枪钻的设计与应用讲解

图4
二、枪钻刀头的组成、设计及几何参数
刀头是枪钻的主要部分，它直接影响加工质量，刀具寿 命。 枪钻刀头的组成：有二个切削刃，其这二个切削刃相交 处为钻尖，这二个切削刃称为内刃和外刃，分别具有内外 角。
1.内外刃的内外角与钻尖的关系
图5：枪钻刀头切削部分要素
在设计上必须保证钻削是径向力接近平 衡（图b），并使切削刃的合理分布在 钻头的两导向块之间，因此，作用在外， 内刃上的径向力分别为：
（3）刀杆外形与刀头的外形对称问题： 理论上要求对称度误差越小越好，对使用效果也越理想， 但实际上做不到其原因是： a.刀杆长度太长甚至2~3米，甚至个别还长。 b.即便刀杆不十分过长，焊后精加工刀头但圆磨加工 中也有一定误差。 c.个别由于多种原因刀头精加工后才进行焊接，这时 对称度更有困难。（见下图）
经过上面分析得出：通常刀具偏移中心距离—e=D/(35),现常取e=D/4，对于加工结构钢和铸铁取Kr2=20°， Kr1=30°~40°。
图a
图b
图c
由图ａ不难看出：外刃径向力过大，使作用于导向 块得挤压力加大，摩擦增大会使加工表面恶化，热量 增多。
图ｂ内刃径向力增大，会引起孔的直线外刃径向力相等或者外刃径向力稍许大 于内刃径向力，而取ｅ＝Ｄ／４时工作状态良好，同 时又防止了钻头中心处切削速度为零，挤压被切削材 料，诸多因素钻尖ｅ要取一个适当的距离。
刀头与刀杆对称度最好控制在0.1-0.2视直径大小 有关，因刀杆与刀头最大尺寸有一定差值，况且直径 越大其两差值也大，否则无法使用。 总之，当刀头直径在可能条件力争焊后再进行精加 工，外刃及其刃形和各部后角。 为了保证孔加工精度，其刀头上有分布合理的导向 块，形成二个导向块和外切削刃的刃带三点固定圆， 起自行导向作用，见图4：
外排屑深孔钻（刀片焊接式），当直径大于φ 30时采用
K
头部整硬（焊接式）枪钻，当直径小于φ 30时采用
机夹式枪钻：
刀片及导向块均可换 使刀体寿命大大延长 对枪钻结构来讲：比较先进，直径大于φ20时均可采用
3.关于刀头尺寸及形状何时加工 （1）最好刀头与刀杆焊接后进行精加工外径尺寸及几 何角度，这样可以使刀头与刀杆对中，这样要求在精 磨各部位尺寸及形状时再研磨要有一个专用夹具，进 行磨削，因刀杆是有120°槽况且长（后面有支承架）。 现在有不少专业企业将φ20以下的枪钻均将刀头焊在 刀杆上而后在圆磨床加工外径及倒锥，这时刀头与钻 杆外径同心度控制在不大于0.05mm以内，甚至还可 以更小些。当外径及倒锥合格后取下，再在普通工具 磨床或专用刃磨机加工钻头前部各部刃形及后角。 （2）也有厂家将刀头全部精磨到图纸要求是并经检验 合格后再焊接，焊接后只是打磨焊口及校正。这时最 大缺点：刀头与钻杆同心度不易保证。 钻杆的误差总比上面方法要差些，可是据了解目前国内专 业厂家仍采用此办法，因刀头直径大，普通圆磨床主 轴孔穿不过去所致。
枪钻的设计及应用
主讲人：刘继安
枪钻的设计及应用
一、枪钻的外形 二、枪钻刀头的组成部分设计及几何参数 三、枪钻刀头材料 四、枪钻刀头刃形标准形状及参数 五、目前国际常见刀头结构发展 六、钻杆部分参数
枪钻的设计及应用
七、导向和支承 八、冷却液的流量及压力 九、切削用量的选用 十、加工质量保证的条件 十一、机床的选用 十二、普通机床的改装
由上图可见：枪钻是由钻杆尾部将油冲入钻杆内部 进行冷却和润滑，帮助排屑，然后再将切屑与冷却液 一起顺着“V”槽排入油箱中。 钻头大部分为硬质合金，其中有整体硬质合金或者 用刀片焊接在刀头的体部上，近年来又发展为不重磨 式的机夹刀片，个别也有采用高速钢制造，但现代很 少采用。
2.连接形式（国际上的连接形式）：
枪钻可用在多种机床上
①最早一般均在专用深孔加工机床上使用 ②也适用于普通车床改装 ③更适用于数控设备加工中心上使用。
枪钻可加工通孔，也可加工盲孔、阶梯孔、交错孔、 半圆孔以及叠层孔等；枪钻不仅可以加工深孔，也可 以加工浅孔。
一、枪钻的外形
1.枪钻包括带有“V”形切削刃和一个或二个冷却孔的钻 头，钻杆及适用于某种设备而设计的传动器三部分组 成，见图1：
枪 钻
枪钻——外排屑深孔钻，是深孔加工专用刀具中最 早的（50年代）一种专用刀具。它是靠冷却液的压力 将切屑推出，为了保证孔的精度，除了切削刃外还应 有导向块，枪钻是小直径深孔加工唯一方法。适用范 围广泛，适用于加工汽车、船舶热压抗震零件，更适 宜加工军品部件。 近年来枪钻头部改为整体硬质合金，尺寸小到φ 1mm， 一般在φ 2mm以上，适用于钻孔深度与孔径之比大于 100小于250的特深孔。
D FP F sin P e sinr1 1 1 k1 f 2
„„①
„„„②
FP 2 F2sinr 2 P f e sinr2
FP 其中： 1 , FP 2 ——内外刃的径向切削力 f—进给量
为使径向力平衡，需（公式①）式等于（公式②）式，获得结果如下： D Pf e sinKr1 P f e sinK r 2 „„③ 2
焊接
螺纹连接
旋转限位
V形槽、螺钉栓紧
现目前各国联接形式多数为钎焊，V形焊，见图3：
①小直径用铜焊 ②中等直径用气焊 ③大直径用电焊 ④现在国内的专业 厂家均采用立式高 频焊（改制）
绝大多数厂家采用“Ⅰ”形式，因有优点，刀头与 钻杆比较容易对中；个别厂家也有采用“Ⅱ”形式， 但应用焊接夹具将钻头及钻杆装夹对中。对中后先焊 两点固定后将夹具去掉再焊接周边。
整理后得到：
e
Dsinr1 2 sinr1 sinr 2
„„④
由公式④得： 若 r1 ＝ r2 则 ｅ＝Ｄ／４ 若 r1 ＜ r2 则 ｅ＞Ｄ／４ 若 r1 ＞ r2 则 ｅ＜Ｄ／４
r2 ，ｅ得选择是相当重要的，它决定着切削刃得受力状态。 由此可见， r1 ，