科教片《群钻》刃磨视频,这么经典的教材已经很难找到

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视频为《群钻》刃磨教程,教程详细讲解了群钻刃磨方法,不懂的同学可以学学。

群钻

是将标准麻花钻的切削部分修磨成特殊形状的钻头。群钻是中国人倪志福于1953年创造的,原名倪志福钻头,后经本人倡议改名为“群钻”,寓群众参与改进和完善之意。标准麻花钻的切削部分由两条主切削刃和一条横刃构成,最主要的缺点是横刃和钻心处的负前角大,切削条件不利。群钻是把标准麻花钻的切削部分磨出两条对称的月牙槽,形成圆弧刃,并在横刃和钻心处经修磨形成两条内直刃。这样,加上横刃和原来的两条外直刃,就将标准麻花钻的“一尖三刃”磨成了“三尖七刃”。

修磨后钻尖高度降低,横刃长度缩短,圆弧刃、内直刃和横刃处的前角均比标准麻花钻相应处大。因此,用群钻钻削钢件时,轴向力和扭榘分别比标准麻花钻降低30~50%和10~30%,切削时产生的热量显著减少。标准麻花钻钻削钢件时形成较宽的螺旋形带状切屑,不利于排屑和冷却。群钻由于有月牙槽,有利于断屑、排屑和切削液进入切削区,进一步减小了切削力和降低切削热。由于以上原因,刀具寿命可比标准麻花钻提高2~3倍,或生产率提高 2倍以上。群钻的三个尖顶,可改善钻削时的定心性,提高钻孔精度,为了钻削铸铁、紫铜、黄铜、不锈钢、铝合金和钛合金等各种不同性质的材料,群钻又有多种变型,但“月牙槽”和“窄横刃”仍是各种群钻的基本特点。

普通麻花钻受其固有结构的限制,其几何形状存在着某些缺陷。通过对其切削部分的修磨,可以得到一定改善。“群钻”就是一种行之有效的修磨形式。如果采用比普通高速钢性能更好的新型刀具材料,或变革麻花钻的结构,在此基础上再将钻头切削部分修磨成“群钻”钻型,则钻孔效果将进一步提高。新刀具材料的研制技术和刀具的制造技术有了很大的发展,故使变革麻花钻的材料和结构成为可能。此外,随着被钻孔材料和钻孔条件日益多样化,“群钻”的钻型也有了很多发展,形成了一个系列。

过去普通麻花钻一般用普通高速钢W6Mo5Cr4V2或W18Cr4V制造。他们的硬度为62~64HRC磨成“群钻”后,切削性能的提高受到刀具材料的限制。超硬高速钢的出现,使刀具切削性能出现了一个飞跃。国外多用高钴超硬高速钢,美国的M42(110W1.5Mo9.5Cr4VCo8)和瑞典的HSP―15(W9Mo3Cr4V3Co10)是其中的佼佼者。但它们的含钴量多,达8%~10%,价格昂贵。国内多用少钴或无钴超硬高速钢,501(W6Mo5Cr4V2AL)、(Co5Si(W12Mo3Cr4V3Co5Si)、V3N(W12Mo3Cr4V3N)等。超硬高速钢的常温硬度达67~69HRC,比普通高速钢高出5HRC,高温硬度亦显著提高。实践证明,用超硬高速钢制成麻花钻,再修磨成“群钻”形式,与普通高速钢“群钻”相比,钻孔效率可提高一倍以上。国内一些工具厂可根据用户需求,提供超硬高速钢麻花钻。

上述所有的高速钢都是用熔炼方法制造的。有用粉末冶金工艺制造的高速钢,其性能优于熔炼高速钢。如用粉末冶金高速钢制成麻花钻,再磨成“群钻”,其钻孔效率可成倍提高。

在高速钢钻头磨成“群钻”后,如在其工作部分表面上用PVD(物理气相沉积)法涂覆TiN薄层可使其切削性能大幅度提高。但这样做,除增加了修磨工时外还将加上涂层费用,而重磨后将失去后刀面的涂层,因此涂层“群钻”难以推广。在1953年以后的十余年中,倪志福和研究小组在实践中逐步总结改进,对53型“群钻”进行过多次修改,几何参数逐步演变,形成了56型、58型、58A型、64型、67型

