章麻花钻与铰刀二麻花钻切削部分结构的分析与改第五章麻花钻与铰刀二麻花钻切削部分结构的分析与改进2标准高速钢麻花钻切削部分的修磨与改进

（6）群钻

内刃：CD段标准麻花钻前角：2～-30°群钻前角：16～-8°平均提高25°内刃：CD段前角平均增大4～6°24第五章麻花钻与铰刀二麻花钻切削部分结构的分析与改第五章麻花钻与铰刀二麻花钻切削部分结构的分析与改进2标准高速钢麻花钻切削部分的修磨与改进

（6）群钻

效果：①普遍提高了前角，改善了切削条件②圆弧刃不仅起到分屑作用，还能很好地定心，不易偏摆③横刃缩短，前角增大，改善了切削条件④和标准麻花钻相比，轴向力降低35～50%，扭矩降低10～30%，耐用度提高3～5倍。在保持同样耐用度的情况下，生产率提高2倍以上。⑤加工精度和表面质量也有所改善25第五章麻花钻与铰刀二麻花钻切削部分结构的分析与改第五章麻花钻与铰刀三硬质合金钻头普通硬质合金钻头无横刃硬质合金浅孔钻

特点：（1）无横刃（2）直槽,长度短（3）钻芯直径大：从2.98mm增大到6.56mm（4）内冷却

（5）轴向力降低40%以上26第五章麻花钻与铰刀三硬质合金钻头普通硬质合金钻头第五章麻花钻与铰刀四铰刀1用途：对已有孔进行加工孔的精加工、半精加工磨前、研磨前的预加工2分类按结构分：整体式：d=1～20——直柄

d=10～32——锥柄套装式：d=10～32

镶齿式：镶硬质合金27第五章麻花钻与铰刀四铰刀1用途：对已有孔进行第五章麻花钻与铰刀四铰刀2分类按动力源分：手用铰刀：机用铰刀：套装带柄（直柄、锥柄）按被加工孔形状分：圆孔铰刀：锥孔铰刀：加工余量较大两把或三把一套28第五章麻花钻与铰刀四铰刀2分类按被加第五章麻花钻与铰刀四铰刀加工质量IT6～IT8；Ra1.6～0.4①齿数多、导向好、刚性好、ac小，故加工精度及粗糙度较高②通常铰刀与机床是浮动联接——只传递扭矩，不传递刚性因此，铰刀一般只能提高孔的尺寸精度，不能提高位置精度若提高位置精度：需精密导向装置2分类按尺寸是否可调不可调可调：两端有压环螺母用于单件、小批量、修配29第五章麻花钻与铰刀四铰刀加工质量2分类29第五章麻花钻与铰刀四铰刀4用量特点钻削：v大，f小

v=10～55m/min

f

=0.1～0.5mm/r铰削：v小，f大，ap小

v=4～6m/min

（高速钢）

v=12m/min（硬