手工刃磨群鉆的一種新方法分享

孫波

摘 要：本文針對(duì)目前技術(shù)教育和生產(chǎn)實(shí)踐中對(duì)性能優(yōu)異的群鉆技術(shù)普及無(wú)方的技術(shù)原因進(jìn)行探索，提出一種先畫(huà)線后刃磨的手工刃磨作業(yè)模式，將在短時(shí)間內(nèi)難以掌握的實(shí)用技能，分解為簡(jiǎn)單的多步工序，將刃磨鉆頭的隨意性操作變?yōu)橐?guī)范化作業(yè)，大大減少了初學(xué)者在練習(xí)提高階段極容易發(fā)生的誤磨和錯(cuò)磨現(xiàn)象，既適用于教學(xué)也可以應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中。

關(guān)鍵詞：群鉆 ?刃磨 ?麻花鉆 ?磨鉆頭 ?鉆削

群鉆雖是普通麻花鉆刃磨改進(jìn)而成，但卻比現(xiàn)在廣泛使用的普通麻花鉆提高作業(yè)效率和工作壽命達(dá)數(shù)倍之多，同時(shí)還改善了加工精度和勞動(dòng)條件。這項(xiàng)由中國(guó)人倪志福在60多年前發(fā)明的技術(shù)，早已成為國(guó)內(nèi)外金屬加工教科書(shū)的重要內(nèi)容。聯(lián)合國(guó)世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織向倪志福先生頒發(fā)了金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)潞妥C書(shū)。在表彰巨匠的同時(shí)也肯定了該項(xiàng)技術(shù)的歷史和現(xiàn)實(shí)意義?？赡腿藢の兜氖侨恒@的普及應(yīng)用卻受到諸多因素的影響，當(dāng)用者愛(ài)莫能助，甚至聞所未聞;當(dāng)教者束之高閣，敬而遠(yuǎn)之。這真實(shí)寫(xiě)照背后原因之一可能是群鉆的刃磨比較麻煩，難以在短時(shí)間里熟練掌握。雖然不斷有專用的群鉆刃磨設(shè)備面世，也許因?yàn)槎疾惶m應(yīng)機(jī)械行業(yè)的性質(zhì)和鉆削作業(yè)的特點(diǎn)而未成氣候。筆者探索并實(shí)踐手工刃磨群鉆，實(shí)驗(yàn)出新的方法用于教學(xué)，現(xiàn)做引玉之磚，意欲同行切磋，懇請(qǐng)指正，希望能有更多更好的刃磨方法和經(jīng)驗(yàn)互相交流，共同提高。

一、磨前畫(huà)線法——于普通麻花鉆改型群鉆的教學(xué)

1.所需器材

高度游標(biāo)畫(huà)線尺、方箱或V型鐵、合金劃針、平臺(tái)或鉆床工作臺(tái)、電動(dòng)砂輪機(jī)、角向磨光機(jī)、不同厚度和圓弧刀口的片砂輪。

2.畫(huà)線重要參數(shù)的推求

如圖1所示，a圖中AUVA是普通麻花鉆的頂部輪廓線，ABBA是標(biāo)準(zhǔn)群鉆的頂部工藝輪廓線，ASPQTDEFFEDA是標(biāo)準(zhǔn)群鉆的頂部實(shí)際輪廓線;b圖是標(biāo)準(zhǔn)群鉆頂部工藝輪廓的俯視投影圖，對(duì)畫(huà)線比較重要的特性點(diǎn)是A.B.C.D.F等，其中B.C.D.F可參照?qǐng)D1及機(jī)械手冊(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)推求。

（1）b圖中B點(diǎn)幾何參數(shù)關(guān)系到橫刃斜角的角度和鉆心的精度，圖1b中Sinα=B0O·sin（180-Ψ）/AO式中BO——橫刃畫(huà)線長(zhǎng)度的一半，可實(shí)際量取，也可根據(jù)鉆頭的新舊使用長(zhǎng)度在BO=（0.15～0.20）D/2之間選取;Ψ——橫刃斜角，一般群鉆取65°;AO——鉆頭半徑，可實(shí)際量取，對(duì)新鉆頭可忽略工藝錐度直接取公稱直徑;arcsinα=arc（0.16D/2·sin115）/0.5Dα=8.3°

（2）D點(diǎn)參數(shù)由以下兩式給出DE=AD·sin（90-?）=0.3D·sin（90-62.5）≈0.14D; ?AE=AD·cos（90-?）=0.3D·cos（90-62.5）≈0.27D。式中?——標(biāo)準(zhǔn)群鉆外頂角2?=125°;AD

——標(biāo)準(zhǔn)群鉆外直刃長(zhǎng)度，見(jiàn)圖1，對(duì)于直徑在15mm以上的鉆頭，其外直刃長(zhǎng)度取1=0.3D。

3. 劃法 ? ?

