淺談中小型標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的刃磨及檢驗(yàn)方法

在金屬切削加工中，孔加工是很常見(jiàn)的一種加工工藝技能，工廠中常用的孔加工方法有鉆孔、車(chē)孔、鏜孔、沖孔等，而這之中用標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆鉆孔最為普遍，常見(jiàn)于車(chē)工、鉗工、鉆工等工種的應(yīng)用中。在這些加工應(yīng)用中，刃磨標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆是首先要解決的問(wèn)題。古人云：工欲善其事，必先利其器。麻花鉆刃磨得好壞直接影響加工的質(zhì)量、加工的效率、鉆頭的壽命。

在技工學(xué)校中，雖然有許多的實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，但由于刃磨刀具涉及安全及成本問(wèn)題，學(xué)生練習(xí)不多，在教學(xué)中缺少有效的反饋，學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)無(wú)法可靠地掌握刃磨方法。標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的刃磨方法許多工藝書(shū)中雖也有講解，但對(duì)刃磨的要求講解較多，對(duì)刃磨的過(guò)程及控制分析較少，需要一定的實(shí)踐積累才能領(lǐng)會(huì)。那如何在有限的時(shí)間里讓初學(xué)者盡快掌握刃磨的方法呢？有什么有效措施來(lái)保證刃磨質(zhì)量呢？下面筆者結(jié)合本人工作的實(shí)際體會(huì)談?wù)剺?biāo)準(zhǔn)麻花鉆的刃磨。

一、標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆幾何角度的認(rèn)識(shí)

對(duì)麻花鉆幾何角度的認(rèn)識(shí)是刃磨鉆頭的第一步，只有理解了，你才知道它的特性、它的要求，才知道怎樣去控制它。但在教學(xué)過(guò)程中，同學(xué)們都感到麻花鉆的角度不好理解，很難懂，記不住。其實(shí)，許多刀具的幾何角度的理解都可從車(chē)刀上演化而來(lái)。而對(duì)車(chē)刀大家都能很好地理解。麻花鉆的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于兩把內(nèi)孔車(chē)刀的組合。一把車(chē)刀有6個(gè)基本角度，而麻花鉆主要是四個(gè)基本角度，由于麻花鉆有螺旋排屑槽的影響，角度值會(huì)有一定的變化。下面以60°外圓車(chē)刀與標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆角度作一對(duì)比，如圖1和表所示。

二、刃磨要求

標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的刃磨要求如下：

第一，標(biāo)準(zhǔn)頂角2φ為118°±2°。但實(shí)際應(yīng)用中頂角在100°～140°之間。

第二，外緣外的后角為6°～8°，自外緣向鉆心逐漸增大。

第三，橫刃斜角為55°，實(shí)際刃磨成50°～ 55°。

第四，兩主切削刃長(zhǎng)度及兩個(gè)φ角要保證對(duì)稱相等，否則工件在加工時(shí)易抖動(dòng)，影響加工質(zhì)量及刀具壽命。這也是刃磨的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

三、刃磨方法

1.控制鉆頭與砂輪的相對(duì)位置

鉆頭擺放的高低影響刃磨的用力及后角的控制，在刃磨時(shí)鉆頭主切削刃水平放置，且要略高于砂輪水平中心平面。鉆頭軸線與砂輪圓柱母線的夾角等于鉆頭頂角2φ的一半。

2.刃磨動(dòng)作

在實(shí)際應(yīng)用中，有兩種刃磨的方式，一種是主切削刃水平擺正后，使鉆頭頭部繞本身的軸線由下向上轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)左手配合右手使鉆柄向下運(yùn)動(dòng)。為了減小沖擊力，首先鉆頭要輕輕接觸砂輪，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中逐漸加壓，使后刀面全都刃磨到以磨出正的后角。需要注意的是，在刃磨時(shí)可用右手為一支點(diǎn)，左手作上下擺動(dòng)，擺動(dòng)時(shí)柄部不能高于主切削所處的高度，否則會(huì)磨出負(fù)的后角。

需要注意的是，后角的大小，由左手下壓的幅度決定，幅度大則后角就大。在刃磨時(shí)，還可讓鉆頭在砂輪上作適當(dāng)?shù)挠乙破絼?dòng)，以保證鉆頭近中心的后角。

這種方式對(duì)￠5以上的麻花鉆容易操作，也便于控制后角和頂角，但對(duì)￠5以下的麻花鉆，由于鉆頭小，在操作不熟練時(shí)，常會(huì)出現(xiàn)主切削刃低于后刀面的情況。這時(shí)在刃磨時(shí)，可把鉆頭擺成一定角度。如圖2所示，A為10°～30°，然后把鉆頭直接靠向砂輪進(jìn)行磨削。在刃磨過(guò)程中鉆頭不轉(zhuǎn)動(dòng)或只作微小轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣也有利磨出正的后角來(lái)。

另外一種刃磨方式是：鉆頭的后刀面先接觸砂輪，使鉆頭頭部繞本身的軸線由上向下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)左手配合右手使鉆柄向上運(yùn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中逐漸減壓，這種方式便于觀察刃磨過(guò)程中產(chǎn)生的火花情況及刃磨的位置，但控制不好極易使主切削刃退火。所以粗磨鉆頭時(shí)可以采用這種方式，但在精磨時(shí)還是采用第一種方式為好。

