麻花钻刃磨装置的设计说明书

摘要
通过对实际情况的分析调查以及对现有麻花钻刃磨方法的比较和研究， 采用内锥面刃磨麻花钻的方法。本设计阐述了内锥面刃磨麻花钻的刃磨原理、 刃磨参数和工艺方案的确定、主轴转速的计算、砂轮的选取与安装等一系列 问题，从而在研究分析的基础上参考现有主要磨床的设计和改造方法，以及 结合内锥面刃磨钻头进行的一些实验和目前在钻头刃磨技术方面所得的成 果，设计出了合理有效、安全可靠、经济简捷的麻花钻内锥面刃磨装置。 关键词：麻花钻；内锥面刃磨；刃磨装置设计
I

Abstract
According to the actual situation analysis investigation and existing twist drill grinding method of comparison and research, with the inner cone grinding of twist drill method. The elaborate design of the inner cone grinding of twist drill, the grinding principle of grinding parameters and the identification process, the calculation of grinding wheel spindle speed, the selection and installation and a series of problems, and on the basis of research and analysis with reference to the existing main grinder design and modification methods, and combining with the inner cone grinding drill some experiments and present in drill grinding technology results, and prove the feasibility of the design, design a reasonable and effective, safe and reliable, economic and simple inner cone grinding of twist drill device. Key words: twist drill; the inner cone grinding; grinding device design
目录
II

摘 要 ......................................................................................................................................... I Abstract ...................................................................................................................................Ⅱ 第 1 章 绪论 ....................................................................................................................- 1 -
1.1 设计麻花钻刃磨装置的意义 ....................................................................... - 1 1.2 麻花钻刃磨技术研究概述 ........................................................................... - 1 -
1.2.1 麻花钻刃磨装置国内外发展状况与趋势 .................................... - 1 1.2.2 存在的主要问题.................................................................................- 4 1.3 麻花钻刃磨方法的比较................................................................................- 5 第 2 章 麻花钻内锥面刃磨的理论分析....................................................................- 6 2.1 麻花钻的几何特性.........................................................................................- 6 2.1.1 麻花钻的结构 ..................................................................................... - 6 2.1.2 麻花钻的几何参数 ............................................................................ - 7 2.2 麻花钻的传统刃磨方法................................................................................- 8 2.3 麻花钻的内锥面刃磨方法 ........................................................................... - 9 2.4 麻花钻的内锥面刃磨原理及 ..................................................................... - 10 刃磨参数优化........................................................................................................... - 10 2.4.1 钻头刃磨原理 ................................................................................... - 11 2.4.2 刃磨参数的优化............................................................................... - 11 第 3 章 麻花钻刃磨装置的机械系统设计 ............................................................. - 13 3.1 刃磨装置的总体方案 .................................................................................. - 13 3.2 丝杠螺母副的设计计算.............................................................................. - 14 3.2.1 横纵向进给的设计计算 ................................................................. - 14 3.2.2 垂直进给的设计计算 ...................................................................... - 19 3.3 传动系统的锥齿轮设计计算 ..................................................................... - 23 3.3.1 横向进给方向上锥齿轮的设计 .................................................... - 23 3.3.2 垂直进给方向上锥齿轮的设计 .................................................... - 27 3.4 导轨的设计计算 ........................................................................................... - 31 第 4 章 麻花钻装夹及分度装置设计 ...................................................................... - 32 第 5 章 电动机及砂轮的选择 ................................................................................... - 41 5.1 电动机的选择 ............................................................................................... - 41 5.2 砂轮的选择 .................................................................................................... - 41 结 论 .................................................................................................................................. - 43 -
III

致 谢 .................................................................................................................................. - 44 参考文献 ........................................................................................................................... - 45 -
Contents
Abstract ................................................................................................................................... I
