麻花钻刃磨讲义
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标准麻花钻主切削刃刃磨技巧的掌握本文着重介绍标准麻花钻主切削刃的刃磨方法和技巧。
麻花钻切削部分的切削角度是通过三个假想的面(基面、切削平面、主截面)组成一个三维坐标系来确定的。
对于初学者,常有不会确定角度、左右手配合不协调、上机操作胆怯的三种情况,笔者认为可以四步走的方法来帮助他们一一克服,最后掌握正确的刃磨方法。
一、第一步:熟悉理论任何实践必须有扎实的理论做指导。
对于麻花钻,不仅要认识麻花钻的结构、材料等常识,而且熟知麻花钻切削部分的组成(五刃六面在什么地方),五种切削角度(顶角2Φ、前角γ、后角α、横刃斜角ψ、螺旋角ω)的定义,对切削过程的影响及它们之间的关系。
麻花钻的刃磨要求:一是两主切削刃相对轴线左右对称,夹角一致长度相等,且顶角等于118°±2°。
二是横刃斜角为50°~55°。
三是后刀面圆滑无振痕。
在讲授钻头知识的时候,可以边教授边示范动作,同时介绍砂轮机的安全操作知识,既让同学们在理论上对麻花钻有了一定的认识,又可以让他们有实实在在的感受——用眼看到、用手摸到实物,很真实很现实,消除了陌生感,为下一步动手实践做好了思想上的准备。
二、第二步:静态掌握钻头的切削角度不易确定,而且有些同学知道砂轮机钻速高、砂轮性质较脆、容易出现扎入事故,甚至会伤及人身安全,所以容易惊慌失措。
可以让他们先不要上机操作,先进行徒手模拟动作训练——既学会了确定角度,又掌握了动作要领。
而且在不知不觉中进入状态,找到感觉:先以台钳桌边为参照物,模拟砂轮在前方,台钳桌面为砂轮中心平面。
心情放松,两脚自然分立,站在“砂轮”的左侧,身体微躬、重心下移、保持稳定,右手捏住钻头的头部,约一扁指的地方——离近了磨伤手,离远不易控制钻头摆动幅度,左手捏住钻柄部分,把钻头水平放置,而且主切削刃也是水平状态,并与桌边平行等高。
桌边和钻头中心线的夹角就是主切削刃与钻头中心线的夹角,即顶角2Φ的一半,约为59°~60°。
标准麻花钻刃磨的方法和技巧麻花钻对于机械加工来说,它是一种常用的钻孔工具。
结构虽然简单,但要把它真正刃磨好,也不是一件轻松的事。
关键在于掌握好刃磨的方法和技巧,方法掌握了,问题就会迎刃而解。
我这里介绍一下对麻花钻的手工刃磨技巧。
麻花钻的顶角一般是118°,也可把它当作120°来看待。
刃磨钻头主要掌握几个技巧:1、刃口要与砂轮面摆平。
磨钻头前,先要将钻头的主切削刃与砂轮面放置在一个水平面上,也就是说,保证刃口接触砂轮面时,整个刃都要磨到。
这是钻头与砂轮相对位置的第一步,位置摆好再慢慢往砂轮面上靠。
2、钻头轴线要与砂轮面斜出60°的角度。
这个角度就是钻头的锋角,此时的角度不对,将直接影响钻头顶角的大小及主切削刃的形状和横刃斜角。
这里是指钻头轴心线与砂轮表面之间的位置关系,取60°就行,这个角度一般比较能看得准。
这里要注意钻头刃磨前相对的水平位置和角度位置,二者要统筹兼顾,不要为了摆平刃口而忽略了摆好度角,或为了摆好角度而忽略了摆平刃口。
3、由刃口往后磨后面。
刃口接触砂轮后,要从主切削刃往后面磨,也就是从钻头的刃口先开始接触砂轮,而后沿着整个后刀面缓慢往下磨。
钻头切入时可轻轻接触砂轮,先进行较少量的刃磨,并注意观察火花的均匀性,及时调整手上压力大小,还要注意钻头的冷却,不能让其磨过火,造成刃口变色,而至刃口退火。
发现刃口温度高时,要及时将钻头冷却。
