新手如何掌握麻花鉆的磨刀技巧？
麻花鉆是最常用的孔加工工具。這種鉆頭的直線主切削刃較長，兩個主切削刃由壹個水平刃連接。容屑槽為螺旋形(便於排屑)，螺旋槽的壹部分構成前刀面、前刀面和頂角(2？)決定了前角g，所以鉆尖的前角不僅與螺旋角密切相關，還受刀刃傾角的影響。麻花鉆的結構和幾何參數見圖1。
d:直徑y:斜角a:間隙角b:螺旋角？:頂角d:核心直徑l:工作部分長度
圖1麻花鉆結構及切削部分示意圖
橫刃的斜角y是橫刃與主切削刃在端面投影中的夾角，y的大小和橫刃的長度取決於鉆芯附近的後角和頂角的大小。頂角不變時，背角越大，Y越小，橫刃越長(壹般Y控制在50 ~ 55°範圍內)。
二、麻花鉆的受力分析
麻花鉆在鉆削過程中的受力比較復雜，主要包括工件材料的變形抗力、麻花鉆與孔壁和切屑的摩擦等。鉆頭的每個切削刃將受到三個分量的作用:Fx、Fy和Fz。
圖2麻花鉆切削時的受力分析。
如圖2所示，在理想情況下，切削刃上的力基本上彼此平衡。剩下的力是軸向力和周向力，周向力構成扭矩，在加工過程中消耗主要動力。麻花鉆在切削力的作用下產生橫向彎曲、縱向彎曲和扭轉變形，其中扭轉變形最為明顯。扭矩主要由主切削刃上的切削力產生。根據有限元分析計算，普通鉆尖切削刃上的扭矩約占總扭矩的80%，橫刃產生的扭矩約占10%。軸向力主要由橫刃產生，約占普通鉆尖橫刃產生的軸向力的50% ~ 60%，主切削刃產生的軸向力的40%。
圖3芯徑d-剛度Do關系曲線
以直徑D=20mm的麻花鉆為例，在其他參數不變的情況下，改變鉆芯厚度。從其剛度變化曲線(見圖3)可以看出，隨著鉆芯直徑的增大，剛度Do增大，變形減小。可以看出，鉆芯厚度的增加明顯增加了麻花鉆工作時的軸向力，直接影響刀具的切削性能，刀具的剛度也影響加工幾何精度。
由於普通麻花鉆的橫刃以大負前角切削，鉆削時會產生嚴重的擠壓，不僅會產生較大的軸向阻力，還會產生較大的扭矩。對於壹些厚芯鉆，如拋物線鉆(G鉆)和壹些硬質合金鉆(其特點之壹是將普通麻花鉆直徑的11%至15%的芯厚提高到25% ~ 60%)，剛性好，鉆孔直線度好，孔徑準確，進給量提高20%。而鉆芯厚度的增加必然導致橫刃變長，相應地增加軸向力和扭矩，不僅增加設備負荷，而且對加工幾何精度影響很大。另外，由於橫刃與工件的接觸是線性的，鉆尖進入切削狀態時，很難控制被加工孔的位置精度和幾何精度。所以為了防止加工時出現偏差，往往需要用中心鉆預鉆中心孔。
為了解決上述問題，壹般采用在十字葉片兩端切槽的方法，以減少十字葉片的長度，減少擠壓，從而降低軸向力和扭矩。但在實際加工中，鉆尖負前角切削和線接觸方式對中性能差的問題壹直沒有得到根本解決。為此，人們壹直在不斷研究和改進鉆尖的形狀，S刃鉆尖是解決這壹問題的較好方法之壹。
三。S形刃鉆尖的分類和特性
S刃鉆尖也叫溫斯洛鉆尖，從末端投影看，其橫刃呈S形。從正面投影可以看出，鉆尖中部略隆起，呈拋物線冠狀。由於帶S刃的鉆尖為曲刃，切削瞬間鉆尖與工件為點接觸，因此自定心和穩定性優於普通麻花鉆，軸向力減小，切削性能提高，鉆頭壽命延長，待加工孔的質量顯著提高，孔的位置精度和幾何精度令人滿意，鉆孔進給速度和進給速度進壹步提高。根據拋物線冠和十字刃的形狀，S刃鉆尖基本可分為三種，即高冠S刃、低冠S刃和低冠小S刃(見圖4)。
圖4三種S形刃鉆尖
高冠S形刃鉆尖
高冠S刃鉆尖以美國Giddings Lewis鉆頭研磨機研磨的Winslow鉆尖為代表。機床附有壹套特殊的凸輪機構，S型刀片磨削後鉆尖的切削部分(L0)較長，S型刀片的齒冠曲率較大。特點:由於S部分較高(L0較長)，基本消除了負前角，甚至可以切削正前角，所以不需要加橫切槽。磨削效率高，適用於磨削厚芯刀具。但鉆尖的尖部比較薄弱，強度差，不適合高硬度工件的高速加工。鉆尖應由韌性好的材料制成(如高速鋼)。