IV

Chapter1 introduction ................................................................................................. - 1 1.1 The research purpose and meaning of designing twist drill ..................... - 1 1.2 research an overview of twist drill gringing technology ...........................- 1 1.2.1 Overview of twist drill sharpening device ........................................ - 1 1.2.2 The main problems ............................................................................... - 4 1.3 Compare of twist drill grinding method ....................................................... - 5 -
Chapter2 The theoretical analysis of twist the inner cone grinding ............... - 6 2.1 Geometric properties of the twist drill..........................................................- 6 2.1.1 Structure of the twist drill .................................................................... - 6 2.1.2 Geometric parameters of the twist drill ........................................... - 7 2.1 The traditional grinding method of the twist drill ...................................... - 8 2.3 The inner cone grinding method of the twist drill ...................................... - 9 2.4 The inner cone grinding theory of the twist drill and .............................. - 10 optimizing of grinding parameters ...................................................................... - 10 2.4.1 The inner cone grinding theory of the twist drill ........................... - 11 2.4.2 optimizing of grinding parameters ................................................... - 11 -
Chapter3 twist drill grinding equipment mechanical system design ......... - 13 3.1 Program of grinding device ........................................................................ - 13 3.2 Design and calculation of screw –nut pairs ............................................... - 14 3.2.1 Horizontal and vertical feed design calculation ............................. - 14 3.2.2 design and calculation of the vertical feed ..................................... - 19 3.3 Bevel gear drive system design calculation ............................................... - 23 3.3.1 Cross feed direction bevel gear design ............................................ - 23 3.3.2 Perpendicular to the bevel gear design ............................................ - 27 3.4 Design and calculation of the guide .......................................................... - 31 -
