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鉆床鉆頭的選用、保養及刃磨方法
瀏覽量：267次 發布時間：2016-07-30 10:18:56
鉆頭是達人多軸鉆床實現鉆、倒、擴、銑、鉸、攻等多種功能基本工具。
鉆頭是一種有色金屬、黑色金屬或非金屬材料等工件的去屑加工工具，如打通孔、擴孔、盲孔、階梯孔、倒角等。常用的鉆頭主要有麻花鉆、扁鉆、中心鉆、深孔鉆和槍鉆、U鉆等。一般以碳鋼SK或高速鋼SKH2、SKH3等材料經銑制或滾制再經淬火，回火熱處理后磨制而成。
其分類方式大致如下：
1. 依構造分類
(1) 整體式鉆頭：鉆頂、鉆身、鉆柄由同一材料整體制造而成。
整體式鉆頭▲
(2) 端焊式鉆頭：鉆頂部位由碳化物焊接而成。
端焊式鉆頭▲
2. 依鉆柄分類
(1) 直柄鉆頭：鉆孔直徑在Φ13mm以下，都采用直柄。
直柄鉆頭▲
(2) 錐柄鉆頭：鉆頭柄為錐度狀，一般其錐度均采用莫氏錐度。
錐柄鉆頭▲
3. 依用途分類
中心鉆頭：一般用于鉆孔前打中心點用，前端錐面有60°、75°、90°等，它實質上是由螺旋角很小的麻花鉆和锪鉆復合而成，故又稱復合中心鉆。
中心鉆頭▲
（1） 麻花鉆頭： 麻花鉆是應用最廣的孔加工刀具。通常直徑范圍為0.25～80毫米。它主要由工作部分和柄部構成。工作部分有兩條螺旋形的溝槽，形似麻花，因而得名。為了減小鉆孔時導向部分與孔壁間的摩擦，麻花鉆自鉆尖向柄部方向逐漸減小直徑呈倒錐狀。麻花鉆的螺旋角主要影響切削刃上前角的大小、刃瓣強度和排屑性能，通常為25°～32°。螺旋形溝槽可用銑削、磨削、熱軋或熱擠壓等方法加工，鉆頭的前端經刃磨后形成切削部分。
標準麻花鉆的切削部分頂角為118°，橫刃斜角為40°～60°，后角為8°~20°。由于結構上的原因，前角在外緣處大、向中間逐漸減小，橫刃處為負前角（可達－55°左右），鉆削時起擠壓作用。為了改善麻花鉆的切削性能，可根據被加工材料的性質將切削部分修磨成各種外形。麻花鉆的柄部形式有直柄和錐柄兩種，加工時前者夾在鉆夾頭中，后者插在機床主軸或尾座的錐孔中。一般麻花鉆用高速鋼制造。鑲焊硬質合金刀片或齒冠的麻花鉆適于加工淬硬鋼和非金屬材料等，整體硬質合金小麻花鉆用于加工儀表零件和印刷線路板等。
直柄麻花鉆頭▲
（2）超硬鉆頭：鉆身的前端或全部以超硬合金刀具材料制成，使用于加工材料較硬的鉆孔加工。
鎢鋼鉆頭▲
（3）油孔鉆頭：鉆身有兩道小孔，切削液經此小孔到達切刃部份，以帶走熱量及切屑，能夠實現高速切削，在保證加工精度和表面質量的同時，還能大幅的延長刀具的使用壽命，提高勞動效率。
油孔鉆頭▲
（4） 深孔鉆頭：通常是指加工孔深與孔徑之比大于6的孔的刀具。最早用于槍管及石包管的鉆孔加工，又稱為槍管鉆頭。深孔鉆頭為一直槽型，在一圓管中切除四分之一強的部份以產生刃口排屑。
深孔鉆頭▲
（5）復合鉆頭：又稱為階梯鉆頭，能夠將鉆孔、擴孔或鉸孔復合為一次進刀完成，簡化加工工序，提高加工進度，滿足生產節拍要求，降低制造成本，也有鉆頭用于螺紋攻絲混合使用。
階梯鉆頭▲
（6）錐度鉆頭：當加工模具進料口時，可使用錐度鉆頭。
錐度鉆頭▲
（7）圓柱孔鉆頭：我們稱其為沉頭銑刀，又稱锪鉆，此種鉆頭前端有一直徑較小之部分稱為導桿。
圓柱孔鉆頭▲
（8）圓錐孔鉆頭： 用于鉆削圓錐孔，其前端角度有90°，60°等各種，我們使用的倒角刀就是圓錐孔鉆頭的一種。
倒角刀▲
（9）三角鉆頭：一種電鉆所使用的鉆頭，其鉆柄制成三角形，使夾頭可確實固定鉆頭。
三角鉆頭▲
