一種半自動麻花鉆刃磨機的設計

劉 歡 戴俊平

(①長安大學工程機械學院，陜西 西安710064;②陜西理工學院機械工程學院，陜西漢中723000)

目前，國內大部分廠家的鉆頭是在砂輪機上手工刃磨或在萬能工具磨床上刃磨。手工刃磨其質量取決于工人技術水平，刃磨精度難以保證，勞動強度大，切削刃對稱性差;萬能工具磨床上刃磨調整比較復雜，刃磨效率低下。而國外的刃磨設備結構復雜、成本高。鉆頭制造廠采用專用設備磨削后刀面，機械制造廠使用的鉆頭品種繁多，數量少，不可能送回鉆頭制造廠重磨。所以，研制一種適用一般機械制造廠，能夠刃磨多種規格的鉆頭，結構簡單，使用方便，刃磨質量高的刃磨機。

1 工作原理

麻花鉆刃磨機的工作原理如下:

本刃磨機適于對標準麻花鉆刃磨。砂輪半錐角、軸間角參數成為定值，選取δ= 30°，θ= 29°。刃磨不同直徑的鉆頭，半錐角、軸間角參數是定值，需調整的刃磨參數只有:錐頂距A、偏距e、附加轉動角β 三個參數。A、e、β 三個刃磨參數［3］對不同直徑的鉆頭其大小不同。為了準確調整A、e、β 的大小，采用步進電動機驅動。

圖1 為外錐面鉆頭刃磨機傳動原理圖，X步進電動機驅動水平絲杠調整錐頂距A值，Y步進電動機驅動鉆頭夾具轉動調整附加轉動β 值和分度，Z步進電動機驅動垂直絲杠調整偏距e值。裝上麻花鉆，通過手動驅動水平絲杠使麻花鉆沿砂輪錐面母線往復移動和軸向進給絲杠修磨內錐面［4］。刃磨麻花鉆，將切削刃調整為水平位置安裝在夾頭上，輸入刃磨鉆頭直徑，機床自動選擇優化刃磨參數調整A、e、β 值，然后手動軸向進給刃磨，得到合理的鉆頭幾何角度。

2 結構設計

本刃磨機包含兩部分:錐面砂輪調節裝置和麻花鉆鉆頭調節裝置，如圖2 所示。

錐面砂輪調節裝置包括砂輪36，砂輪36 中間鉆有通孔，齒輪軸12 通過通孔確定砂輪的位置。齒輪軸通過裝在箱體9 上的一對深溝球軸承8 來支撐連接，齒輪軸12 與大齒輪13 外嚙合，大齒輪13 的中心鉆有帶鍵槽的軸孔，大齒輪13 與軸14 通過圓頭平鍵連接，軸14 與箱體9 的接觸部分通過一對深溝球軸承6001來支撐連接。箱體9 通過螺釘與蝸輪7 固定連接，蝸輪中心鉆有比軸14 大徑間隙配合的通孔，蝸輪與蝸桿外嚙合，端面電動機通過軸套34 用螺釘與蝸桿35 固定連接，從而端面電動機的動力通過蝸桿蝸輪傳遞給箱體，實現箱體的公轉。軸14 的大徑段穿過蝸輪通孔并通過三對深溝球軸承6001 來支撐連接，支撐壁31鉆有通孔，軸14 的第二段通過一對裝在支撐壁31 上的深溝球軸承6001 來支撐連接，支撐壁31 通過螺釘與支架板30 固定連接。支架板30 一端裝有電動機1，電動機1 與軸14 通過軸套2 用螺釘固定連接，通過電動機1 的轉動帶動軸14 轉動，從而大齒輪13 繞軸14 軸心線轉動，齒輪軸12 與大齒輪13 外嚙合轉動實現砂輪36 繞軸14 軸心線公轉。支架板30 中部下方裝有絲杠螺母裝置，底座29 上鉆有與絲杠的輸入端間隙配合的通孔，絲杠的輸入端通過與裝在底座29 上的軸承支撐連接，通過端面電動機轉動來實現絲杠螺母的上下進給調節運動，從而調節砂輪36 的上下位移。

麻花鉆鉆頭調節裝置包括麻花鉆38 通過鉆頭夾39 緊固，軸18 鉆有裝麻花鉆的中心通孔，軸18 通過一對軸承17 和軸套19 支撐連接。軸18 輸入端與皮帶輪通過圓頭平鍵穩定連接，軸18 上裝有用螺釘固定連接的箱體16，箱體16 上裝有用螺釘固定連接的支架板15，支架板15 上裝有用螺釘固定連接的端面電動機，端面電動機通過圓頭平鍵與小皮帶輪穩定連接。端面電動機轉動，將其動力通過皮帶輪傳遞給軸18，從而使麻花鉆穩定轉動。箱體16 下端裝有絲杠螺母裝置，絲杠螺母裝置下方裝有支撐板26，支撐板26 與轉盤27 通過螺栓固定連接。通過轉動轉盤27，調節麻花鉆的中心線與砂輪36 的母線平行，轉動手柄25可沿著砂輪36 的母線方向調節位移。轉盤27 下方裝有支撐板，支撐板下方裝有絲杠螺母裝置，輸入端裝有端面電動機，端面電動機與絲杠的輸入端通過軸套固定連接，端面電動機與支架板28 通過螺釘固定連接，支架板28 通過螺釘與底座29 固定連接，端面電機轉動通過絲杠螺母調節裝置使麻花鉆38 沿砂輪母線方向進行位移［5］。

3 結語

本新型麻花鉆刃磨機采用行星輪的周轉輪系的刃磨原理，包含錐面砂輪調節裝置和麻花鉆鉆頭調節裝置兩部分結構設計。研究結果表明，新型刃磨機相對于傳統的刃磨機有以下優勢:(1)采用步進電動機半自動控制，比起手工刃磨，操作簡單方便，勞動強度小，安全可靠，具有高的工作效率;(2)采用外錐面刃磨，利于排屑，鉆頭后刀面刃磨均勻，對中性好，鉆頭刃磨質量高，刃磨精度高;(3)此刃磨機整體結構簡單緊湊，成本低;(4)此刃磨機適合刃磨φ3 ～20 mm 直徑尺寸范圍的鉆頭，刃磨范圍廣，適合廣大機械加工廠使用。

［1］王忠魁，何寧，戴俊平.麻花鉆內錐面刃磨法［J］.工具技術，1997，31(10):10 -13.

［2］戴俊平，何寧.內錐面鉆頭刃磨機設計［J］.陜西工學院學報，2003，19(2):1 -3.

［3］王忠魁.麻花鉆錐面刃磨參數的優化［J］.機械制造，1994，8(1):11 -14.

［4］郭延文. 麻花鉆刃磨方法的改進［J］. 機械工程師，2003，27(4):14 -19.

［5］金屬切削理論與實踐編委會.金屬切削理論與實踐［M］. 北京:北京出版社，1980.