Chapter4 Twist drill clamping and dividing device .......................................... - 32 Chapter5 Selection of the motor an wheel ........................................................... - 41 -
5.1 Motor Selection .............................................................................................. - 41 5.2 Wheel Selection .............................................................................................. - 41 Conclusion........................................................................................................................ - 43 Thanks............................................................................................................................... - 44 -
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References ........................................................................................................................ - 45 -
VI

第 1 章 绪论
1.1 设计麻花钻刃磨装置的意义
麻花钻在金属切削加工中应用很广泛,用来加工各种孔，已经有一百多年 的历史,现在全世界每年消耗的钻头数以亿计,在美国汽车制造行业中,机械 加工中钻孔工序的比重约占 50%,而飞机制造业中钻孔工序所占比例更高 。 [1] 麻花钻不仅可以在一般结构材料上钻孔，经过修磨还可以在一些难加工材料 上钻孔，它仍然是孔加工的主要工具，而它的刃磨对加工有着非常重要的影 响。金属切削刀具的几何形状和角度是影响刀具性能和被加工工件质量的主 要因素之一。钻头也不例外，合理选择钻头的几何形状和角度，可以很大程 度上改善钻削特性。如苏联查波罗什变压器生产联合公司对麻花钻的切削部 分几何形状进行了改进，使得主切削刃呈圆弧状，这种钻头的寿命高于标准 钻头寿命，在加工碳钢时刀具寿命可提高 0.6 到 5 倍；加工铸铁时刀具寿命可 提高 5 倍以上，同时加工表面粗糙度可提高 1 到 2 级[2]。由于麻花钻在用钝后 或根据加工工件的不同需要重磨(重新刃磨)然后才能继续使用，另外麻花钻 刃磨也是麻花钻制造中最终成形的加工阶段，麻花钻的形状、尺寸、各刀面 及几何角度等，都是由刀具刃磨来完成的。所以，麻花钻刃磨是麻花钻制造 工艺过程的一个重要工序，其质量好坏对麻花钻的切削性能和使用寿命起着 关键的作用。因此，，为保证零件的加工质量，提高生产效率，降低加工成本， 必须注重钻头几何形状以及刃磨质量，设计出合理、有效、经济和实用的麻 花钻刃磨装置具有很大意义。
1.2 麻花钻刃磨技术研究概述
1.2.1 麻花钻刃磨装置国内外发展状况与趋势
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在麻花钻刃磨以及其它形状刀具刃磨技术和数控研究方面，近些年来国 内外专家作了不少的研究工作，也开发出一些较先进刀具刃磨设备目前国外 的工具磨床生产均采用数控万能工具磨床和CNC磨削加工技术。近几届的国 际机床展览会上美国、德国、日本、、瑞士等国展出的多轴(五轴及五轴以上) 联动数控万能工具磨床都可以用来制造和刃磨各种刀具[3]。德国Walter公司的 HELITRONIC POWER PRODUCTION CNC 工 具 磨 床 是 一 台 生 产 型 (PRODUCTl0N)五轴CNCI具磨床，可用于制造各种金属切削刀具。机床配有 测量定位系统，将测头固定安装在磨头上，用于实现刀具定位，可缩短磨削 周期。该机床采用Walter公司自己开发的专用数控系统HMC500及其软件。除 了能提供各种通用刀具磨削软件外，它还开发了一种新的“灵活编程”软件， 通过该软件可以设计刀具。
瑞士SCHNEEBERGERl公司的GEMINI CNC工具磨床是一台五轴CNCI 具磨床，它主要用于生产和修磨各种不同形状的小尺寸刀具。机床采用立柱 移动式布局结构，刚性好，结构紧凑，精度高，同时配有自动测量系统，方 便刀具的安装及磨削，它采用一个固定安装的三维测头，既可用于测定刀具 毛坯几何形状，在刀具修磨前测量又可用来保证刀具磨削质量，它适合于磨 削各类刀具。