（10）空心鉆頭：空心鉆頭又名取芯鉆頭，開孔器，中心鉆頭，鋼板鉆頭，磁力鉆鉆頭，鋼軌鉆頭等 。鉆桿中間是中空的鉆頭，主要用于鉆物取芯。
空心鉆頭▲
（11）扁鉆：扁鉆的切削部分為鏟形，結構簡單，制造成本低，切削液輕易導入孔中，但切削和排屑性能較差。扁鉆的結構有整體式和裝配式兩種。整體式主要用于鉆削直徑0.03～0.5毫米的微孔。裝配式扁鉆刀片可換，可采用內冷卻，主要用于鉆削直徑25～500毫米的大孔。
扁鉆▲
（12）擴孔鉆頭：擴孔鉆一般用于孔的半精加工或終加工，用于鉸或磨前的預加工或毛坯孔的擴大，有3到4個刃帶，無橫刃，前角和后角沿切削刃的變化小，加工時導向效果好，軸向抗力小，切削條件優于鉆孔。
套式擴孔鉆▲
（13）鉸刀：鉸刀是具有一個或者多個刀齒，用以切除孔已加工表面薄金屬層的旋轉刀具。經過絞刀加工后的孔可以獲得精確的尺寸和形狀。鉸刀用于鉸削工件上已鉆削（或擴孔）加工后的孔，主要是為了提高孔的加工精度，降低其表面的粗糙度，是用于孔的精加工和半精加工的刀具，加工余量一般很小。
鉸刀▲
（14）U鉆：用可換的刀片代替整體的鉆頭，使得加工硬度高的材料特方便。在轉速高、剛性好、冷卻系統強的數控機床能夠更好地發揮了U鉆的高效性能。、
U鉆▲
鉆頭在達人多軸鉆床的應用
達人多軸鉆床，利用鉆頭基本能實現鉆、倒、擴、銑、鉸、攻等多種功能。
工件材質或機床特點 | 使用的鉆頭種類 |
工件材質為木頭 | 扁鉆 |
工件加工為深孔 | 拋物線鉆頭 |
高速鉆頭 | 中心出水的合金麻花鉆或U鉆 |
工件加工位階梯孔 | 成形階梯鉆頭 |
工件為薄壁 | 開孔器 |
為工件倒角 | 合金倒角鉆 |
擴孔 | 擴孔鉆或立銑刀 |
達人機床鉆頭的保養、維護及鉆孔注意事項
1. 鉆頭使用后，應立即檢查有無破損，鈍化等不良情形，若有應立即加以研磨、修整；
2. 存放時，鉆頭應對號入座，則以后取用時，方便省時，節省了再尋找鉆頭的時間；
3. 鉆通孔時，當鉆頭即將鉆穿的瞬間，扭力最大,故此時需較輕壓力慢進刀，以避免鉆頭因受力過大而扭斷；
4. 鉆孔前必須先打中心點，其目的是容納靜點，避免鉆頭靜點觸底，從而導引鉆頭在正確的鉆孔位置上；
5. 鉆孔時，應使用切削液并且要注意排屑；
6. 鉆交交叉孔時，應先行鉆大直徑孔，再鉆小孔徑；
7. 鉆頭鉆削時，破碎或突然停止的現象，可能是進刀太快，磨利或鉆孔時急冷急熱的原故；
8. 鉆削使鉆頭中心裂開，可能是鉆唇間隙角太小，進刀太快鉆頭鈍化，壓力太大，缺乏冷卻齊，鉆頭或工件夾置不良所致；
9. 鉆削時鉆頭折斷，可能是鉆唇間隙角太小或鉆削速度太高，進刀大或鉆頭已鈍化又繼續加壓切削等所致；
10. 鉆削時切邊破裂，可能是工件材料中有硬點砂眼或進刀太快，鉆削速度選擇不當，鉆削時沒有切削液所致；
11. 鉆唇及切邊破裂，可能是進刀太快或鉆唇間隙角太小等原因；
12. 鉆削所鉆出之孔徑太大，可能是兩切邊不等長或兩鉆頂半角不相等靜點偏離，主軸同心度差等原因所致；
13. 鉆削時僅排出一條切屑，可能是兩切邊不等長或鉆頂半角不相等的原因；
14. 鉆削時發出吱吱叫的聲音，可能是孔不直或鉆頭鈍化等所致；
15. 鉆削時切屑性質產生異常變化，可能是切邊已鈍化或破碎等所致。
鉆頭刃磨方法
鉆頭用久了之后刃口會鈍，需要磨刃，刃口磨的好壞直接關系到鉆孔的質量。本文以達人機床常用的標準麻花鉆為例，講述鉆頭刃磨的方法。
標準麻花鉆頭刃磨技能是鉗工基本功訓練之一，由于麻花鉆頭角度復雜，刃磨質量要求高，技能掌握難度較大。標準麻花鉆頭有一尖(鉆心尖)，5刃(兩主切削刃、兩副切削刃、一橫刃)，4面(兩個前刀面和兩個后刀面)，5角(前角、后角、鋒角、橫刃斜角、主偏角)，刃磨的基本要求是：
