标准群钻的刃磨.docx
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标准群钻的刃磨.docx
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标准群钻的刃磨
课程名称:
机械制造基础车工实训--Ⅱ
讲授模块:
刀具刃磨
授课对象:
机械制造工艺教育专业
讲授单元:
单元一标准群钻的刃磨
学时:
9
参考教材:
自编讲义
【目的、要求】
通过本单元的学习,使学生们掌握群钻的几何角度,了解标准群钻的刃磨方法与要领。
【内容要点】
1.标准群钻的几何参数
2.几何参数对钻孔加工质量的影响
3.标准群钻刃磨方法
【重点、难点】
1.群钻的结构特点及性能
2.群钻的刃磨
【安全注意事项】
砂轮的安全操作提示,刃磨群钻时的安全提示,实训场地安全提示
【教学策略】
课堂讲授、演练法
【教师课前准备】
1.课件、讲义、参考资料
2.实训教学周计划表、实训过程记录表、实训成绩评价标准、实训报告评分标准
【学生课前准备】
预习金属工艺学、金属切削原理及刀具设计、画法几何及机械制图的相关知识。
讲授具体内容及要求
组织与实施
群钻是针对普通麻花钻所存在的问题,进行合理修磨而创制的新钻型。
它自1953年诞生以来,就在生产中显示出很强的生命力。
通过生产实践,钻型不断演进、扩展、创新,形成了一套新钻型型谱。
国内外一些大学研究人员也对群钻的切削机理与优化设计,充实了试验研究。
回溯群钻技术发展的过程,充分说明它是实践与理论紧密结合、不断进行革新探索的成果,是群众智慧的结晶。
在系列群钻型谱中,以加工各种钢材的基本型群钻应用最广泛,它又是形成其他群钻钻型的基础。
一.标准群钻的几何参数
1.基本型群钻的形状特征
比较图1与图2,对照普通麻花钻与基本型群钻的外观形状。
也可从图3中明显地看出,基本型群钻是在普通麻花钻的钻尖上,磨出两个对称的月牙形圆弧槽,形成钻心尖退缩,两侧尖并立的三尖“w”刃形.再进一步修磨.减窄横刃,形成两条较锋利的内刃。
对于直径较大的钻头,还在一侧外刃上再磨出1~2条分屑槽。
于是,一支基本型群钻就形成了。
图1普通麻花钻
图2基本型群钻
(a)小型d≤15mm(b)中型d≤40mm(c)大型d>40mm
图3基本型群钻与普通麻花钻比较
下面,就以中等基本型群钻(15<d<40毫米)为例(如图4),详细说明它的特征:
图4中等基本型群钻(Φ15~40mm)
1)主切削刃分成三段,并形成三个尖
(1)外刃——AB段切削刃,是外刃后面1与刃沟螺旋槽的交线。
外刃长度l约为钻头直径d的1/5或1/3,即l≈0.2d(不磨分屑槽,d≤15毫米);l≈0.3d(磨分屑槽,d>15毫米)。
(2)圆弧刃——BC段切削刃,是月牙槽后面2与刃沟螺旋槽的交线,近似可看作圆弧。
圆弧半径R约为钻头直径d的1/10,即R≈0.1d(毫米),圆弧半径实为成型砂轮圆角半径值。
(3)内刃——CD段切削刃,是修磨的内刃前面3与月牙槽后面2的交线。
(4)三个尖一—钻心尖(Oc)和两边的刃尖(B)。
2)基本型群钻刃磨参数如表1所示:
表1
3)基本型群钻切削部分的几何参数如表2所示:
表2
续表
二、几何参数对钻孔加工质量的影响
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
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2~3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,切屑变形减小,也有利于提高钻孔表面质量。
三、标准群钻刃磨方法
群钻是把普通钻头的一条主刃分为外刃、圆弧刃、内刃三段,因此群钻刃形较复杂,刃磨步骤较多,这使一些初学群钻的人往往产生一种群钻好用不好磨的心情。
群钻的刃磨是繁难一些,但只是和普通钻头相对而言,只要掌握了刃磨要领,而又坚持勤练,可以逐步掌握它的刃磨技巧。
因此,了解群钻手工刃磨的规律和要领颇为重要。
1、刃磨前准备——修整砂轮
1)群钻手工刃磨在一般砂轮机上进行即可,砂轮型号和磨普通麻花钻的相同。
2)要注意砂轮圆柱面母线与侧面的平直性,和合适的圆角,需用修整器来修整砂轮,也可用粗粒度超硬的碳化硅砂轮的碎块来修整砂轮。
2、磨外刃
1)将主刃摆平,磨削点大致在砂轮的水平中心面上。
2)钻头轴线与砂轮圆柱面母线在水平面内的夹角,等于外刃半锋角Φ。
如图5所示。
