教學第七章-鉆削和鉆頭課件

第7章鉆削和鉆頭第7章鉆削和鉆頭本章內(nèi)容7.1麻花鉆7.2鉆削原理7.3鉆頭的修磨7.4先進鉆削簡介本章內(nèi)容7.1麻花鉆7.1麻花鉆本節(jié)內(nèi)容麻花鉆的結構麻花鉆的幾何角度本節(jié)重點麻花鉆的結構和幾何角度7.1麻花鉆本節(jié)內(nèi)容麻花鉆的結構麻花鉆是一種形狀較復雜的雙刀槽孔加工工具。麻花鉆的結構麻花鉆是一種形狀較復雜的雙刀槽孔加工工具。麻花鉆的組成麻花鉆按其功用的不同,可以分為三部分:1鉆柄(Shank);鉆頸(Neck);鉆體(Body)。鉆柄:鉆頭上供裝夾用的部分,并用以傳遞鉆孔所需的動力(扭矩和軸向力)。鉆頸:位于刀體和鉆柄之間的過渡部分。通常用作砂輪退刀用的空刀槽。鉆體:鉆頭的工作部分,由切削部分(即鉆尖)和導向部分組成。麻花鉆的組成麻花鉆按其功用的不同,可以分為三部分:鉆柄:麻花鉆的名稱術語1.前面（Face）螺旋槽靠近切削刃的那部分面。2.后面(Flank)在鉆尖上與被加工表面相對的面。有兩個后面，每個又可分為第一后面和第二后面。3.鉆尖（Point）或稱鉆鋒，承擔主要的切削任務。4.主切削刃（Cuttingedge）前面與后面相交成的刃口。普通麻花鉆有兩條。5.副切削刃前面與刃帶的相交線，即刃帶邊緣刃。切削部分麻花鉆的名稱術語1.前面（Face）切削部分6.橫刃（Chiseledge）兩后面相交成的刃口。7.橫刃轉點（Chiseledgecorner）主切削刃與橫刃相交成的轉角交點。8.外緣轉點（Outercorner）主切削刃與副切削力刃的轉角交點。9.鉆芯尖（Coretip）理論上是麻花鉆中心軸在鉆尖處的端點，實際當中有偏差。6.橫刃（Chiseledge）1.螺旋槽(Flutes)或稱刃溝，鉆體上螺旋形溝槽。作用有：排屑，容屑，切削液流入的通道。2.刃瓣(Land)鉆體上外緣未切出刃溝的部分。3.刃背(Bodyclearance)刃瓣上低于刃帶的外緣表面。作用：在鉆體的外圓上減小直徑，以與孔壁形成徑向間隙，防止摩擦，提高加工精度，降低切削力導向部分1.螺旋槽(Flutes)導向部分4.刃帶(Margin)或稱棱邊，即鉆頭的副后面。5.后背棱后面與刃背的相交棱線。6.后溝棱后面與螺旋槽的相交棱線。7.尾根棱(Heel)或稱溝背棱，刃瓣上刃背與螺旋槽的相交棱線。8.尾根轉點(Heelcorner)尾根棱、后背棱和后溝棱三棱的匯交點。9.鉆芯(Web)連接二刃瓣鉆體中心部分。由以上的相關術語，可以將麻花鉆參加切削的主要部分歸納為“一尖、三刃”，“一尖”即鉆心尖，“三刃”即兩主切削刃，一橫刃。4.刃帶(Margin)由以上的相關術語，可以將麻花鉆參加麻花鉆的結構參數(shù)長度尺寸參數(shù)1.鉆頭直徑d(D)：鉆體的刃帶上兩外緣轉點的距離。2.鉆芯厚度K：在鉆頭鉆尖處測得的鉆芯最小尺寸。若ro為鉆芯半厚，則有K=2ro。3.鉆徑倒錐：由鉆尖向鉆柄，鉆頭直徑在一定長度上的縮小值。該一定長度一般取100mm。4.鉆芯增量：由鉆尖向鉆柄，鉆芯厚度在一定長度上（比如100mm）的增厚值，也稱錐芯錐度。5.刃帶高度c：刃帶的徑向高度，即刃背與孔壁間的間隙量。麻花鉆的結構參數(shù)長度尺寸參數(shù)1.鉆頭直徑d(D)：鉆體的刃6.刃帶寬度f：在垂直于刃帶邊緣（即副切削刃）的方向上測量的刃帶的寬度。7.刃背直徑q：鉆體刃瓣上刃背的直徑值，和刃帶高度的關系是：q=d-2c。8.刃瓣寬度B：在垂直于刃帶邊緣（即副切削刃）測得的刃帶邊緣刃（即副切削刃）與刃瓣尾根棱之間的長度。9.切削刃高度差H：在給定的位置半徑上，相對于鉆頭端平面測得的兩切削刃的軸向位移。10.橫刃長度b：指在鉆頭端視圖中的橫刃的長度值。6.刃帶寬度f：在垂直于刃帶邊緣（即副切削刃）的方向上測量的麻花鉆的幾何角度鉆頭角度參考1）基面——削刃某選定點包含鉆頭軸線的平面