此外，日本(株)宇都宫制作所开发生产的SGR．003A型全自动小直径刀 具磨床，五轴五联动的JUNGNER560cNC工具磨床，美国HUFFMAN公司的 HS．87R型数控工具磨床，日本牧野公司的NX．40型十轴数控工具磨床等都 是技术先进，性能优越的数控机床[4]。
我国在过去的几十年里，由于对工具技术重视不够，导致在引进国外先 进数控设备的同时，由于国内刀具质量不过关(材料和刃磨技术都有很大差 距)，不得不同时进口刀具及刃磨设备，其几个相当昂贵，而且仅配有限的刃 磨软件，如需刃磨各种刀具，真正实现机床的价值、充分发挥其优势还需另 购其软件，生产成本更高了[5]。这些厂家为了保持技术垄断，其系统往往是封 闭的，用户想自行开发应用软件是非常困难的。万能数控磨床价格远远高于 普通的加工中心，由此可见其技术含量较高。
国内在数控工具磨床的研究、开发方面起步较晚，可以说是从80年代中 期开始的，其研究、开发还处于样机或单台极少量试生产阶段。近些年，我
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国已有几家在研制数控工具磨床，取得了一些成就[5]。武汉机床厂的MK6025 ／3数控万能工具磨床是最近研制成功的新一代工具磨床。该机床采用了华中 I型数控系统，实现三轴联动，并且配有华中理工大学各种刀具加工软件，能 自动完成各类普通及复杂刀具的加工或刀具的刃磨，解决了普通工具磨床需 要附件才能解决的复杂磨削问题。该机床还配备测量系统，在数控系统测量 软件支持下，将被磨刀具的有关几何参数(如螺旋角或导程)及安装位置(如起 始点位置)等参数自动输入计算机系统，自检测系统可以自动判断加工刀具的 起始点，自动生成加工程序并实现整个加工过程的自动磨削。湖南大学研制 的MK6340/3数控群钻刃磨机床。该机床五轴数控，交流伺服驱动，液压夹紧， TVGA彩显，中文操作界面，固化一组标准群钻刃磨程序，使用这些程序时用 户只需输入钻头的特征参数即可进行刃磨。用户可用标准数控语言进行编程， 自行开发新钻型刃磨程序。可刃磨群钻、螺旋面钻、双平面钻及其它钻头。 目前己有产品[6]。
北京航空航天大学从七十年代开始，在刀具刃磨方面开展了一系列的工 作，先后研制开发了四代数控刀具刃磨机床。四代刃磨机都采用步进电机作 为驱动单元，控制系统依次为单板机、单片机及微机。第一代为六轴数控刃 磨机，第二代为七轴数控群钻刃磨机，它们的控制机采用TP841单板机，上位 机采用APPLE II微机。第二代的改进型为单片机控制系统。第三代刃磨机采 用美国HUFFMAN工具磨的结构，控制系统采用工业PC机为上位机，单片机 为控制机。第四代采用六杆结构，在世界上率先将虚轴的结构引进到刃磨机 上。还有华中理工大学研制了MK6026六轴五联动数控刃磨机，咸阳机床厂开 发的MK6025/3数控万能工具磨床，营口冠华机床厂的M6025K万能工具磨床 和武汉机床附件厂的GW.1万能磨刀机，均为普通型工具刃磨机床。
放眼未来，不难看出数控刃磨是未来的发展方向。机械式刃磨机，它的 刃磨运动由齿轮和凸轮来实现，要在一个刃磨机上实现多品种多规格的工具 的刃磨，机床机构复杂，同时需要附带许多配件，即使这样也只能刃磨系列 的产品，而不能刃磨用户随意要求的刀具。数控刃磨机的刃磨运动由数控轴 运动合成，理论上可以实现各种刃磨，调整简便，功能扩展容易。随着数控 技术的日益发展，数控系统成本的下降，可靠性增强，开发、使用和维护越 来越简单，其性能价格比将远远高于机械式自动刃磨机，而且它更能适应未
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来市场小批量多品种多样化的需求，更有利于计算机集成制造[7]。
1.2.2 存在的主要问题
国内大部分厂家的对麻花钻的刃磨，还停留在由技术工人手工刃磨阶段， 而手工刃磨主要依靠工人的技能，刃磨质量受操作者技术水平的影响。工人 劳动强度大，麻花钻几何角度不易控制，一致性差，随意性大，自动化程度 低，刃磨效率低下，刃磨质量无法保证。
在麻花钻数控刃磨技术研究方面，国内起步较晚，相关的设备和数控系 统主要依赖于进口，因此，刀具的数控刃磨技术受到了很大的局限性。国外 对于刀具的数控刃磨的研究较早，开发的设备主要是三轴、多轴联动的大型 数控工具磨床或磨削加工中心，它们的价格昂贵，对于普通的车刀刃磨来讲， 进口的成本过高，不合乎国情。
另外，现在使用的内锥面刃磨法有一个很大的缺陷：如果刃磨参数选的 不当，常常会出现后刀面的尾部向上翘起的现象，也就是翘尾现象[2]，有时翘 尾现象还很严重（如图1-1所示），当翘尾到一定程度之后，用这种钻头钻孔 时，钻头后刀面的尾端就直接顶在了孔底，从而使钻头无法钻削。因此在广 泛使用的麻花钻锥面刃磨过程中，必须减小或克服这种翘尾现象，但在选择 刃磨参数时往往不能发现，等到刃磨出来时才能发现是否存在翘首现象[8]。
图1-1 翘尾现象
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1.3 麻花钻刃磨方法的比较
金属切削刀具的几何形状和角度是影响刀具性能和被加工工件质量的主 要因素之一。对于钻头，选择恰当的刃磨方法可以获得合理的几何形状和角 度，这样可以提高加工质量和加工效率，很大程度上改善钻削特性。
目前，麻花钻的刃磨方法有平面刃磨法、锥面刃磨法、圆柱面刃磨法、 螺旋面刃磨法等。