(1)頂角(鋒角)2Φ=118°±2°；
(2)外緣處的后角為10°-14°之間(直徑小于15毫米)；
(3)橫刃斜角為50°-55°；
(4)兩主切削刃的長度以及和鉆心軸線組成的兩個Φ角要相等；
(5)兩個主后刀面要刃磨光滑。
標準麻花鉆刃磨角度▲
在不斷的生產實踐中，人們漸漸總結出來一套刃磨的方法和技巧，并用通俗易懂的口訣形式來解釋。其口訣如下：
刃口擺平輪面靠，鉆軸左斜出鋒角。
由刃向背磨后面，上下擺動尾別翹。
第一句：“刃口擺平輪面靠。”這是鉆頭與砂輪相對位置第一步，往往有人還沒有把刃口擺平就靠砂輪上開始刃磨了。這樣肯定是磨不好。這里“刃口”是主切削刃，“擺平”是指被刃磨部分主切削刃處于水平位置。“輪面”是指砂輪表面。“靠”是慢慢靠攏意思。此時鉆頭還不能接觸砂輪。
第二句：“鉆軸左斜出鋒角。”這里是指鉆頭軸心線與砂輪表面之間位置關系。“鋒角”即頂角118°±2o一半，約為60°這個位置很重要，直接影響鉆頭頂角大小及主切削刃形狀和橫刃斜角。要提示工人記憶常用一塊30°、60°、90°三角板中60°角度，便于掌握。口訣一和口訣二都是指鉆頭刃磨前相對位置,二者要統籌兼顧，不要擺平刃口而忽略了擺好斜角，或擺好斜放軸線而忽略了擺平刃口。實際操作中往往很會出這些錯誤。此時鉆頭位置正確情況下準備接觸砂輪。
第三句：“由刃向背磨后面。”這里是指從鉆頭刃口開始整個后刀面緩慢刃磨。這樣便于散熱和刃磨。穩定鞏固口訣一、二基礎上，此時鉆頭可輕輕接觸砂輪，進行較少量刃磨，刃磨時要觀察火花均勻性，要及時調整壓力大小，并注意鉆頭冷卻。當冷卻后重新開始刃磨時，要繼續擺好口訣一、二位置，這一點往往初學時不易掌握，常常會不由自主改變其位置正確性。
第四句：“上下擺動尾別翹。”這個動作鉆頭刃磨過程中也很重要，往往有工人刃磨時把“上下擺動”變成了“上下轉動”，使鉆頭另一主刀刃被破壞。同時鉆頭尾部不能高翹于砂輪水平中心線以上，否則會使刃口磨鈍，無法切削。
標準麻花鉆刃磨方法▲
對照以上口訣的同時，要掌握好操作方法及要領：
(1)兩手的握法。右手握住鉆頭的中部,左手握住柄部。如圖標準麻花鉆刃磨方法（a）所示
(2)鉆頭主切削刃與砂輪外輪緣相切擺平，鉆頭的軸心線與砂輪圓柱母線在平面內的夾角等于59°，刃磨部分的主切削刃處于水平位置。如圖標準麻花鉆刃磨方法（a）所示
(3)使主切削刃處于略高于砂輪水平中心平面處(約比水平中心高 5-10毫米)，先接觸砂輪(如圖標準麻花鉆刃磨方法(b)所示），右手緩慢地使鉆頭繞自己的軸心由下向上轉動(約35°左右)，同時施加適當的刃磨壓力，這樣可使整個后面都磨到，左手配合作緩慢同步下壓運動,下壓的速度及幅度隨要求的后角大小而變。為保證鉆頭中心處磨出較大的后角，還應作適當的右移運動， 刃磨時兩手動作的配合要諧調自然，不斷反復，兩后面經常輪換，至達到刃磨要求為止。
(4)頭刃磨壓力不宜過大，并要求經常浸入水中冷卻，以防止因過退火而降低硬度，關鍵在于刃磨時壓力要適宜,以不使鉆頭發藍為宜。
除手工磨鉆頭以外，現在還有一種專門磨鉆頭的鉆頭刃磨機，磨機刃磨鉆頭可以隨意調整鉆頭先端角（頂角）、逃隙角（后角）、中心橫刃大小，可替代中心鉆定位，同時設有靜點（中心點）大小調整功能，能隨鉆孔材料材質、速度做有效配合，可用來修磨麻花鉆、階梯鉆、群鉆、薄板鉆、異形鉆、倪志福鉆頭等。
便攜式鉆頭刃磨機▲
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