2）切削平面——過切削刃某選定點與切削刃相切并垂直與基面的平面。

3）正交平面——過切削刃某選定點并同時垂直于基面、切削平面。麻花鉆的幾何角度鉆頭角度參考結構角度參數(shù)1．螺旋角ω：刃帶邊緣刃螺旋線展開到平面成直線后與鉆頭軸線的夾角即為螺旋角。2．橫刃斜角Ψ：在鉆尖的端視圖上，外緣轉點與橫刃轉點的連線與橫刃的銳夾角。3．原始鋒角2Φ0：鉆尖兩原始主刃母線的夾角，即主切削刃在結構基面上投影線的夾角。4．使用鋒角2Φ：簡稱鋒角（頂角），是兩實際主刃的外緣轉點處切線在結構基面上的投影線的夾角。結構角度參數(shù)1．螺旋角ω：刃帶邊緣刃螺旋線展開到平面成直線后5．后角：在鉆尖的外緣轉點，第一后面與鉆頭端平面之間的夾角。在不同測量面內(nèi)，可分為軸向結構后角、結構法后角、結構圓周后角，定義如下：①軸向結構后角αc：在平行于鉆軸且垂直于結構基面的軸向平面內(nèi)測量，簡稱結構后角；②結構法后角αnc：在切削刃的法剖面內(nèi)測量；③結構圓周后角αfc：在平行于鉆軸且垂直于半徑的平面（或圓柱面）內(nèi)測量。6．外緣后角αd：在鉆尖外緣后背棱線的選定點處，后背棱的切線與鉆頭端平面的夾角，在以鉆軸為軸線的圓柱面內(nèi)測量。7．尾隙角αh：是第二后面（尾隙面）與鉆頭端平面之間的夾角，通常是在以鉆軸為軸心線的圓柱面內(nèi)、鉆尖的尾根轉點處測量。5．后角：在鉆尖的外緣轉點，第一后面與鉆頭端平面之間的夾角。普通麻花鉆只需刃磨兩個后面，控制三個角度使用鋒角2Φ，橫刃斜角Ψ，外緣后角αd刃磨鉆頭后面時，要控制鉆頭中心部位后角：越靠近鉆頭中心，后角磨的越大，目的有兩個

1.使得橫刃能獲得較大前角，增加橫刃的鋒利程度

2.使得切削刃各點工作后角相差較少普通麻花鉆只需刃磨兩個后面，控制三個角度7.2鉆削原理本節(jié)內(nèi)容鉆削用量和切削層參數(shù)鉆削特點和鉆削力鉆削用量選擇本節(jié)重點鉆削用量和鉆削力7.2鉆削原理本節(jié)內(nèi)容鉆削運動1．主運動。麻花鉆的旋轉運動稱為主運動。鉆削時通常以鉆頭外緣轉點處的速度作為鉆削速度，其計算公式如下：式中：d---鉆頭直徑（mm）n---鉆頭轉速（rev/min）2．進給運動。加工時鉆頭的軸向移動稱為進給運動。通常用進給速度vf或進給量f、每齒進給量fz來表示。其計算公式如下：式中，Z為齒數(shù)，對普通麻花鉆來說，Z=2。n為鉆頭轉速。3．主運動和進給運動的合成。鉆削運動1．主運動。麻花鉆的旋轉運動稱為主運動。鉆削時通常以鉆削用量與切削層參數(shù)鉆削用量與切削層參數(shù)鉆削特點1）鉆心處切削刃前角為負，切削時產(chǎn)生亂削擠壓，切屑呈粒狀并被壓碎。