平面刃磨法刃磨动作简单，效率高，但横刃垂直于钻轴，轴向抗力大， 钻孔扩张量大，一般认为这种方法只适宜于刃磨小直径钻头。锥面刃磨法师 目前国内外采用最普遍的钻头后刀面刃磨方法之一。由于其刃磨成形运动单 一，因而在手工刃磨和机械刃磨中被广泛采用。刃磨后钻头的优点是后角分 配较为合理，主切削刃形状好且散热性好，强度高；缺点是横刃长。工作条 件差。这种方法刃磨的效率低于螺旋面和平面刃磨法。螺旋面刃磨法包括标 准螺旋面刃磨和复杂螺旋面刃磨。螺旋面钻尖的定心好，切入平稳，轴向阻 力小，钻孔扩张量小。标准螺旋面刃磨的钻尖较弱，不适宜钻高强度材料， 而复杂螺旋面刃磨的钻尖既可以保持螺旋面钻尖的优点，又可以改善钻尖强 度。该方法的缺陷是会降低工艺系统的刚度，调整机床复杂，因此更适合于 数控加工。圆柱面刃磨法较锥面刃磨法更简单，调整参数更少，但它有一个 十分严重的缺陷是主切削刃的法后角沿整个主刃都是相等的[8]。
内锥面刃磨法是刃磨麻花钻的一种新方法，砂轮的旋转运动是刃磨主运 动。砂轮的内锥面代替了外锥面刃磨的摆动夹具，可使机床结构简单，尺寸 小，调整方案方便；采用优化刃磨参数,计算机控制自动调整刃磨参数,刃磨 的钻头几何角度精确且两切削刃对称性好,特别适合刃磨使用要求较高的钻 头,如数控机床用麻花钻；内锥面钻头刃磨机,只需输入钻头直径,机床自动调 整,可以精确刃磨不同直径的钻头,机床操作简单，可以刃磨出高质量的麻花 钻。将砂轮修成内锥面，钻头放在内锥面上进行磨削，形成麻花钻的圆锥面 的后刀面。刃磨钻头时通过修整砂轮半锥角、轴间角、锥顶距、附加旋转角 （偏距是钻头中心低于砂轮锥面中心的距离，钻头附加旋转角是被磨削的主 切削刃水平安装后再附加转动的而一个角度）[9]，可使钻头得到所需的后角、 横刃斜角以及顶角。
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第 2 章 麻花钻内锥面刃磨的理论分析
2.1 麻花钻的几何特性 2.1.1 麻花钻的结构
麻花钻是金属切削加工中使用最广泛刀具，它可以在各种零件加工中使 用，其种类较多，由于它的作用不同，因此，它的形状、尺寸、结构等也就 不同。本章只对锥柄麻花钻的几何特征以及参数进行研究分析。
锥柄麻花钻主要由工作部分、颈部和柄部组成。结构如图2-1所示。
(a)
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(b)
（a）麻花钻的组成 （b）切削部分
图 2-1 麻花钻的组成
工作部分又由导向部分和切削部分组成，其中钻头的导向部分由两条螺 旋槽所形成的两螺旋形刃瓣组成，两刃瓣由钻芯连接，钻头的切削部分由两 个螺旋形前面、两个由刃磨得到的后面、两条韧带（副后面）、两条副切削 刃和一条横刃组成。
钻头的柄部用于夹持刀具和传递动力。通常直接在12mm以下的小直径钻 头采用直柄；而直径大于16mm的较大直径钻头采用锥柄，锥柄可以传递较大 扭矩，锥柄后端的扁尾用于传递扭矩和便于卸下钻头；直径在12mm至16mm 之间的钻头直柄和锥柄均可采用。
颈部是柄部和工作部分的连接处，并作为磨削外径时砂轮退刀和打标记 的位置，也是颈部是柄部和工作部分不同材料的焊接部分。
2.1.2 麻花钻的几何参数
麻花钻刃磨的几何参数如图2-2所示。图中L为刃磨锥面锥顶到钻头轴线
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图 2-2 麻花钻的刃磨几何参数
之间的距离，即锥顶角A；K为锥面轴线与钻头轴线间的距离，即偏距e；? 为 锥面轴线与钻头轴线间的夹角，即轴间角θ ；2Φ 为锥面的锥顶角。切削刃上 任意一点的后角是该点的切削平面与后刀面之间的夹角。钻头后角不在主剖 面度量，而是在以钻轴为轴心的圆柱剖面内度量，钻头后角的变化如图2-2所 示。
2.2 麻花钻的传统刃磨方法
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对于手工刃磨麻花钻而言，在刃磨过程中需要工作人员仔细认真，刃磨 好坏直接影响钻孔的质量和钻削效率。刃磨麻花钻。要求两个主切削刃和钻 芯线之间的夹角要对称，刃长要相等，否则钻削时会出现单刃切削或者孔径 变大以及产生台阶形等弊病。刃磨前，钻头切削刃应置在砂轮中心水平面上 或者稍高一些，钻头中心与砂轮外圆柱面母线在水平面内夹角等于顶角一半， 同时钻尾向下倾斜。钻头刃磨时，用右手握住钻头前端支点，左手握钻尾， 以钻头前端支撑点为圆心钻尾上下摆动，向上摆动不得高出水平线，当磨出 副后角，向下摆动也不能太多，以防磨掉另一条主刃刀。刃磨时要略带旋转， 但是也不能转动过多，特别是在刃磨小直径麻花钻时，更得注意。当一个主 切削刃磨削完毕以后，把钻头转过180o刃磨另一个主切削刃，人和手要保持 原来的位置和姿势，这样容易达到两刃对称的目的，刃磨方法与磨前一个主 切削刃时相同。刃磨时应注意随时用冷却液冷却，以防刃口发热退火降低硬 度。初次刃磨时要注意防止外缘出现副后角。完成后要对麻花钻的角度进行 检测，通常使用目测和用测量仪器进行测量。当麻花钻磨好后通常采用目测 法进行检查。方法是：把钻头垂直竖在于眼睛等高位置，在明亮的背景下用 肉眼观察两刃的长度和高低及它的后角等，由于存在视觉误差，往往会感觉 到左刃高，右刃低，这时要把钻头转过180o再进行观察，这样经过反复观察 对比，觉得两刃基本上对称后就可以使用了，如果发现两刃有偏差必须进行 修磨。使用量角器进行检查时，只需要角尺的一边贴在麻花钻的棱边上，另 一边放在钻头的刃口上测量刃长和角度，然后转动180o，以同样的方法检查 就可以了。
2.3 麻花钻的内锥面刃磨方法
本装置的设计采用新型的内锥面刃磨法，内锥面刃磨操作简单，通过 内锥面的刃磨可以直接形成后刀面。刃磨钻头时通过修整砂轮半锥角、调整 轴向角、锥顶距、偏距、附加旋转角(偏距是钻头中心低于砂轮锥面中心的距 离，钻头附加转动角度是被磨削的主切削刃水平安装后再附加转动一个角 度。)，可使钻头得到所需的后角、横刃斜角以及顶角[9]。
