工艺 单刃单排屑槽麻花钻分析与实验
《钟表》2008年第4期
作者:高转运 姬永刚   来源:国家轻工业钟表信息中心   时间:2012-1-9

手表生产中通常用的钻头一般有扁钻、麻花钻两种。由于扁钻形状简单,加工成本低,所以加工中以使用扁钻为主。但扁钻在钻孔过程中存在排屑困难、在钻较深、较小孔时易折断等问题,所以在此情况下使用麻花钻。


扁钻、麻花钻头,由于结构原因有一个共同缺点,钻头中心部分都有对钻头的定心和切削效果影响非常大的横刃 ( 图1 )。为了提高钻孔位置度,钻头钻孔通用工艺是采用先打样冲定位再钻孔。用瑞士Z-30多工位钻床钻夹板孔,孔位置度只能达到φ0.05mm左右。由于夹板打样冲和钻孔会出现二次定位差,可能出现钻斜孔,即钻头横刃使钻头失去顶尖,丧失了本身的定心能力。不仅如此,它在钻孔时挤压金属 ( 不能切削金属 ) ,产生较大的轴向抗力,使钻头温度升高,磨损加快,降低了使用寿命。

上个世纪五十年代,倪志福先生发明了“倪志福钻头”( 也称群钻 ),使麻花钻有了全新的磨法。把横刃磨低、变尖,把对称的两个切削刃磨成多个小切削刃 ( 图2 ) 。使用时切屑小,易排屑,也大大提高了钻头的自定心能力,减少钻孔的轴向抗力,提高了切削性能并得到国际公认。但“倪志福钻头”的磨法只适用于较大规格的麻花钻,这种磨法不适用手表生产的钻头。

在国外产品中见到的“单刃单排屑槽麻花钻”( 简称单刃钻 ) 就比较适合手表生产使用。单刃钻结构具有的特点:1.没有普通钻头的横刃;2.有和钻头同角度的钻尖;3.有效切削刃长等于钻头半径 (普通钻头切削刃长度受横刃宽度影响);4.排屑槽大。由于这些特点,单刃钻在钻孔时不像其他钻头一样,横刃部分挤压或刮削金属产生很大轴向抗力和热量;钻尖有很好的自定心作用;等于半径的切削刃大大提高了切削性能;排屑槽大,使排屑流畅;特别是在小规格单刃钻上,更好地体现其优越的性能。

为验证单刃钻在实际生产中应用效果,根据现有的生产条件,做了简单实验。

1.在台式钻床实验:在2mm台钻上,使用φ1.06mm单刃钻头,φ1.1mm普通麻花钻,分别在3.2mm厚的铅黄铜板上钻孔。孔位置中心画十字线 ( 不打样冲 ),单刃钻钻孔很容易定位孔中心,钻头自定心非常好;排屑规则、流畅;钻孔省力并且钻孔质量很高,孔入口边沿轮廓清晰,孔壁表面光洁度高。普通麻花钻钻孔,钻头在接触铜板表面时摆头,找不准孔位置;排屑不够顺畅;用力相对较大。钻孔质量与前者相比,差距较大。

2.多工位钻床实验:在瑞士产Z-30多工位钻床上先后使用上述两种钻头在厚1.9mm的铅黄铜夹板上钻孔。试钻孔后用投影仪检验钻孔位置度。单刃钻钻15块夹板孔,孔位置度公差在φ0.025mm范围内,偏移方向一致。普通麻花钻钻15块夹板孔,孔位置度公差超过φ0.07mm,偏移方向和偏移量各不相同,偏移公差较大的出现斜孔,即孔与平面不垂直。

通过上述实验,单刃钻的突出优势得到证实,尤其是它的自定心特性,比我们常用的定心钻还要好,它完全省去钻孔前打样冲工序,使多工位钻床精度得到充分发挥,解决了钻深孔偏、斜等难题。小规格单刃钻适合手表生产,它使打定心、钻孔同时完成,有较好强度和良好切削性能,值得推广到生产中应用。

单刃钻和普通麻花钻相比,生产成本稍高一点,但它的使用工效较高。如果我们应用的好,它比普通麻花钻性价比高得多。

 
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