鉆心橫刃區(qū)域工作后角為負，導致鉆削軸向里增大。2）主切削刃各點前角、刃傾角不同、使屑變形、卷曲、流向不同，排屑受螺旋槽影響。

切削塑料材料時，切削卷成園錐螺旋斷削比較困難。3）鉆頭刃帶無后角與孔壁摩擦，加工塑料性材料時易產(chǎn)生積屑，

沾車刃帶上影響孔質(zhì)量。

鉆削特點1）鉆心處切削刃前角為負，切削時產(chǎn)生亂削擠壓，切屑鉆削力1背向力Fp：互相低消；2主切削力FC：當左右刃對稱時，構成鉆削扭距MC；3進給力Ff。鉆削力1背向力Fp：互相低消；

3．鉆頭磨損特點：

（1）磨損的主要原因：高速鋼鉆頭是相變磨損外圓周切削速度最高，故磨損最為嚴重。

（2）磨損的形式：

主要是后面磨損，當主刃削刃后面磨損達一定程度時，好似伴隨有刃帶磨損，易咬死而導致鉆頭蹦刃或折斷。

（3）影響鉆頭耐用度的因素：

主要包括：鉆頭材料與熱處理狀態(tài)，鉆頭結構刃型參數(shù)，切削條件等。

3．鉆頭磨損特點：鉆削用量選擇1．鉆頭直徑：

先鉆孔再擴孔時，鉆孔直徑取孔經(jīng)的50%—70%

2．進給量：（一般）

可按下式估算：f＝(0.01—0.02)d

合理修磨的鉆頭可選用f＝0.03d

直徑小于3—5的鉆頭，長用手動進給3．鉆削速度鉆削用量選擇1．鉆頭直徑：鉆頭的修磨本節(jié)內(nèi)容橫刃的修磨主切削刃的修磨前面的修磨后面的修磨本節(jié)重點和難點鉆頭的修磨本節(jié)內(nèi)容修磨橫刀刃一、修磨橫刀刃

1．其目的是：在保持鉆頭強度的前提下，盡可能增大鉆頭部分的前角，縮短橫刃的長度，以降低進給力，提高鉆頭尖定心能力

2．形式：

（1）十字形磨：橫刃長度不變，刃傾角仍為零度，但橫刃前角增大了，此法簡單，但鉆頭芯強度有所減弱，要求沙輪圓角鋒經(jīng)較小。

（2）內(nèi)直刃形修磨：縮短橫刃的長度，增大鉆心處的前角，加大鉆心處容屑空間，保持鉆

頭原有強度，降低鉆頭進給力，對沙輪圓角無嚴格要求，此法得到廣泛推廣使用。修磨橫刀刃一、修磨橫刀刃修磨主切削刃

1．目的：改變?nèi)行位蝽斀牵刂品中?，或改變切削負荷分布，增大散熱條件，提高鉆頭壽命。2．常用修磨形式有三類1）磨出內(nèi)凹圓弧刃?？杉訌娿@頭的定心作用，有助于分屑，斷屑。2）磨出雙重或多重頂角，后磨出外凸園弧刃?？筛纳沏@刃外緣處的散熱條件提高鉆頭壽命、此形式適用于鉆鑄鐵等脆性材料。3）刀磨出分屑槽。