运用此种麻花钻刃磨装置，要注意刃磨参数的确定:首先要理解优化刃磨
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参数这个概念，为使钻头刃磨后得到合理的主切削刃外缘后角，横刃斜角和 顶角，建立锥面与钻头几何角度的理论计算公式，考虑到砂轮的结构及刃磨 中钻头与砂轮不得干涉等约束条件，对半锥角、轴间角、锥顶距、偏距、附 加旋转角这五个刃磨参数进行优化，就可得到麻花钻的优化刃磨参数，即:每 一直径的麻花钻要求的刃磨角度下对应着几组刃磨参数。确定刃磨参数:轴间 角的值等于麻花钻顶角的一半减去半锥角，标准麻花钻的顶角为118o。砂轮 半锥角较小时，钻头柄部及装夹钻头夹具与砂轮锥面发生干涉。刃磨标准麻 花钻时，半锥角为29.5o。钻头柄部与砂轮锥面母线相平行，可利用较多地锥 面来磨削钻头。为使钻头刃磨方法简单，便于调整，刃磨参数易优化，轴间 角、砂轮半锥角取定值，分别为30o和29o。当刃磨钻头顶角不是标准值时， 轴间角、砂轮半锥角取:半锥角等于轴间角等于1/4个麻花钻顶角锥顶距是钻尖 中心点到内锥面顶点的距离，它的大小随钻头直径变化，直径越小，锥顶距 值越小。刃磨钻头，锥顶距值较大时，钻头靠近砂轮外口处，观察操作方便， 便于刃磨，确定刃磨参数应选取A值较大优化刃磨参数数值。
图2-3 钻头刃磨原理图
2.4 麻花钻的内锥面刃磨原理及刃磨参数优化
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2.4.1 钻头刃磨原理
内锥面刃磨法是刃磨麻花钻的一种新方法,刃磨原理如图2-3 所示,砂轮 修成内锥面,钻头放在砂轮的内锥面上磨削,形成麻花钻的圆锥面后刀面。刃 磨钻头时,通过修整砂轮半锥角δ ,调整轴间角θ 、锥顶距A 、偏距e 、附加 旋转角β ,可使钻头得到所需的后角α ,横刃斜角Ψ 和顶角2Φ 。
2.4.2 刃磨参数的优化
为使钻头刃磨后得到合理的主切削刃外缘后角α，横刃斜角Ψ 和顶角2Φ， 建立锥面与钻头几何角度的理论计算公式，考虑到砂轮的结构及刃磨中钻头 与砂轮不得干涉等约束条件，对半锥角δ，轴间角θ、锥顶距A 、偏距e 、附 加旋转角β五个刃磨参数进行优化，就可得到麻花钻的优化刃磨参数，即：每
表 2-1 麻花钻优化参数 半锥角δ=29o 轴间角θ=30o
直径? (mm)
? (°)
e(mm)
A(mm)
Φ =3
25°
0.6
2.7
横刃斜角
后角 ?（°） ? （°）
13.91062 54.17435
Φ =4
25°
0.8
3.6
13.91061 54.17435
Φ =5
25°
1
4.5
13.9106
54.17428
Φ =10
25°
2
9
13.9106
54.17428
Φ =15 Φ =20
25°
2.3
10
25°
3.1
14
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11.9906
53.07282
11.93252 54.28738

一直径的麻花钻在要求的刃磨角度下对应着几组刃磨参数。考虑到砂轮的结 构及刃磨中钻头与砂轮不得干涉等约束条件, 对刃磨参数进行了优化,表2-1 列出了d0 = 3～20mm 范围内部分麻花钻的优化刃磨参数。
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第 3 章 麻花钻刃磨装置的机械系统设计
3.1 刃磨装置的总体方案
此刃磨装置采用内锥面刃磨原理，内锥面砂轮采用螺栓连接连接在主轴 上，带动主轴的电动机以一定角度布置，此角度为与水平方向夹角为? 。
图 3-1 麻花钻刃磨装置结构原理图
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Y方向上进给布置在X上，在进给机构设计中，采用梯形丝杠传动，使导轨选 择矩形与三角形相结合的导轨形式，操作者操作方便，通过一对传动比为1的 锥齿轮进行变向，使Y方向进给手轮布置在正对操作者的方向。Z方向进给也 采用梯形丝杠带动，同时通过传动比为1的锥齿轮啮合，使Z方向的进给手轮 布置在水平位置上，便于操作者操作。而装夹麻花钻的装夹分度装置通过螺 栓连接一定角度安放在刃磨装置的T形槽上。在操作过程中，可以方便的通过 装夹装置上的分度手轮对麻花钻刃磨中的角度参数进行调节。在安装分度装 夹装置时，要注意安装时定位准确，装夹可靠。总体方案参考麻花钻内锥面 刃磨工艺试验，如图3-1所示。
3.2 丝杠螺母副的设计计算
3.2.1 横纵向进给的设计计算
1. 各轴方向进给尺寸的确定 X方向主要负责参数A的调整，根据砂轮尺寸确定横向进给尺寸，由内锥 面刃磨麻花钻工艺试验可知，选择内锥面砂轮为GB80#ZR1A·P60ｘ45ｘ6，A 的最大尺寸为75mm所以横向进给尺寸取整为80mm。为了防止干涉，应使麻 花钻在安装时不受床身的干涉。由文献[11]可计算出麻花钻的导程，20mm麻 花钻螺旋角为30o。
L ? 2?R/ tan ? ? 217.66mm 式中L——麻花钻工作长度
R——麻花钻直径 β——麻花钻螺旋角 取麻花钻整体长度为350mm，取横纵向进给尺寸为250mm,再加上双螺母 以及定心套约为60mm。 所以横向进给尺寸为320mm。 2. X.Y轴滑动螺旋传动的设计计算
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