一種半自動(dòng)麻花鉆刃磨機(jī)的設(shè)計(jì)

劉 歡 戴俊平

(①長(zhǎng)安大學(xué)工程機(jī)械學(xué)院，陜西 西安710064;②陜西理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，陜西漢中723000)

目前，國(guó)內(nèi)大部分廠家的鉆頭是在砂輪機(jī)上手工刃磨或在萬(wàn)能工具磨床上刃磨。手工刃磨其質(zhì)量取決于工人技術(shù)水平，刃磨精度難以保證，勞動(dòng)強(qiáng)度大，切削刃對(duì)稱(chēng)性差;萬(wàn)能工具磨床上刃磨調(diào)整比較復(fù)雜，刃磨效率低下。而國(guó)外的刃磨設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。鉆頭制造廠采用專(zhuān)用設(shè)備磨削后刀面，機(jī)械制造廠使用的鉆頭品種繁多，數(shù)量少，不可能送回鉆頭制造廠重磨。所以，研制一種適用一般機(jī)械制造廠，能夠刃磨多種規(guī)格的鉆頭，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，刃磨質(zhì)量高的刃磨機(jī)。

1 工作原理

麻花鉆刃磨機(jī)的工作原理如下:

本刃磨機(jī)適于對(duì)標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆刃磨。砂輪半錐角、軸間角參數(shù)成為定值，選取δ= 30°，θ= 29°。刃磨不同直徑的鉆頭，半錐角、軸間角參數(shù)是定值，需調(diào)整的刃磨參數(shù)只有:錐頂距A、偏距e、附加轉(zhuǎn)動(dòng)角β 三個(gè)參數(shù)。A、e、β 三個(gè)刃磨參數(shù)［3］對(duì)不同直徑的鉆頭其大小不同。為了準(zhǔn)確調(diào)整A、e、β 的大小，采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。

圖1 為外錐面鉆頭刃磨機(jī)傳動(dòng)原理圖，X步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)水平絲杠調(diào)整錐頂距A值，Y步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)鉆頭夾具轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整附加轉(zhuǎn)動(dòng)β 值和分度，Z步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)垂直絲杠調(diào)整偏距e值。裝上麻花鉆，通過(guò)手動(dòng)驅(qū)動(dòng)水平絲杠使麻花鉆沿砂輪錐面母線往復(fù)移動(dòng)和軸向進(jìn)給絲杠修磨內(nèi)錐面［4］。刃磨麻花鉆，將切削刃調(diào)整為水平位置安裝在夾頭上，輸入刃磨鉆頭直徑，機(jī)床自動(dòng)選擇優(yōu)化刃磨參數(shù)調(diào)整A、e、β 值，然后手動(dòng)軸向進(jìn)給刃磨，得到合理的鉆頭幾何角度。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本刃磨機(jī)包含兩部分:錐面砂輪調(diào)節(jié)裝置和麻花鉆鉆頭調(diào)節(jié)裝置，如圖2 所示。

錐面砂輪調(diào)節(jié)裝置包括砂輪36，砂輪36 中間鉆有通孔，齒輪軸12 通過(guò)通孔確定砂輪的位置。齒輪軸通過(guò)裝在箱體9 上的一對(duì)深溝球軸承8 來(lái)支撐連接，齒輪軸12 與大齒輪13 外嚙合，大齒輪13 的中心鉆有帶鍵槽的軸孔，大齒輪13 與軸14 通過(guò)圓頭平鍵連接，軸14 與箱體9 的接觸部分通過(guò)一對(duì)深溝球軸承6001來(lái)支撐連接。箱體9 通過(guò)螺釘與蝸輪7 固定連接，蝸輪中心鉆有比軸14 大徑間隙配合的通孔，蝸輪與蝸桿外嚙合，端面電動(dòng)機(jī)通過(guò)軸套34 用螺釘與蝸桿35 固定連接，從而端面電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過(guò)蝸桿蝸輪傳遞給箱體，實(shí)現(xiàn)箱體的公轉(zhuǎn)。軸14 的大徑段穿過(guò)蝸輪通孔并通過(guò)三對(duì)深溝球軸承6001 來(lái)支撐連接，支撐壁31鉆有通孔，軸14 的第二段通過(guò)一對(duì)裝在支撐壁31 上的深溝球軸承6001 來(lái)支撐連接，支撐壁31 通過(guò)螺釘與支架板30 固定連接。支架板30 一端裝有電動(dòng)機(jī)1，電動(dòng)機(jī)1 與軸14 通過(guò)軸套2 用螺釘固定連接，通過(guò)電動(dòng)機(jī)1 的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)軸14 轉(zhuǎn)動(dòng)，從而大齒輪13 繞軸14 軸心線轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪軸12 與大齒輪13 外嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)砂輪36 繞軸14 軸心線公轉(zhuǎn)。支架板30 中部下方裝有絲杠螺母裝置，底座29 上鉆有與絲杠的輸入端間隙配合的通孔，絲杠的輸入端通過(guò)與裝在底座29 上的軸承支撐連接，通過(guò)端面電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)絲杠螺母的上下進(jìn)給調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)，從而調(diào)節(jié)砂輪36 的上下位移。

