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简析麻花钻的几何角度与刃磨精度的关系

麻花钻的几何角度

顶角2Φ

它是两主切削刃在中剖面内投影的夹角。顶角越小,则主切削刃越长,单位切削刃上的负荷减轻,轴向力减小,这对钻头轴向稳定性有力。且外圆处的刀尖角增大,有利于散热和提高刀具耐用度。但顶角减小会使钻尖强度减弱,切屑变形增大的,导致扭矩增加。标准麻花钻顶角约为118°。HSS高速钢钻头:顶角一般是118度,有时大于130度、HM硬质合金钻头:顶角一般为140度;直槽钻常常为130度,三刃钻一般为150度。

前角

在正交平面内前刀面和基面间的夹角。主切削刃上任一选定点的前角与该点的螺旋角、主偏角、以及刃倾角的关系为tan=tan/sin+tancos式(2-3)由于螺旋角从外径向钻心逐渐减小,刃倾角也逐渐减小(负值增大),在主偏角一定时,前角变小,约由+30°减小到-30°,靠近钻头中心处切削条件很差。

后角

切削刃上任一点的后角,是该点的切削平面与后刀面之间的夹角。钻头后角不在主剖面内度量,而是在假定工作平面(进给剖面)内度量。在钻削过程中,实际起作用的是这个后角,同时测量也方便。

钻头的后角是刃磨得到的,刃磨时要注意使其外缘处磨得小些(约8°~10°),靠近钻心处要磨得大些(约20°~30°)。这样刃磨得原因,是可以使后角与主切削刃前角的变化相适应,使各点的楔角大致相等,从而达到其锋利程度、强度、耐用度相对平衡,又能弥补由于钻头轴向进给运动而使刀刃上各点实际工作后角减少所产生的影响,同时还可改善横刃的工作条件。

主偏角和端面刃倾角

麻花钻主切削刃上选定点的主偏角,是在该点基面上主切削刃投影与钻削进给方向之间的夹角。由于麻花钻主切削刃上各点基面不同,各点的主偏角也随之改变。麻花钻磨出顶角2Φ后,各点的主偏角也就确定了,它们之间的关系为tan=tanΦcos式(2-2)----选定点的端面刃倾角,它是主切削刃在端面中的投影与该点的基面之间的夹角。

由于切削刃上各点的刃倾角绝对值从外缘导钻心逐渐变大,所以切削刃上各点的主偏角也是外缘处大,钻心处小。

横刃角度

横刃是麻花钻端面上一段与轴线垂直的切削刃,该切削刃的角度包括横刃斜角、横刃前角、横刃后角。

(1)横刃斜角在端平面中,横刃与主切削刃之间的夹角。它是刃磨钻头时自然形成的,顶角、后角刃磨正常的标准麻花钻,后角越大,角越小。角减小会使横刃长度增大。

(2)横刃前角由于横刃的基面位于刀具实体内,所以横刃前角为负值。

(3)横刃后角横刃后角。

对于标准麻花钻,=-(54°~60°),=30°~36°。故钻削时横刃处金属挤刮变形严重,轴向力很大。实验表明,用标准麻花钻加工时,约有50%的轴向力由横刃产生。对于直径较大的麻花钻,一般均需修磨横刃以减小轴向力。


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