修磨主切削刃

1．目的：改變?nèi)行位蝽斀?，控制分屑，或改變修磨前?．目的：改變前角的分布，增大或減少前角，或改變?nèi)袃A角，以滿足不同的加工要求。

2．常用的修磨形式：1）將外緣處磨出倒棱面前面。2）沿切削刃磨出倒棱。3）在前面磨出卷屑槽，增大前角，適用于切削有機玻璃的軟材料，以提高Ra。4）在前面上大前角及正刃傾角。修磨前面1．目的：改變前角的分布，增大或減少前角，或改變?nèi)行弈ズ竺?．目的：是在不影響鉆刃的強度下，增大后角，以增大鉆磨容屑空間，改善冷卻效果，將后面磨出雙重后角。2．修磨刃帶（副刃后面），以減少刃帶寬度，磨出副后角，一減少刃帶與孔壁的摩擦。運用于對韌性大，軟材料的精加工。修磨后面1．目的：是在不影響鉆刃的強度下，增大后角，以增大先進鉆型與結構特點簡介本節(jié)內(nèi)容群鉆S型橫刃鉆等多種先進鉆介紹深孔鉆本節(jié)重點群鉆的優(yōu)點和特點先進鉆型與結構特點簡介本節(jié)內(nèi)容群鉆優(yōu)點（與普通鉆頭比）：1）槽刃短（只有普通鉆頭的1∕5）圓弧刃，內(nèi)刃上前角平均增大15°，使進給力下降35~50%，轉矩下降10%~30%，故進給量比普通鉆頭的提高2~3倍。鉆孔效率大大提高。

2）鉆頭壽命約可提高2~3倍。3）鉆頭定心作用好，鉆孔精度高。4）工藝范圍廣，加工質(zhì)量高（對不同材料用不同鉆型）。群鉆優(yōu)點（與普通鉆頭比）：特點：

A.三尖七刃鉆當先；

B.月牙弧槽分兩邊；

C.一側外刃開屑槽；

D.橫刃磨低窄又尖。特點：

A.三尖七刃鉆當先；

第七章-鉆削和鉆頭課件第七章-鉆削和鉆頭課件第七章-鉆削和鉆頭課件第7章鉆削和鉆頭第7章鉆削和鉆頭本章內(nèi)容7.1麻花鉆7.2鉆削原理7.3鉆頭的修磨7.4先進鉆削簡介本章內(nèi)容7.1麻花鉆7.1麻花鉆本節(jié)內(nèi)容麻花鉆的結構麻花鉆的幾何角度本節(jié)重點麻花鉆的結構和幾何角度7.1麻花鉆本節(jié)內(nèi)容麻花鉆的結構麻花鉆是一種形狀較復雜的雙刀槽孔加工工具。麻花鉆的結構麻花鉆是一種形狀較復雜的雙刀槽孔加工工具。麻花鉆的組成麻花鉆按其功用的不同,可以分為三部分:1鉆柄(Shank);鉆頸(Neck);鉆體(Body)。鉆柄:鉆頭上供裝夾用的部分,并用以傳遞鉆孔所需的動力(扭矩和軸向力)。鉆頸:位于刀體和鉆柄之間的過渡部分。通常用作砂輪退刀用的空刀槽。鉆體:鉆頭的工作部分,由切削部分(即鉆尖)和導向部分組成。麻花鉆的組成麻花鉆按其功用的不同,可以分為三部分:鉆柄:麻花鉆的名稱術語1.前面（Face）螺旋槽靠近切削刃的那部分面。2.后面(Flank)在鉆尖上與被加工表面相對的面。有兩個后面，每個又可分為第一后面和第二后面。3.鉆尖（Point）或稱鉆鋒，承擔主要的切削任務。4.主切削刃（Cuttingedge）前面與后面相交成的刃口。普通麻花鉆有兩條。5.副切削刃前面與刃帶的相交線，即刃帶邊緣刃。切削部分麻花鉆的名稱術語1.前面（Face）切削部分6.橫刃（Chiseledge）兩后面相交成的刃口。7.橫刃轉點（Chiseledgecorner）主切削刃與橫刃相交成的轉角交點。8.外緣轉點（Outercorner）主切削刃與副切削力刃的轉角交點。9.鉆芯尖（Coretip）理論上是麻花鉆中心軸在鉆尖處的端點，實際當中有偏差。6.橫刃（Chiseledge）1.螺旋槽(Flutes)或稱刃溝，鉆體上螺旋形溝槽。作用有：排屑，容屑，切削液流入的通道。2.刃瓣(Land)鉆體上外緣未切出刃溝的部分。3.刃背(Bodyclearance)刃瓣上低于刃帶的外緣表面。作用：在鉆體的外圓上減小直徑，以與孔壁形成徑向間隙，防止摩擦，提高加工精度，降低切削力導向部分1.螺旋槽(Flutes)導向部分4.刃帶(Margin)或稱棱邊，即鉆頭的副后面。5.后背棱后面與刃背的相交棱線。6.后溝棱后面與螺旋槽的相交棱線。7.尾根棱(Heel)或稱溝背棱，刃瓣上刃背與螺旋槽的相交棱線。8.尾根轉點(Heelcorner)尾根棱、后背棱和后溝棱三棱的匯交點。9.鉆芯(Web)連接二刃瓣鉆體中心部分。由以上的相關術語，可以將麻花鉆參加切削的主要部分歸納為“一尖、三刃”，“一尖”即鉆心尖，“三刃”即兩主切削刃，一橫刃。4.刃帶(Margin)由以上的相關術語，可以將麻花鉆參加麻花鉆的結構參數(shù)長度尺寸參數(shù)1.鉆頭直徑d(D)：鉆體的刃帶上兩外緣轉點的距離。2.鉆芯厚度K：在鉆頭鉆尖處測得的鉆芯最小尺寸。若ro為鉆芯半厚，則有K=2ro。3.鉆徑倒錐：由鉆尖向鉆柄，鉆頭直徑在一定長度上的縮小值。該一定長度一般取100mm。4.鉆芯增量：由鉆尖向鉆柄，鉆芯厚度在一定長度上（比如100mm）的增厚值，也稱錐芯錐度。5.刃帶高度c：刃帶的徑向高度，即刃背與孔壁間的間隙量。麻花鉆的結構參數(shù)長度尺寸參數(shù)1.鉆頭直徑d(D)：鉆體的刃6.刃帶寬度f：在垂直于刃帶邊緣（即副切削刃）的方向上測量的刃帶的寬度。7.刃背直徑q：鉆體刃瓣上刃背的直徑值，和刃帶高度的關系是：q=d-2c。8.刃瓣寬度B：在垂直于刃帶邊緣（即副切削刃）測得的刃帶邊緣刃（即副切削刃）與刃瓣尾根棱之間的長度。9.切削刃高度差H：在給定的位置半徑上，相對于鉆頭端平面測得的兩切削刃的軸向位移。10.橫刃長度b：指在鉆頭端視圖中的橫刃的長度值。6.刃帶寬度f：在垂直于刃帶邊緣（即副切削刃）的方向上測量的麻花鉆的幾何角度鉆頭角度參考1）基面——削刃某選定點包含鉆頭軸線的平面