麻花鉆鉆頭調(diào)節(jié)裝置包括麻花鉆38 通過(guò)鉆頭夾39 緊固，軸18 鉆有裝麻花鉆的中心通孔，軸18 通過(guò)一對(duì)軸承17 和軸套19 支撐連接。軸18 輸入端與皮帶輪通過(guò)圓頭平鍵穩(wěn)定連接，軸18 上裝有用螺釘固定連接的箱體16，箱體16 上裝有用螺釘固定連接的支架板15，支架板15 上裝有用螺釘固定連接的端面電動(dòng)機(jī)，端面電動(dòng)機(jī)通過(guò)圓頭平鍵與小皮帶輪穩(wěn)定連接。端面電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，將其動(dòng)力通過(guò)皮帶輪傳遞給軸18，從而使麻花鉆穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)。箱體16 下端裝有絲杠螺母裝置，絲杠螺母裝置下方裝有支撐板26，支撐板26 與轉(zhuǎn)盤(pán)27 通過(guò)螺栓固定連接。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)27，調(diào)節(jié)麻花鉆的中心線與砂輪36 的母線平行，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄25可沿著砂輪36 的母線方向調(diào)節(jié)位移。轉(zhuǎn)盤(pán)27 下方裝有支撐板，支撐板下方裝有絲杠螺母裝置，輸入端裝有端面電動(dòng)機(jī)，端面電動(dòng)機(jī)與絲杠的輸入端通過(guò)軸套固定連接，端面電動(dòng)機(jī)與支架板28 通過(guò)螺釘固定連接，支架板28 通過(guò)螺釘與底座29 固定連接，端面電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)絲杠螺母調(diào)節(jié)裝置使麻花鉆38 沿砂輪母線方向進(jìn)行位移［5］。

3 結(jié)語(yǔ)

本新型麻花鉆刃磨機(jī)采用行星輪的周轉(zhuǎn)輪系的刃磨原理，包含錐面砂輪調(diào)節(jié)裝置和麻花鉆鉆頭調(diào)節(jié)裝置兩部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。研究結(jié)果表明，新型刃磨機(jī)相對(duì)于傳統(tǒng)的刃磨機(jī)有以下優(yōu)勢(shì):(1)采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)半自動(dòng)控制，比起手工刃磨，操作簡(jiǎn)單方便，勞動(dòng)強(qiáng)度小，安全可靠，具有高的工作效率;(2)采用外錐面刃磨，利于排屑，鉆頭后刀面刃磨均勻，對(duì)中性好，鉆頭刃磨質(zhì)量高，刃磨精度高;(3)此刃磨機(jī)整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，成本低;(4)此刃磨機(jī)適合刃磨φ3 ～20 mm 直徑尺寸范圍的鉆頭，刃磨范圍廣，適合廣大機(jī)械加工廠使用。

［1］王忠魁，何寧，戴俊平.麻花鉆內(nèi)錐面刃磨法［J］.工具技術(shù)，1997，31(10):10 -13.

［2］戴俊平，何寧.內(nèi)錐面鉆頭刃磨機(jī)設(shè)計(jì)［J］.陜西工學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，19(2):1 -3.

［3］王忠魁.麻花鉆錐面刃磨參數(shù)的優(yōu)化［J］.機(jī)械制造，1994，8(1):11 -14.

［4］郭延文. 麻花鉆刃磨方法的改進(jìn)［J］. 機(jī)械工程師，2003，27(4):14 -19.

［5］金屬切削理論與實(shí)踐編委會(huì).金屬切削理論與實(shí)踐［M］. 北京:北京出版社，1980.