4、钻头的刃口要上下摆动,钻头尾部不能起翘。
这是一个标准的钻头磨削动作,主切削刃在砂轮上要上下摆动,也就是握钻头前部的手要均匀地将钻头在砂轮面上上下摆动。
而握柄部的手却不能摆动,还要防止后柄往上翘,即钻头的尾部不能高翘于砂轮水平中心线以上,否则会使刃口磨钝,无法切削。
这是最关键的一步,钻头磨得好与坏,与此有很大的关系。
在磨得差不多时,要从刃口开始,往后角再轻轻蹭一下,让刃后面更光洁一些。
5、保证刃尖对轴线,两边对称慢慢修。
1. 选择砂轮刃磨高速钢车刀时,宜采用46#~60#粒度、中软~中硬的氧化铝(刚玉)砂轮。
刃磨硬质合金车刀时,宜采用粒度为60#~80#、中软~中硬的绿色碳化硅砂轮。
粗磨时,采用小粒度号的砂轮;精磨时,采用较大粒度号的砂轮。
2. 车刀的刃磨方法现以粗车钢件的90°硬质合金偏刀为例,说明车刀刃磨的方法。
1)粗磨车刀(1)粗磨后刀面与副后刀面。
粗磨后刀面与副后刀面的同时磨出主偏角、主后角以及副偏角、副后角。
粗磨出的后角与副后角应比要求的后角和副后角大2°左右,参见图6-29。
图6-29磨刀杆后角(a)磨刀杆主后刀面上的后角;(b)磨刀杆副后刀面上的后角(2)粗磨前刀面。
前刀面一般都和断屑槽同时磨出。
在磨断屑槽前,用砂轮的端面把前刀面粗磨一下,以得到必需的角度和表面粗糙度。
(3)磨断屑槽。
断屑槽可用平形砂轮的棱角磨出,刃磨方法如图6-30所示。
通常,粗磨断屑槽的起始位置与刀尖的距离为断屑槽长度的一半左右;与主刀刃的距离为断屑槽宽度的一半左右。
图6-30粗磨断屑槽(a) 向下磨;(b) 向上磨2)精磨车刀(1)精磨断屑槽。
为使断屑槽的形状修整得更正确,表面粗糙度更细些,粗磨后的断屑槽还需精磨,精磨断屑槽的方法与粗磨相同。
(2)磨负倒棱。
负倒棱一般用杯形砂轮的端面磨出,砂轮的粒度为100#~200#,刃磨方法如图6-31所示。
图6-31磨负倒棱(a)沿刀刃方向的磨刀位置;(b)垂直刀刃方向的磨刀位置(3)精磨后刀面与副后刀面,刃磨方法如图6-32所示,采用的砂轮与磨负倒棱时相同。
当主刀刃全部磨出并且负倒棱宽度达到要求时停止刃磨。
(4)磨过渡刃,刃磨方法如图6-33所示,图6-33(a)所示为刃磨直线形过渡刃,图6-33(b)为刃磨圆弧形过渡刃。
图6-32精磨后刀面和副后刀面(a)精磨后刀面;(b)精磨副后刀面图6-33磨过渡刃(a)刃磨直线形过渡刃; (b)刃磨圆弧形过渡刃(5)磨修光刃,刃磨方法如图6-34所示。
麻花钻的刃磨方法及步骤麻花钻的刃磨好坏,直接影响钻孔质量和钻孔效率。
要求:1.掌握麻花钻的刃磨方法及刃磨步骤2.检查麻花钻的刃磨质量实施过程麻花钻一般需刃磨两个主后面,并同时磨出顶角、后角和横刃斜角,所以麻花钻的刃磨比较困难,刃磨技术要求较高。
一、刃磨方法与步骤①刃磨时,钻头切削刃应放在砂轮中心水平面上或稍高些。
钻头中心线与砂轮外圆柱面母线在水平面内的夹角应等于顶角的一半,同时钻尾向下倾斜[图4-7(a)]。
②钻头刃磨时用右手握住钻头前端作支点,左手握钻尾,以钻头前端支点为圆心,钻尾作上下摆动[图4-7(b)],并略作旋转,但不能旋转过多,或上下摆动过大。
以防磨出负后角,或把另一面的主切削刃磨掉,特别是在磨小麻花钻时更应注意。
③当一个主切削刃磨完以后,把钻头转过180°刃磨另一个主切削刃,人和手要保持原来的姿势和位置。
这样容易达到两刃对称的目的。
