
麻花钻的主要几何角度包括:
(1)螺旋角β:螺旋角是钻头螺旋槽上最外圆的螺旋线展开成直线后与钻头轴线的夹角。标准麻花钻的螺旋角范围在18°至38°之间,对于直径较小的钻头,螺旋角应取较小值以保证钻头的刚度。
(2)前角γOm:由于麻花钻的前刀面是螺旋面,主切削刃上各点的前角是不同的。从外圆到中心,前角逐渐减小。刀尖处前角约为30°,靠近横刃处则为-30°左右。横刃上的前角为-50°至-60°。
(3)后角αOm:麻花钻主切削刃上选定点的后角,是通过该点柱剖面中的进给后角αOm来表示的。柱剖面是过主切削刃选定点包含钻头轴线的平面。αOm沿主切削刃也是变化的,越接近中心αOm越大。麻花钻外圆处的后角α通常取8°至10°,横刃处后角取20°至25°。
(4)主偏角κrm:主偏角是主切削刃选定点m的切线在基面投影与进给方向的夹角。由于钻头主切削刃不通过轴心线,故主切削刃上各点基面不同,各点的主偏角也不同。
(5)锋角2φ:锋角是两主切削刃在与其平行的平面上投影的夹角。较小的锋角容易切入工件,轴向抗力较小,且使切削刃工作长度增加,切削层公称厚度减小,有利于散热和提高刀具耐用度;若锋角过小,则钻头强度减弱,变形增加,扭矩增大,钻头易折断。标准麻花钻的锋角2φ为118°。
(6)横刃斜角ψ:横刃斜角是主切削刃与横刃在垂直于钻头轴线的平面上投影的夹角。当麻花钻后刀面磨出后,ψ自然形成。标准麻花钻的横刃斜角约为50°至55°。
麻花钻的结构特点及其对切削加工的影响包括:
(1)麻花钻的直径受孔径的限制,螺旋槽使钻芯更细,钻头刚度低;仅有两条棱带导向,孔的轴线容易偏斜;横刃使定心困难,轴向抗力增大,钻头容易摆动。因此,钻出孔的形位误差较大。
(2)麻花钻的前刀面和后刀面都是曲面,沿主切削刃各点的前角、后角各不相同,横刃的前角达-55°。切削条件很差;切削速度沿切削刃的分配不合理,强度最低的刀尖切削速度最大,所以磨损严重。因此,加工的孔精度低。
(3)钻头主切削刃全刃参加切削,刃上各点的切削速度又不相等,容易形成螺旋形切屑,排屑困难。因此切屑与孔壁挤压摩擦,常常划伤孔壁,加工后的表面粗糙度很低。
操作方法指导刃磨过程,通过四句口诀来确保刃磨质量:
口诀一:“刃口摆平轮面靠。”确保钻头刃磨部分的主切削刃处于水平位置,钻头还不能接触砂轮。
口诀二:“钻轴斜放出锋角。”钻头轴心线与砂轮表面之间的位置关系,直接影响钻头顶角大小及主切削刃形状和横刃斜角。
口诀三:“由刃向背磨后面。”从钻头的刃口开始沿着整个后刀面缓慢刃磨,便于散热和刃磨。
口诀四:“上下摆动尾别翘。”在钻头刃磨过程中,上下摆动钻头,但不要转动,同时确保钻头尾部不要高翘于砂轮水平中心线以上。
麻花钻的缺点包括:
(1)标准麻花钻主切削刃上各点处的前角数值内外相差太大,造成切屑变形大,切削阻力大;而近外缘处前角过大,在加工硬材料时,切削刃强度常嫌不足。
(2)横刃嫌长,横刃的前角是很大的负值,产生很大的轴向力。
(3)与其他类型的切削刀具相比,标准麻花钻的主切削刃很长,不利于分屑与断屑。
(4)刃带处副切削刃的副后角为零值,造成副后刀面与孔壁间的摩擦加大,切削温度上升,钻头外缘转角处磨损较大,已加工表面粗糙度恶化。
以上缺陷常使麻花钻磨损快,严重影响着钻孔效率与已加工表面质量的提高。