3)开始刃磨。
主任接触砂轮,一手握住钻头某个固定的部位作定位支点,一手将钻尾上下摆动,同时控制沿砂轮径向的吃刀量,磨出外刃后面,保证外刃结构后角。
4)钻尾摆动时不要高出水平面,以防止磨出负后角。
5)当主刃即将磨好成型时,应注意不要由刃瓣尾根向刃口方向进行磨削,以免刃口退火。
如图6所示。
图5磨外刃(顶视)图6磨外刃(侧视)
6)群钻刃口较多,为了便于以后检查各刃的对称性,首先要保证主刃的对称。
这里,主要强调主刃锋角2Φ、两刃外缘结构后角相同和刃口相对高度的对称,如图7所示。
图7第一步钻头刃磨参数
7)保证对称的关键是钻头翻转180。
时.其空间位置应不变;第一,握住钻头以作定位支点的那只手,应在砂轮机的静止物上(如拖板、挡板或安全罩)选一接触点,用手腕或手指靠住它,手的动作姿态不变,以保持刃磨吃刀情况不变。
第二,手拿钻头的部位不变。
第三,人站的位置和刃磨姿势不变。
8)目测主刃对称的方法是把钻头竖起,立在眼前,两眼平视,背景要清晰。
由于主刃一前一后,产生视差。
因此,观看两刃时,往往感到左刃(前刃)高。
然后,钻头绕自己轴线旋转180°,这样反复几次,如果看下来的结果一样,就说明对称了。
3、磨月牙槽(圆弧刃)
1)手拿钻头,靠上砂轮圆角,磨削点大致在砂轮水平中心面上。
使外刃基本放平,以保证横刃斜角适当和B点处的端面侧后角为正值。
如图8所示。
图8第二步钻头刃磨参数
倘若外刃外缘点向上翘,会使B点处出负侧后角,并使横刃斜角ψ变小。
(参看图6)。
2)使钻头轴线与砂轮右侧面夹角为55°~60°。
如图9所示。
3)将钻尾压下,与水平面成一圆弧后角,如图10所示。
图9磨月牙槽(顶视)图10磨月牙槽(侧视)
4)开始刃磨,钻头向前缓慢平稳送进,磨出月牙槽后面2,形成圆弧刃,应保证圆弧半径R和外刃长l。
如果砂轮圆角小于要求的圆弧半径R值,则钻头还应在水平面作微小的平移与摆动,以得到表中的R值。
5)钻头不可像磨外刃时那样,在垂直面上下摆动,或绕钻轴转动,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。
6)翻转180°,刃磨另一边月牙槽后面2,方法同上。
保证尖高h、横刃斜角ψ和圆弧,钻心尖的对称性。
4、修模横刃
1)手拿钻头,使刃瓣的沟背转点靠近砂轮圆角,磨削点大致在砂轮水平中心面上。
2)钻头轴线左摆,在水平面内与砂轮侧面夹角约15°。
如图11所示。
图11修磨横刃(顶视)
3)钻尾压下,在钻头所在的垂直面内与水平线夹角约55°。
如图12所示。
图12修磨横刃(侧视)
(a)不正确(b)正确
4)开始刃磨,使钻头上的磨削点由刃瓣的沟背转点沿着后沟棱线逐渐向钻心移动,此时钻头略有转动,磨削量应由大到小,磨出内刃前面3,如图13所示。
图13修磨横刃(开始)
5)磨至钻心时,可将钻尾稍作水平摆动角度的调整,以保证内刃前角符合要求;钻尾下压角度也可稍作调整,使内刃各点的前角较均匀。
6)磨至钻心时,要保证外刃与砂轮侧面留一夹角,切防止此角过小,以致磨到圆弧刃甚至外刃。
7)磨至钻心时,还要注意不让磨削点处的砂轮母线超过钻头的轴心尖。
否则,如图12a所示,钻心将磨得过薄,削弱了钻心强度,引起崩刃。
8)翻过180°,刃磨另一边的内刃前面,方法同上。
保证横刃长和两ζ角的对称性,如图14所示。
图14第三步刃磨参数
5、磨外刃分屑槽
1)最好选用橡胶切割砂轮,也可用普通小砂轮,但砂轮圆角半径要修小一点。
2)手拿钻头,目测量两外刃,如两外刃有高有低,选定较高的一刃,使片砂轮侧面(或小砂轮的圆角平分面)与它垂直,并对准它的中点,如图15所示。
图15磨外刃分屑槽
3)开始刃磨,钻头接触砂轮,同时在垂直面内摆动钻尾,磨出分屑槽4,保证槽距、槽宽、槽深和分屑槽的侧后角,如图16所示。
同时,注意磨出刃口处槽窄、后面槽宽,保证一定的侧背后角。
也可磨出刃口窄中间大的“鱼肚形”分屑槽,刃磨时让砂轮磨削点与钻头后面先接触即可。
图16第四步刃磨参数
6、刃磨钻头的检查
群钻刃磨后的检查方法有二:
一是用量具检验,如下图所示。
二是进行试切检查。
图17专用样板
图18结构法前角目测法
讲授:
1学时
1.讲授,实物演示。
2.提问:
群钻与普通钻头的区别?
3.讲授、演示群钻的刃磨方法。
练习与思考:
群钻的刃磨练习
总结:
强调群钻在工作中的重要性,正确的刃磨方法。
加深对刃磨规范的理解。
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