劃前先粗檢鉆頭，如很不規(guī)范，應(yīng)先粗略修磨成較規(guī)范的麻花鉆。

（1）鉆頭在方箱V槽內(nèi)豎直朝下，將高度游標(biāo)畫(huà)線尺的劃針尖調(diào)準(zhǔn)在兩主切削刃外緣刃尖完整的高度上，在前面及棱帶上劃出多角環(huán)狀的水平基準(zhǔn)線m1，得到標(biāo)準(zhǔn)群鉆的兩外刃外緣刃尖A和A，如圖1所示。

（2）自m2下移劃尖0.14D，先后在兩前刀面上劃出m2和m2（要?jiǎng)澋絻啥耍玫絻赏庵比械膬身敿釪和D所在的兩水平線。

（3）自m2下移0.03D在兩前刀面上劃出m3和m3（劃到兩端），得到標(biāo)準(zhǔn)群鉆的橫刃兩端點(diǎn)F和F所在的水平面。

（4）自m2上移劃尖0.1D，在兩前刀面上劃出m4和m4，得到標(biāo)準(zhǔn)群鉆兩月牙槽的槽底界線。

（5）鉆頭在平臺(tái)上平放，使兩主切削刃立于鉛垂面內(nèi)，忽略鉆頭的軸向工藝錐度，劃尖自平臺(tái)平面取上式數(shù)值A(chǔ)J=0.46D高度，先在一個(gè)前面上劃出n1直到頂端與m1相交得交點(diǎn)為C，與m3相交，交點(diǎn)為F，F(xiàn)為中間工藝的橫刃端點(diǎn)，CF可起檢驗(yàn)作用;轉(zhuǎn)動(dòng)鉆頭180°，再劃出n1與m1相交得交點(diǎn)C，與m3相交得交點(diǎn)為F。

（6）仍如以上（5）姿勢(shì)，劃尖自平面取上（3）式AE=0.27D，劃出n2，過(guò)m1與m2相交得D點(diǎn);轉(zhuǎn)動(dòng)鉆頭180°，劃出n2得D點(diǎn)。

（7）將AE=0.27D均分為四，繼續(xù)如上（5）姿勢(shì)，劃尖自n2線下移四分之一AE劃出n3;自n3下移二分之一劃出n4。

（8）鉆頭平放V槽內(nèi)，用合金劃針比著窄尺連接AD延長(zhǎng)至n1得B點(diǎn)，線段AB是外頂角2?的一個(gè)邊的界限。

（9）比照?qǐng)D1，在前面上劃出分削槽STPQ，槽深0.03D，如圖1所示。

4.初磨頂面

砂輪修平，沿鉆頭的m3和m3將鉆頭的尖頂磨去，如圖2，注意不要過(guò)磨，不要使磨出的平面內(nèi)凹。

5.劃出鉆心

鉆頭在平臺(tái)上平放，劃尖取鉆頭頂部AA之間實(shí)際直徑尺寸的一半，連接F和F，形成橫刃斜角Ψ;劃尖高度增加0.015D，使FF豎直，分兩刀劃出橫刃的要求長(zhǎng)度（鉆心）b，如圖2。

6.劃兩月牙槽和內(nèi)直刃

鉆頭平放于V槽內(nèi)，比照?qǐng)D1參照表1，月牙槽和內(nèi)直刃兩者的寬度之比可取1：2，月牙槽不宜過(guò)淺，也不宜過(guò)大。從D點(diǎn)至m4最低點(diǎn)E再至F，在另一前刀面上也對(duì)稱劃出，也可比著小墊圈和窄尺劃。

7.刃磨

（1）先磨月牙槽。用角磨機(jī)開(kāi)槽，砂輪邊緣的R略小于月牙槽的R，鉆頭小可兩手分拿或者固定角磨機(jī);鉆頭大可夾固鉆頭，手拿角磨機(jī)并使手有支點(diǎn)，注意防止砂粒鐵屑迸濺，刃口處容易磨負(fù)切記少磨。