图4-7 钻头刃磨二、刃磨注意事项①砂轮机在正常旋转后方可使用;②刃磨钻头时应站在砂轮机的侧面;③砂轮机出现跳动时要及时修正;④随时检查两主切削刃是否对称相等;⑤刃磨时要随时冷却,以防钻头发热退火,降低硬度;⑥初次刃磨时,应注意外缘边出现负后角。
三、检查刃磨质量刃磨后麻花钻应满足如下要求:麻花钻的两个主切削刃和钻心线之间的夹角应对称,刃长要相等,否则,钻削时会出现单刃切削,或孔径变大等缺陷(图4-8)。
图4-8 钻头刃磨对加工的影响检查的方法:一般采用目测法:麻花钻磨好后,把钻头垂直竖在与眼等高的位置上,在明亮的背景下,用眼观察两刃的长短和高低,但由于视差关系,往往感到左刃高,右刃低,此时要把钻头转过180°,再进行观察,这样反复观察对比,最后感到两刃基本对称就可使用。
如果发现两边主刀刃有偏差,必须继续修磨。
任务1 刃磨麻花钻一、你学习过的加工方法有哪些?各用什么刀具?二、在车床上通常采用哪几种方法加工内圆柱面?三、麻花钻的组成及各部分作用。
柄部:颈部:工作部分:四、麻花钻工作部分的几何形状 图3-1-2 刃磨麻花钻1.螺旋槽的作用:2.前面指的是( ),主后面指的是( ),前面与主后面的交线为( )。
3.顶角的定义及大小:4.横刃的定义与作用:5.横刃斜角的定义与大小:6.棱边的作用:一、了解刃磨的要求。
二、刃磨麻花钻,写出图3-1-3麻花钻各部分名称。
三、了解麻花钻刃磨质量对钻孔的影响 3-1-3麻花钻各部分名称一、麻花钻的修磨。
1、修磨横刃 修磨横刃就是要缩短横刃的长度,增大横刃处前角,减小轴向力(见图知识链接和拓展3-1-4a )。
一般情况下,工件材料较软时,横刃可修磨的短些;工件材料较硬时,横刃可少修磨些。
修磨时,钻头轴线在水平面内与砂轮侧面左倾约15°,在垂直平面内与刃磨点的砂轮半径方向约成55°,修磨后应使横刃长度为原来的1/3~1/5。
2、修磨前刀面 修磨外缘处前刀面和修磨横刃处前刀面。
修磨外缘处前刀面是为了减小外缘处的前角(见图3-1-4b );修磨横刃处前刀面是为了增加横刃处的前角(见图3-1-4c )。
一般情况下,工件材料较软时可修磨横刃处前刀面,以加大前角减小切削力,使切削轻快;工件材料较硬时,可修磨外缘处前刀面,以减小前角,增加钻头强度。
3、双重刃磨 钻头外缘处的切削速度最高,磨损最快,因此可磨出双重顶角(见图3-1-4d ),这样可以改善外缘转角处的散热条件,增加钻头强度,并可减小孔的表面粗糙度值。
3-1-4 钻头的修磨1.刃磨时,用力要均匀,不能过大,应经常目测磨削情况,随时修正。
2.刃磨时,钻头切削刃的位置应略高于砂轮中心平面,以免磨出负后角,致使钻头无法切削。
3.刃磨时,不要由刃背磨向刃口,以免造成刃口退火。
4.刃磨时,应注意磨削温度不应过高,要经常在水中冷却钻头,以防退火降低硬度,降低切削性能。
教师教案教学内容(板书)教学步骤、方法时间学习单元六钻头的刃磨一、课前准备、组织教学、引入新课1、课前准备钻头。
角度板或万能量角器。
砂轮机等。
2、组织教学清点人数,检查学生工作服穿戴,出勤情况,宣布上课。
3、引入新课在钻孔工作中,为了保证尺寸的准确性和达到较高的工作效率,必须首先修磨好钻头。
二、相关工艺知识钻头是钻孔用的切削刀具,钻头的种类较多,如麻花钻、扁钻、深孔钻、中心钻等。
其中,麻花钻是目前孔加工中应用最广泛的刀具,它是一种形状较复杂的双刃孔加工的标准刀具,它主要用来在实体材料上钻削直径0.1~80 mm的孔,也可用于加工攻螺纹、铰孔、拉孔、镗孔、磨孔的预制孔。