2）切削平面——過切削刃某選定點與切削刃相切并垂直與基面的平面。

3）正交平面——過切削刃某選定點并同時垂直于基面、切削平面。麻花鉆的幾何角度鉆頭角度參考結構角度參數(shù)1．螺旋角ω：刃帶邊緣刃螺旋線展開到平面成直線后與鉆頭軸線的夾角即為螺旋角。2．橫刃斜角Ψ：在鉆尖的端視圖上，外緣轉點與橫刃轉點的連線與橫刃的銳夾角。3．原始鋒角2Φ0：鉆尖兩原始主刃母線的夾角，即主切削刃在結構基面上投影線的夾角。4．使用鋒角2Φ：簡稱鋒角（頂角），是兩實際主刃的外緣轉點處切線在結構基面上的投影線的夾角。結構角度參數(shù)1．螺旋角ω：刃帶邊緣刃螺旋線展開到平面成直線后5．后角：在鉆尖的外緣轉點，第一后面與鉆頭端平面之間的夾角。在不同測量面內(nèi)，可分為軸向結構后角、結構法后角、結構圓周后角，定義如下：①軸向結構后角αc：在平行于鉆軸且垂直于結構基面的軸向平面內(nèi)測量，簡稱結構后角；②結構法后角αnc：在切削刃的法剖面內(nèi)測量；③結構圓周后角αfc：在平行于鉆軸且垂直于半徑的平面（或圓柱面）內(nèi)測量。6．外緣后角αd：在鉆尖外緣后背棱線的選定點處，后背棱的切線與鉆頭端平面的夾角，在以鉆軸為軸線的圓柱面內(nèi)測量。7．尾隙角αh：是第二后面（尾隙面）與鉆頭端平面之間的夾角，通常是在以鉆軸為軸心線的圓柱面內(nèi)、鉆尖的尾根轉點處測量。5．后角：在鉆尖的外緣轉點，第一后面與鉆頭端平面之間的夾角。普通麻花鉆只需刃磨兩個后面，控制三個角度使用鋒角2Φ，橫刃斜角Ψ，外緣后角αd刃磨鉆頭后面時，要控制鉆頭中心部位后角：越靠近鉆頭中心，后角磨的越大，目的有兩個

