關(guān)于新型內(nèi)錐面刃磨麻花鉆的方法探討

孫科 戴俊平

摘 要 本文提出利用蝸輪蝸桿帶動砂輪實現(xiàn)內(nèi)錐面刃磨麻花鉆的方法，克服了用行星輪帶動砂輪時，砂輪在形成內(nèi)錐面的過程中速度過快，使刃磨無法完成的缺點，同時又能提高麻花鉆的刃磨效率和刃磨質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 蝸輪蝸桿;砂輪;麻花鉆;內(nèi)錐面

目前，錐面刃磨法是最常用的麻花鉆刃磨方法之一。錐面刃磨法又分為外錐面刃磨法和內(nèi)錐面刃磨法。本文在分析其各自存在優(yōu)缺點的同時，對各自在刃磨中的缺點進行改進，提出了一種“新型內(nèi)錐面”刃磨鉆頭的方法。

1內(nèi)錐面刃磨原理

麻花鉆的內(nèi)錐面刃磨原理如圖1所示，將砂輪修磨成內(nèi)錐面，麻花鉆放在砂輪的內(nèi)錐面內(nèi)磨削，以形成麻花鉆的圓錐面后刀面。砂輪的回轉(zhuǎn)運動是刃磨的主運動，錐頂距A是鉆尖中心點到砂輪錐頂點的距離通過改變A使鉆頭得到所需的后角α，橫刃斜角ψ和頂角2Φ。其中刃磨參數(shù)有：錐頂距A、偏距e、半錐角δ、軸間角θ。由圖1可知錐面上的線速度V=ωAsinδ，鉆頭直徑較小時，A值較小，刃磨口徑較小，砂輪轉(zhuǎn)速受到主軸結(jié)構(gòu)、潤滑、傳動件精度等限制，很難滿足切削速度的要求;鉆頭直徑較大時，接觸面積大，磨削面積大，磨削效率低，發(fā)熱大，易燒傷鉆頭[1]。

2用外錐面砂輪實現(xiàn)內(nèi)錐面刃磨麻花鉆的方法

2.1 基本思想

由文獻2可知，用外錐面砂輪實現(xiàn)內(nèi)錐面刃磨鉆頭的方法如圖2所示，將錐頂角為2θ的錐形砂輪裝在行星輪系的行星輪上，使其隨行星輪一起運動，即既自轉(zhuǎn)又公轉(zhuǎn)。當(dāng)砂輪的大端半徑R大于其行星架的高度H時，砂輪的母線在空間所經(jīng)過的軌跡就會形成一個“內(nèi)錐面”。通過相關(guān)數(shù)學(xué)計算

若刃磨Φ20鉆頭，砂輪口徑，切削速度選取，砂輪轉(zhuǎn)速。這就意味著行星架在帶動砂輪繞軸公轉(zhuǎn)行成“內(nèi)錐面”過程中的轉(zhuǎn)速也要達到n=10710（rpm），而此時在麻花鉆與砂輪母線接觸刃磨后刀面的過程中，由于砂輪上下繞動形成內(nèi)錐面的過程太快使麻花鉆后刀面的刃磨無法進行。故此方法在實際麻花鉆的刃磨中不可取[2]。

3新型內(nèi)錐面刃磨麻花鉆的方法

3.1 基本思想

“新型內(nèi)錐面刃磨法”的結(jié)構(gòu)簡圖和刃磨原理如下：

將錐頂角為2θ半徑為R的錐形砂輪裝在齒輪帶動的軸端上，齒輪與軸一起裝在“T”形的空心軸內(nèi)。當(dāng)電機驅(qū)動軸帶動齒輪運動時，砂輪就形成了繞軸的回轉(zhuǎn)運動。空心軸由蝸桿帶動蝸輪形成回轉(zhuǎn)運動。此時砂輪就形成了既繞自身軸回轉(zhuǎn)又繞空心軸公轉(zhuǎn)的運動，砂輪的母線在空間所經(jīng)過的軌跡就會形成一個“內(nèi)錐面”。

4該刃磨方法的特點

砂輪在形成內(nèi)錐面的過程中，速度可調(diào)節(jié)。采用蝸輪蝸桿的傳動單級傳動可獲得較大的傳動比，且結(jié)構(gòu)緊湊。砂輪在隨空心軸回轉(zhuǎn)形成內(nèi)錐面的過程中速度很低，有利于刃磨的順利進行。采用如圖3所示的刃磨機構(gòu)實現(xiàn)內(nèi)錐面。在磨削時砂輪既自轉(zhuǎn)又公轉(zhuǎn)，而實際的磨削只是在砂輪回轉(zhuǎn)到與鉆頭接觸的約1/4公轉(zhuǎn)周期內(nèi)，其他3/4的公轉(zhuǎn)周期為空轉(zhuǎn)時間。由于公轉(zhuǎn)時速度很低，故可以在每個3/4公轉(zhuǎn)周期的時間內(nèi)利用步進電機將麻花鉆旋轉(zhuǎn)180度，來刃磨另一后刀面。這樣刃磨出來的麻花鉆就解決了后刀面的對稱問題，提高了麻花鉆鉆削的質(zhì)量。

參考文獻

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

[2] 趙永強，侯紅玲.外錐面砂輪實現(xiàn)內(nèi)錐面砂輪刃磨鉆頭的方法[J].工藝裝備，2004，31（7）：56-64.