luda 1 麻花钻结构特色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，两主切削刃由横刃衔接，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的巨细，因而钻尖前角不仅与螺旋角密切相关，并且遭到刃倾角的影响。麻花钻的结构及几许参数见图1。 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的巨细及横刃的长短取决于靠钻芯处的后角和顶角的巨细。当顶角一定时，后角越大，则y越小，横刃越长(一般将y操控在50°～55°范围内)。
D:直径 y:横刃斜角 a:后角 b:螺旋角 Ø:顶角 d:钻芯直径 L:作业部分长度
图1 麻花钻结构及切削部分示意图
图2 麻花钻切削时的受力剖析
图3 钻芯直径d-刚度Do联系曲线
2 麻花钻受力剖析麻花钻钻削时的受力状况较杂乱，首要有工件资料的变形抗力、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遭到Fx、Fy、Fz三个分力的效果。 如图2所示，在抱负状况下，切削刃受力基本上相互平衡。其余的力为轴向力和圆周力，圆周力构成扭矩，加工时耗费首要功率。麻花钻在切削力效果下发作横向曲折、纵向曲折及改变变形，其中改变变形最为显著。扭矩首要由主切削刃上的切削力发作。经有限元剖析核算可知，一般钻尖切削刃上的扭矩约占总扭矩的80%，横刃发作的扭矩约占10%。轴向力首要由横刃发作，一般钻尖横刃上发作的轴向力约占50%～60%，主切削刃上的轴向力约占40%。 以直径D=20mm麻花钻为例，在其它参数不变状况下改变钻芯厚度，从其刚度改变曲线(见图3)可以看出，随着钻芯直径d添加，刚度Do增大，变形量减小。由此可见，钻芯厚度添加显着添加了麻花钻作业时的轴向力，直接影响刀具切削功能，且刀具刚度的巨细对加工几许精度也有影响。 因为一般麻花钻的横刃为大负前角切削，钻削时会发作严峻揉捏，不仅要发作较大轴向抗力，并且要发作较大扭矩。关于一些厚钻芯钻头，如抛物线钻头(G钻头)和部分硬质合金钻头(其特色之一是将钻芯厚度由一般麻花钻直径的11%～15%加大到25%～60%)等，其刚性较好，钻孔直线度好，孔径精确，进给量可加大20%。但钻芯厚度的增大必然导致横刃更长，相应增大了轴向力和扭矩，这样不仅添加了设备负荷，并且会对加工几许精度发作较大影响。此外，因为横刃与工件的触摸为直线触摸，当钻尖进入切削状况时，被加工孔的方位精度和几许精度难以操控。因而，在加工过程中为避免引偏，往往需求用中心钻预钻中心孔。 为处理上述问题，一般选用在横刃两头开切削槽的方法来减小横刃长度，减轻揉捏，然后减小轴向力和扭矩。但在实践加工中，钻尖的负前角切削和直线触摸方式定心功能差的问题并未从根本上得到处理。为此，人们一向在对钻尖形状进行不断研讨和改进，S刃钻尖便是处理这一问题的较好方法之一。
3 S刃钻尖的分类及特色S刃钻尖也称为温斯陆钻尖，从端面投影看，其横刃为S形。从正面投影可看到钻尖中部略鼓，呈抛物线冠状。因为S刃钻尖为曲线刃，钻尖进入切削的瞬时与工件为点触摸，因而自定心性及稳定性均优于一般麻花钻，轴向力下降，切削功能改进，钻头寿命延长，被加工孔质量显著提高，孔的方位精度和几许精度令人满意，钻削进给量和进给速度进一步提高。依据抛物线冠状和横刃形状，S刃钻尖基本上可分为三种类型，即高冠S刃、低冠S刃和低冠小S刃(见图4)。
- 图4S刃钻尖的三种类型
- 高冠S刃钻尖 高冠S刃钻尖以美国吉丁斯·路易斯钻头磨床修磨的温斯陆(Winslow)钻尖为代表。该机床附设了一套特殊的凸轮组织，修磨出的S刃钻尖切削部分(L0)较长，S刃冠状曲率较大。特色：因为S部分较高(L0较长)，基本消除了负前角，乃至可完成正前角切削，所以不必另加横刃切削槽。修磨效率高，适于修磨厚钻芯刀具。但钻尖顶级部分相对单薄，强度较差，不适合高速加工高硬度工件。钻尖原料需选用具有较好韧性的资料(如高速钢类)。
- 低冠S刃钻尖 低冠S刃钻尖以德国五轴磨床(由瑞士Numroto配备编程软件)修磨的钻尖为代表。钻尖切削部分(L0)较短，S刃冠状曲率较小。从端面投影方向可看出横刃为大S形，中间部分可为一小段直线，横刃部分有两个小槽，可减小钻尖部分的负前角。 特色：因切削部分(L0)相对较短，钻尖顶级及主切削刃强度较好；因为钻尖S刃冠状曲率小，因而自定心性及稳定性均优于高冠S刃钻尖。开横刃前角后，钻削功能显着改进，既保留了高冠S刃钻尖的长处，又提高了钻尖顶级的强度。适用于加工较硬资料的工件(如钢件、铸铁件等)。钻头原料可选用高速工具钢、硬质合金或其它高硬度资料。此类钻头的修磨较杂乱，要求较高。
- 低冠小S刃钻尖 此类钻尖形状与高冠S刃钻尖较类似，其横刃也为小S形，钻尖顶角(2Ø)较上述两类钻尖更大，主切削刃短(L0相对较短)，冠状曲率较小。 特色：因主切削刃较短，因而加工中的扭矩较小；因为主切削刃强度高、冠状曲率小，因而自定心性和稳定性均比高冠S刃钻尖好。另外，小S刃钻尖无负前角发作，因而不需在横刃处加槽，既操控了轴向力，又减小了扭矩，可极大地改进切削功能。适于修磨高硬度资料(如硬质合金类)小螺旋角钻头。
4 S刃钻尖的修磨S刃钻尖形状杂乱，修磨难度大，很难用手艺或一般钻头磨床修磨出抱负的刃形，一般需求运用具有特殊凸轮组织的钻头磨床或数控磨床才干完成精确修磨。 图5所示为S刃钻尖的简略修磨原理。将被修磨钻头水平装夹于A轴，修磨时锥形砂轮与刀具切削刃触摸后，B轴在XZ平面内转动，A轴联动(按后刀面螺旋升程要求旋转)；同时，砂轮相关于刀具在Y轴方向下降，构成螺旋后刀面和S形横刃。