1.使得橫刃能獲得較大前角，增加橫刃的鋒利程度

2.使得切削刃各點工作后角相差較少普通麻花鉆只需刃磨兩個后面，控制三個角度7.2鉆削原理本節(jié)內(nèi)容鉆削用量和切削層參數(shù)鉆削特點和鉆削力鉆削用量選擇本節(jié)重點鉆削用量和鉆削力7.2鉆削原理本節(jié)內(nèi)容鉆削運動1．主運動。麻花鉆的旋轉運動稱為主運動。鉆削時通常以鉆頭外緣轉點處的速度作為鉆削速度，其計算公式如下：式中：d---鉆頭直徑（mm）n---鉆頭轉速（rev/min）2．進給運動。加工時鉆頭的軸向移動稱為進給運動。通常用進給速度vf或進給量f、每齒進給量fz來表示。其計算公式如下：式中，Z為齒數(shù)，對普通麻花鉆來說，Z=2。n為鉆頭轉速。3．主運動和進給運動的合成。鉆削運動1．主運動。麻花鉆的旋轉運動稱為主運動。鉆削時通常以鉆削用量與切削層參數(shù)鉆削用量與切削層參數(shù)鉆削特點1）鉆心處切削刃前角為負，切削時產(chǎn)生亂削擠壓，切屑呈粒狀并被壓碎。

鉆心橫刃區(qū)域工作后角為負，導致鉆削軸向里增大。2）主切削刃各點前角、刃傾角不同、使屑變形、卷曲、流向不同，排屑受螺旋槽影響。

切削塑料材料時，切削卷成園錐螺旋斷削比較困難。3）鉆頭刃帶無后角與孔壁摩擦，加工塑料性材料時易產(chǎn)生積屑，

沾車刃帶上影響孔質(zhì)量。

鉆削特點1）鉆心處切削刃前角為負，切削時產(chǎn)生亂削擠壓，切屑鉆削力1背向力Fp：互相低消；2主切削力FC：當左右刃對稱時，構成鉆削扭距MC；3進給力Ff。鉆削力1背向力Fp：互相低消；

3．鉆頭磨損特點：

（1）磨損的主要原因：高速鋼鉆頭是相變磨損外圓周切削速度最高，故磨損最為嚴重。

（2）磨損的形式：

主要是后面磨損，當主刃削刃后面磨損達一定程度時，好似伴隨有刃帶磨損，易咬死而導致鉆頭蹦刃或折斷。

（3）影響鉆頭耐用度的因素：

主要包括：鉆頭材料與熱處理狀態(tài)，鉆頭結構刃型參數(shù)，切削條件等。

3．鉆頭磨損特點：鉆削用量選擇1．鉆頭直徑：

先鉆孔再擴孔時，鉆孔直徑取孔經(jīng)的50%—70%

2．進給量：（一般）

可按下式估算：f＝(0.01—0.02)d

合理修磨的鉆頭可選用f＝0.03d

直徑小于3—5的鉆頭，長用手動進給3．鉆削速度鉆削用量選擇1．鉆頭直徑：鉆頭的修磨本節(jié)內(nèi)容橫刃的修磨主切削刃的修磨前面的修磨后面的修磨本節(jié)重點和難點鉆頭的修磨本節(jié)內(nèi)容修磨橫刀刃一、修磨橫刀刃

1．其目的是：在保持鉆頭強度的前提下，盡可能增大鉆頭部分的前角，縮短橫刃的長度，以降低進給力，提高鉆頭尖定心能力

2．形式：

（1）十字形磨：橫刃長度不變，刃傾角仍為零度，但橫刃前角增大了，此法簡單，但鉆頭芯強度有所減弱，要求沙輪圓角鋒經(jīng)較小。

（2）內(nèi)直刃形修磨：縮短橫刃的長度，增大鉆心處的前角，加大鉆心處容屑空間，保持鉆

頭原有強度，降低鉆頭進給力，對沙輪圓角無嚴格要求，此法得到廣泛推廣使用。修磨橫刀刃一、