硬质合金是一种更为先进的刀具材料,其硬度和耐磨性比高速钢高得多。但是,硬质合金的韧性较差,钻头容易折断,它的可加工性也不太好,故过去很少用硬质合金制造麻花钻。随着化学成分和制造方法的改进,硬质合金的韧性有了改进,中小尺寸的整体硬质合金麻花钻已得到广泛应用。在硬材料上钻孔,效果很好。制造麻花钻,必须选用韧性和抗弯强度较高的硬质合金,例如钻钢材时可用YS25、YT798等,钻铸铁及淬硬钢时可用YS8、YSl0、YG813等,有时亦可采用YT5、YT14、YG6X、YG8等牌号。

用YG6X整体硬质合金麻花钻(直径10mm)在KmT-BCr20Mo2高铬冷硬铸铁(60HRC)上钻孔,在修磨成“群钻”形式前后进行切削对比。“群钻”形式的使用寿命约提高了3倍以上。由于硬质合金较脆,对切削部分应予以加强,“群钻”形状见图1钻高铬冷硬铸铁的整体硬质合金“群钻”图1,几何参数数值见表1。切削用量:转速n=600r/min,每转进给量?=0.13mm/r。

与修磨前的普通麻花钻相比,“群钻”有前角比较合理、钻削力降低、耐用度提高、钻孔质量改善等优点;而且,分屑、断屑、排屑性能亦较好。

基本型“群钻”与普通麻花钻各段切削刃上前角的数值由下表可见。除外刃(AB段)前角基本未变外,其余各段切削刃上前角均有所加大。圆弧刃(BC段)上前角加大10?~14?,内刃(CD段)上加大15?~20?,横刃上约加大5?。加大前角,可减小切屑变形,降低切削力及切削温度。

切削试验表明,在碳素结构钢上钻孔时,“群钻”的轴向力比普通麻花钻约降低35%~47%,扭矩约减小10%~30%;在钻削灰铸铁时,“群钻”的轴向力约降低35%~50%,而扭矩仅加大2%~8%;在钻削有色金属时,“群钻”的轴向力和扭矩分别降低25%~40%和15%~19%。钻削力和钻削扭矩降低后,有利于降低切削温度及提高钻孔质量。

(3)分屑、断屑、排屑

由于外刃、圆弧刃和内刃交接处有明显的转折点,而且一侧外刃上还开出分屑槽,故能保证良好分屑。切屑变窄后有利于断屑和排屑。在这种情况下,如施加切削液,则切削液较易到达孔底与钻尖,能充分发挥冷却、润滑作用。

切削试验与现场验证表明,“群钻”切削部分的磨损比普通麻花钻明显减缓,耐用度显著提高。一般“群钻”的耐用度可提高2~3倍。

由于横刃磨窄,定心作用好;两个侧刃尖和圆弧刃对钻头均有稳定、定向作用;且轴向力显著减小,故“群钻”钻孔时不易走偏,提高了钻孔精度。钻削过程平稳,切屑变形减小,也有利于提高钻孔表面质量。

由于“群钻”具有以上优点,40余年来驰名中外,得到了广泛的应用。

群钻大体分为两种类型:可调式和固定式。

一 可调式:本体结构得用齿轮箱配合万向节头所组成,由于万向节是可活动轴件,故在限定范围内可左右移动。在调整加工孔距时不受齿轮所限制,适合加工多样不定性孔件,使用范围较广。缺点是精度方面控制有所欠缺,长期使用跑位率相比略高。适合单件加工量不大,长年更换加工件的企业。

二 固定式:根据单件加工件量身定制多轴器,即依照零件的间距、排布,定死动轴。从而达到单品单轴,一件一台的多轴器标准方案。这是使用多轴器最终的模式,是提高生产效率最快的钻床设备。固定式加导孔板多轴器准确耐用,在更换式件时,有很多空间取付方便,不会受到治具之妨碍。所加工出来的产品更精确,多轴器也更耐用。

群钻按其加工件的硬度来划分,可分为中切削型、重切削型和强力超重切削型三类。中切削试用于铝、镁、铜等HB≤150以下的铸件。重切削试用于孔数大于10个的软质件或4孔以下的钢、铁等HB≤265以下的铸件。强力超重切削型试用于180≤HB≤300钢、铁等强硬度铸件。

THE END
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