（2）磨外直刃。在電動(dòng)砂輪上從后刀面尾尖起磨，磨過(guò)后面接近刃口時(shí)迅速脫離砂輪，沾水后再繼續(xù)刃磨，以防刃口回火，后刀面磨三次后，刃口磨一次即可，磨刃口時(shí)要細(xì)看輕磨，謹(jǐn)防錯(cuò)磨和過(guò)磨。

（3）劃完分屑槽。鉆頭取平位，用劃尖在后刀面上參照?qǐng)D1b分別自S點(diǎn)和T點(diǎn)向其切削的反方向畫(huà)線，切忌過(guò)大。

（4）磨分屑槽。參照上（1）磨月牙槽的方法開(kāi)槽，用角磨機(jī)換上薄片砂輪或金剛石片砂輪，槽角根小一些，可以減小切削阻力，但也無(wú)需磨成直角，以免應(yīng)力集中，注意后角要足夠大。

（5）磨內(nèi)直刃。用上（4）的角磨機(jī)砂輪側(cè)緣磨削，大角度小力度，輕輕接觸后刀面輕壓向內(nèi)直刃EF ，對(duì)低端使之過(guò)渡圓滑不要磨出細(xì)小溝槽，較高的一端是鉆心，它既是群鉆最重要的結(jié)構(gòu)，又是最薄弱的部位，同時(shí)關(guān)系到精度、振動(dòng)、工效及耐用度，要輕之又輕，勤看微磨，注意對(duì)稱。

（6）修磨橫刃。磨普通麻花鉆也可修磨橫刃，兩者相差不大，都是磨掉后刀面的后棱，類似倒角，普鉆的橫刃較長(zhǎng)而突出，磨削量小;群鉆的橫刃短且內(nèi)陷磨削量較大，用角磨機(jī)較容易些。第二步是從兩個(gè)刃瓣的方向上保持對(duì)稱平衡，此一步是從橫刃的兩端向中間大比例縮進(jìn)磨至b寬度，也需要精確控制，若用比較厚大的砂輪易誤磨主切削刃。

（7）精磨鉆心。本法至第（4）已完成了標(biāo)準(zhǔn)群鉆的刃磨，如對(duì)鉆削有更高要求，可在鉆床主軸上加裝簡(jiǎn)易的轉(zhuǎn)動(dòng)角度指示裝置，用以較精確地控制修磨角度。

二、小結(jié)

本文所提供的標(biāo)準(zhǔn)群鉆手工刃磨方法，有十幾步操作，對(duì)機(jī)械加工和鉗工諸工種來(lái)說(shuō)是駕輕就熟的經(jīng)常性工作。按照以上步驟磨削工序明確，效果明顯。本文采用華羅庚教授所闡述和總結(jié)的“以直代曲”的樸素方法，結(jié)合機(jī)械工廠中傳統(tǒng)的常用畫(huà)線，引入多量直線直接刻畫(huà)在鉆頭上，把需要刃磨的部分劃于界限之外，更適合缺乏技能的學(xué)生及青工，不再容易錯(cuò)磨和過(guò)磨。試用結(jié)果表明，稍具畫(huà)線常識(shí)的人便可參照資料較為準(zhǔn)確快捷地劃出。這種畫(huà)線是一種較為固定的模式，變化不多，越劃越熟。考慮到以往關(guān)于群鉆的論述和介紹模式單一，幾何參數(shù)眾多，使初學(xué)者不易取舍，本文推導(dǎo)成經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)以方便現(xiàn)場(chǎng)使用。在實(shí)際教學(xué)或生產(chǎn)中，方式很多，可以制成卡片，可以載入手冊(cè)，在學(xué)?？捎山處焸湔n講授，也可以是數(shù)學(xué)、識(shí)圖和工藝的三聯(lián)課題，使學(xué)生在掌握這種易學(xué)易用技能的同時(shí)，也培養(yǎng)了他們實(shí)踐需要理論指導(dǎo)的理念和善于聯(lián)系理論的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]北京永定機(jī)械廠群鉆研究小組.群鉆的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)[M].北京：人民出版社，1967.

[2]徐平田.機(jī)床加工操作禁忌實(shí)例[M].北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社出版，2004.

[3]孫庚午.鉗工手冊(cè)[M].鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，1984.

[4]逯萍.鉗工工藝學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

（作者單位：淄博市技師學(xué)院，淄博市運(yùn)通駕駛員培訓(xùn)中心）