低冠S形刃鉆尖
低冠S刃的鉆尖以德國五軸磨床(配有瑞士Numroto的編程軟件)磨削的鉆尖為代表。鉆尖的切削部分(L0)較短，並且S形刃的冠部曲率較小。從端面投影方向可以看出，十字刃為大S形，中間部分可以是短直線，十字刃部分有兩個小槽，可以減小鉆尖部分的負前角。
特點:由於切削部分(L0)比較短，鉆尖和主切削刃的強度好；由於鉆尖S刃的冠部曲率較小，其自定心和穩定性比高冠部S刃鉆尖好。切削十字刃前角後，鉆削性能明顯提高，既保留了高冠S刃鉆尖的優點，又提高了鉆尖的強度。適用於加工硬質材料(如鋼件、鑄鐵件等。).鉆頭可以由高速工具鋼、硬質合金或其他高硬度材料制成。這種鉆頭的磨削比較復雜，要求也比較高。
低冠小S形刃鉆尖
這種鉆尖的形狀類似於高冠S刃鉆尖，其橫刃也是小S形，鉆尖角度為(2？)比以上兩種鉆尖大，主切削刃短(L0比較短)，冠曲率小。
特點:由於主切削刃短，加工時扭矩小；由於主切削刃強度高，冠曲率小，所以其自定心和穩定性比高冠S刃鉆尖好。此外，小S刃鉆尖無負前角，無需在橫刃處加槽，既控制了軸向力，又降低了扭矩，可大大提高切削性能。適用於磨削高硬度材料(如硬質合金)的小螺旋角鉆頭。
四、S形刃鉆尖磨削
S刃鉆尖形狀復雜，用手工或普通鉆磨床很難磨削出理想的刃形。壹般需要使用帶特殊凸輪機構的鉆磨機或數控磨床才能實現精確磨削。
圖5顯示了S形刃鉆尖的簡單磨削原理。將待研磨的鉆頭水平夾在A軸上。磨削時，錐形砂輪接觸刀具刃口後，B軸在XZ平面內旋轉，A軸聯動(按後刀面螺旋升程要求旋轉)；同時，砂輪相對於刀具在Y軸方向下降，形成螺旋側面和S形橫刃。
圖5S刃鉆尖的簡單磨削原理
鉆尖的冠高由錐形砂輪(錐度為30° ~ 60°)磨削的圓弧大小和螺旋面的升速率決定。當提升率增加時，冠高降低，圓弧越大，冠投影越高(見圖5)。此外，冠高和S曲線半徑與芯層厚度直接相關。
為了提高磨削低冠S刃鉆尖時的切削性能，可以用75°角砂輪在鉆尖處切出兩條小槽，它們的角度基本平行於S的兩個半圓的連線，這樣既能保持主切削刃的強度，又能減小S刃中部產生的負前角，使冠拋物線中部的刀片前角等於或小於零(r≥0)。
和普通麻花鉆壹樣，帶S刃的鉆尖頂角也很重要，鉆尖角的磨削範圍壹般在90 ~ 135之間。從圖1可以看出，頂角(2？)越小，主切削刃越長，切削載荷越大。由於S形刃的鉆尖具有良好的自定心性能，所以不需要通過減小頂角來提高被加工孔的幾何精度(這種方法在加工實踐中效果不明顯)來避免增加切削載荷。相反，為了提高刀具的切削性能，增加切削強度和切削速度，S刃鉆尖的頂角壹般設計在118以上(甚至高達140)。此外，當鉆尖的外刃切入工件時，外刃的後角決定了楔角。刀具的楔角應根據待加工工件材料的硬度來確定。當工件材料較軟時，應選擇較大的背角。
動詞 （verb的縮寫）S刃鉆尖應用實例
我們將S刃鉆尖磨削技術應用於發動機連桿小頭孔的加工，取得了良好的效果。
工藝設計:20序:鉆孔？17+0.07毫米，機器轉速:200轉/分，切削速度:10.68毫米/分，進給速度:0.45毫米/分..40順序:鉸孔？17.5+0.05毫米.
使用？用17mm普通麻花鉆鉆孔時，孔徑往往達到或超過？17.5mm，導致產品報廢，操作人員不得不手工打磨鉆尖，但是打磨質量非常不穩定。
我們把鉆頭磨成頂角118，軸向前角7，周向前角6的低冠大s刃鉆尖。S刃半徑為1.5mm，兩個半圓連線長度為0.5mm，用80°錐形砂輪在水平刃上切兩個槽，使冠前角大於等於零，可以保證刀具主切削。加工實踐表明，使用這種鉆頭不僅有效地控制了孔的幾何精度，而且顯著提高了生產效率，大大降低了廢品率。？17mm普通鉆尖麻花鉆和S刃鉆尖麻花鉆加工效果對比見下表。
普通鉆尖與S刃鉆尖加工效果的比較
機械公社圈——為機械而生