麻花钻S刃钻尖的特点及其应用
1麻花钻结构特点
麻花钻是最常用的孔加工刀具,此类钻头的直线型主切削刃较长,两主切削刃由横刃连接,容屑槽为螺旋形(便于排屑),螺旋槽的一部分构成前刀面,前刀面及顶角(2Ø)决定了前角g的大小,因此钻尖前角不仅与螺旋角密切相关,而且受到刃倾角的影响。麻花钻的结构及几何参数见图1。
D:直径y:横刃斜角a:后角b:螺旋角Ø:顶角d:钻芯直径L:工作部分长度
图1麻花钻结构及切削部分示意图
横刃斜角y是在端面投影中横刃与主切削刃之间的夹角,y的大小及横刃的长短取决于靠钻芯处的后角和顶角的大小。当顶角一定时,后角越大,则y越小,横刃越长(一般将y控制在50°～55°范围内)。
2麻花钻受力分析
麻花钻钻削时的受力情况较复杂,主要有工件材料的变形抗力、麻花钻与孔壁和切屑间的摩擦力等。钻头每个切削刃上都将受到Fx、Fy、Fz三个分力的作用。
图2麻花钻切削时的受力分析
如图2所示,在理想情况下,切削刃受力基本上互相平衡。其余的力为轴向力和圆周力,圆周力构成扭矩,加工时消耗主要功率。麻花钻在切削力作用下产生横向弯曲、纵向弯曲及扭转变形,其中扭转变形最为显著。扭矩主要由主切削刃上的切削力产生。经有限元分析计算可知,普通钻尖切削刃上的扭矩约占总扭矩的80%,横刃产生的扭矩约占10%。轴向力主要由横刃产生,普通钻尖横刃上产生的轴向力约占50%～60%,主切削刃上的轴向力约占40%。
图3钻芯直径d-刚度Do关系曲线
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