3.鉆頭刃磨的要訣

要訣是：主刃水平略高輪心，軸線左斜控制頂角，由刃向背刃磨后角，柄部上翹不過(guò)主刃。

4.鉆頭刃磨后的檢驗(yàn)

在刃磨過(guò)程中檢測(cè)最常采用的是目測(cè)的方法，即把鉆頭刃磨的部位向上豎立，眼睛平視，觀察主切削刃的對(duì)稱性及角度（頂角、后角、橫刃斜角）的控制情況。由于兩主切削刃一前一后產(chǎn)生視覺(jué)差，往往覺(jué)得左刃（前刃）高而右刃低。所以這種方法對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)掌握還有一定難度，需要有一定的經(jīng)驗(yàn)積累。當(dāng)然，鉆頭的幾何角度及兩主切削刃的對(duì)稱要求可利用檢驗(yàn)樣板進(jìn)行，這在一些工藝書(shū)中有所提及，這里就不在論述了。

但這種方法，樣板要求較高（大都是自制的），角度單一，對(duì)刃磨控制要求就比較高，實(shí)際應(yīng)用上不方便。在鉗工實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地，筆者發(fā)現(xiàn)有許多的劃線角尺，學(xué)生基本不去用它，上面有刻度，能否用它來(lái)控制主切削刃的對(duì)稱性（角度及長(zhǎng)度）呢？通過(guò)刃磨實(shí)踐，筆者覺(jué)得完全可代替角度樣板，而且更方便更實(shí)用。其方法如下：

（1）頂角的間接控制。通過(guò)A角來(lái)保證頂角。測(cè)量方法如圖2a所示，把鉆頭水平放置，主切削刃豎直，靠向直角尺的基準(zhǔn)面，鉆頭軸線與主切削刃的夾角（為頂角的一半）和A角之和為直角尺的90°角。A角可通過(guò)計(jì)算獲得。tanA=由標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆已知A角約為30°，d／2為鉆頭直徑的一半，則只要控制L的長(zhǎng)度就可大略控制A角。現(xiàn)以刃磨￠10的鉆頭為例。

由tanA=得L=tanA×（d／2）=tan30°×(10

／2)=

由此可見(jiàn)，只要在刃磨兩主切削刃時(shí)控制L的長(zhǎng)度為2.9㎜，就可間接控制A角為30°，也就間接保證了頂角為120°左右的大小了。

（2）主切削刃長(zhǎng)度的保證。從圖2a所示直角三角形可知，主切削刃、d／2和L為直角三角形的三條邊。由直角三角形的勾股定理可知a2+b2=c2，現(xiàn)d／2為已知，則只需控制L的長(zhǎng)度就可得主切削刃的長(zhǎng)度了。在兩主切削刃刃磨時(shí)保證L為同長(zhǎng)，則可控制主切削刃的對(duì)稱。

由以上分析可知，通過(guò)測(cè)量控制L的長(zhǎng)度可間接控制主切削刃的對(duì)稱性（角度和長(zhǎng)度），可大致判斷頂角的大小。此種方法雖不能?chē)?yán)格保證頂角為標(biāo)準(zhǔn)值，但更方便更實(shí)用。

（3）橫刃平直的控制。橫刃的控制工藝書(shū)中只提及角度的控制要求，但在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，橫刃平直性對(duì)鉆削的影響也很大，特別是對(duì)￠10㎜以上的鉆頭。如不平直，則起鉆時(shí)切削力不平衡，工件會(huì)產(chǎn)生晃動(dòng)、竄動(dòng)，孔不圓，孔口刀痕重，鉆頭部易磨損。影響孔的加工質(zhì)量及操作的安全性。所以在刃磨時(shí)除了要觀察橫刃的斜角情況，還要注意橫刃的平直性，檢測(cè)方法如圖2b所示。把橫刃水平擺正，鉆頭沿直角尺一邊水平靠向直角尺的基準(zhǔn)面上，通過(guò)透光法來(lái)判斷。需要注意的事，對(duì)于￠5㎜以下的小鉆頭，由于橫刃短，切削力小，平直性對(duì)切削影響較小，而且用直角尺觀察不便，這時(shí)可目測(cè)，但重點(diǎn)要保證橫刃斜角不能太大。在實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn)，橫刃斜角大時(shí)，不易鉆削，且橫刃易磨損，主要是對(duì)橫刃上某一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，橫刃斜角增大時(shí)，后角減小了。

（4）橫刃長(zhǎng)度的修磨。標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆一個(gè)主要的缺點(diǎn)是橫刃太長(zhǎng)，定心不良，且前角為負(fù)值，在鉆削時(shí)為擠刮運(yùn)動(dòng)。所以對(duì)￠5㎜以上的鉆頭可通過(guò)磨短橫刃來(lái)確保加工質(zhì)量及刀具使用壽命。這在工藝書(shū)中也多有提及，這里就不再論述了。

以上內(nèi)容是筆者對(duì)實(shí)踐工作及教學(xué)中所碰到的問(wèn)題的一點(diǎn)淺薄之見(jiàn)，由于能力所限，可能考慮得并不全面，只是希望能起到拋磚引玉的作用，希望能給鉆頭刃磨的初學(xué)者以一定的啟迪。鉆頭刃磨技能是鉆孔技能的基礎(chǔ)與保證，也是學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)與難點(diǎn)，需要不斷地進(jìn)行刃磨練習(xí)，希望每個(gè)人都能找到適合自己的方法與技巧。

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（作者單位：衢州市技師學(xué)院）