1、麻花钻的构成麻花钻一般用高速钢(W18Cr4V或W9Cr4V2)制成,工作部分经热处理淬火后硬度达HRC62~68。
它由柄部、颈部及工作部分组成,如图6—1所示,有直柄和锥柄两种。
图6—1 麻花钻a)锥柄麻花钻b)直柄麻花钻(1)柄部柄部是麻花钻的夹持部分,它的作用是定心和传递扭矩。
麻花钻柄部有直柄式和锥柄式两种。
一般钻头直径小于13 mm的制成讲授讲授10min35min直柄,直径大于13 mm的制成锥柄。
(2)颈部颈部是工作部分和柄部的过渡部分,颈部在磨制麻花钻时作退刀槽使用,通常钻头的规格、材料及商标都打印在此处。
小直径的直柄钻头没有颈部。
(3)工作部分工作部分是钻头的主要部分,麻花钻的工作部分由切削部分和导向部分组成。
麻花钻的切削部分有两个刀瓣,主要承担切削工件的作用。
标准麻花钻的切削部分由五刃(两条主切削刃、两条副切削刃和一条横刃)六面(两个前刀面、两个主后刀面和两个副后刀面)组成,如图6—2所示。
图6—2 麻花钻切削部分的构成麻花钻的导向部分用来保持麻花钻钻孔时的正确方向并修光孔壁,重磨时可作为切削部分的后备。
两条螺旋槽的作用是形成切削刃,便于容屑、排屑和切削液输入。
外缘处的两条棱带,其直径略有倒锥[(0.05~0.1 mm)/100 mm ],用以导向和减少钻头与孔壁的摩擦。
标准麻花钻头刃磨的方法和技巧麻花钻的顶角一般是118°,也可把它当作120°来看待。
刃磨钻头主要掌握几个技巧:1、刃口要与砂轮面摆平。
磨钻头前,先要将钻头的主切削刃与砂轮面放置在一个水平面上,也就是说,保证刃口接触砂轮面时,整个刃都要磨到。
这是钻头与砂轮相对位置的第一步,位置摆好再慢慢往砂轮面上靠。
2、钻头轴线要与砂轮面斜出60°的角度。
这个角度就是钻头的锋角,此时的角度不对,将直接影响钻头顶角的大小及主切削刃的形状和横刃斜角。
这里是指钻头轴心线与砂轮表面之间的位置关系,取60°就行,这个角度一般比较能看得准。
这里要注意钻头刃磨前相对的水平位置和角度位置,二者要统筹兼顾,不要为了摆平刃口而忽略了摆好度角,或为了摆好角度而忽略了摆平刃口。
3、由刃口往后磨后面。
刃口接触砂轮后,要从主切削刃往后面磨,也就是从钻头的刃口先开始接触砂轮,而后沿着整个后刀面缓慢往下磨。
钻头切入时可轻轻接触砂轮,先进行较少量的刃磨,并注意观察火花的均匀性,及时调整手上压力大小,还要注意钻头的冷却,不能让其磨过火,造成刃口变色,而至刃口退火。
发现刃口温度高时,要及时将钻头冷却。
4、钻头的刃口要上下摆动,钻头尾部不能起翘。
这是一个标准的钻头磨削动作,主切削刃在砂轮上要上下摆动,也就是握钻头前部的手要均匀地将钻头在砂轮面上上下摆动。
而握柄部的手却不能摆动,还要防止后柄往上翘,即钻头的尾部不能高翘于砂轮水平中心线以上,否则会使刃口磨钝,无法切削。
这是最关键的一步,钻头磨得好与坏,与此有很大的关系。
在磨得差不多时,要从刃口开始,往后角再轻轻蹭一下,让刃后面更光洁一些。
5、保证刃尖对轴线,两边对称慢慢修。
钻头一边刃口磨好后,再磨另一边刃口,必须保证刃口在钻头轴线的中间,两边刃口要对称。
有经验的师傅会对着亮光察看钻尖的对称性,慢慢进行修磨。
钻头切削刃的后角一般为10°-1 4°,后角大了,切削刃太薄,钻削时振动厉害,孔口呈三边或五边形,切屑呈针状;后角小了,钻削时轴向力很大,不易切入,切削力增加,温升大,钻头发热严重,甚至无法钻削。