新型實用的可調節組合鉆具

張澤楷

內容摘要：這是一種木材加工技術領域創新型的可調節組合鉆具。它主要用于加工直徑各不相同的盲孔和通孔。它的“可調節性”，解決了傳統鉆具不能隨心所欲地加工直徑各異的盲孔和通孔的技術難題。其創新點在于：第一，它可以通過改變兩個刀片的角度和伸出量，使鉆具具有手動可調的特點，以自如應對孔徑的大小隨意改變的加工需求，而不再受傳統麻花鉆頭的條件限制；第二，它的操作方式靈活可選，既可采用手動操作方式，又可用于機動加工，手動操作和機床操作兩相適用，加工者可以根據實際需要自主選擇，實現了降低勞動強度、縮短加工時間、提高加工效率的需求；第三，加工效果顯著，經實踐證明，該鉆具在機動加工時，盲孔的深度尺寸及精度可控制在0.2mm以內，能夠確保盲孔的深度尺寸及加工精度。

關鍵詞：組合鉆具；可調節刀片；手動操作；機床操作；新型實用

研究背景

用傳統鉆具加工直徑各異的盲孔和通孔，一直是困擾操作人員的難題。這是因為孔的直徑各異，質量要求亦不盡相同，現有鉆具因結構不合理，無法保證加工的廣度和精度。例如，采用普通木工機床加工直徑為φ88毫米孔時，受機床尾座的限制，最大只能用φ50毫米的鉆頭，且極易出現孔的“錐度”較大（俗稱“大小頭”）、孔壁的表面粗糙度增大等問題，加工質量難以保證。如果采用直徑為φ88毫米鉆頭，用普通木工機床加工，則鉆頭尾柄根本不能夠安裝到機床尾座錐孔上，而且市面上沒有這種尺寸的鉆頭。

研究目的、意義

該項目選題的確定源于解決生活中遇到的一個難題：我家衣柜的頂板厚25mm，要在上面開一個直徑為8cm的圓孔，安裝師傅說最大只能打出直徑5cm的圓孔，沒有更大的鉆頭了。如果想要打出這樣的圓孔，需要用什么樣的鉆具呢？由此我確定該項目的選題。本新型實用鉆具的研究目的在于，打破傳統鉆具的局限，提供一種適用于加工直徑各不相同的盲孔和通孔的可調節組合鉆具。

研究過程

根據生活中遇到的實際問題，我先設計制作了一個加工直徑8cm圓孔的手動操作鉆具，后來發現，如果要加工的圓孔直徑大于或小于8cm，這個鉆具就不適用了，什么樣的鉆具能夠做到一勞永逸呢？于是，在原有基礎上我對它進行了改進—讓它具有手動可調的特點，通過設置兩個可調節刀片，來自如應對孔徑的大小隨意改變的加工需求。但是，該鉆具的手動操作方式又暴露出一個明顯的不足：不僅耗時費力，而且勞動強度過大，工作效率低下。為此，我又對它進行進一步改進，加工成了現在的手動操作和機床操作兩相適用的可調節組合鉆具，使用起來不僅靈活方便，還真正滿足了縮短加工時間、降低勞動強度、保證加工精度、提高勞動效率的加工需求。

研究結果

這種可調節組合鉆具，由刀體、可調節刀片和刀柄三部分組成。刀體的橫截面呈扁圓形，可調節刀片設置兩個，對稱鑲嵌在刀體的兩側。可調節刀片的刀頭位于刀體的前方，刀柄呈錐體狀，固定于刀體的后端且與刀體同軸。在刀體的前端面上設有排屑槽。

刀體的橫截面設計成扁圓形，且其前端設有排屑槽，既能改變刀體的橫截面，保證刀體的強度，提高加工精度，又便于順利排屑。

可調節刀片通過改變兩個刀片的角度和伸出量，使之具有手動可調的特點，以自如應對孔徑的大小隨意改變的加工需求。刀柄呈錐體狀，且與刀體同軸，不僅易于加裝，而且保證了基準的統一性，有利于提高產品的精度。該鉆具手動操作與普通木工機床操作兩相適用的特點，使操作方式靈活可選，加工者可以根據實際需要自主選擇，從而提高了加工效率，降低了勞動強度，縮短了加工時間。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型作進一步詳述。

圖1是本實用新型機動和手動外形圖以及刀柄和刀體的連接示意圖；

圖2是圖1的俯視圖；

圖3是A向旋轉視圖；

圖4是B向放大視圖。

圖中各標號為：1.刀柄；2.刀體；3.可調刀片；4.緊固螺栓； 5.主切削刃；6.副切削刃；7.主后角；8.副后角；9.前角；10.主后面；11.副后面；12.排屑槽

具體實施方式

參看圖1～圖4，在刀體2上鑲嵌兩塊對稱放置的可調刀片3，并用緊固螺栓固定，在刀體2上還安裝一條與刀體2同軸的刀柄1，用于將刀具卡裝在車床上。

刀體2采用扁圓形橫截面，前端附加排屑槽12，既保證了強度又可以確保順利排屑。

刀柄1作為刀具使用和裝夾的基準，采用錐體設計，與刀體2同軸，保證了基準的統一性，有利于保證產品精度。另外，這種結構不僅使刃具裝夾方便，而且有可靠的導向作用。

可調刀片3的主后角7為15°、副后角8為3°、前角9為5°、錐頂角為118°±1°。將可調刀片3的各參數單獨在砂輪機上磨削出來，再將可調刀片3組裝到刀體2上。加工孔的尺寸變化不大時，可以靠調整刀頭的伸出量來調整，加工尺寸變化較大時，要依靠調整切削刃的掰開角度來控制。根據工件孔徑的大小，用測量方法進行調整。

實施例1：

加工內孔尺寸為φ88毫米，內孔長度為500毫米材料，刀體2采用45#鋼，厚度為35毫米，并調質處理；刀柄1采用莫氏4#錐體設計；可調刀片3采用可磨性好的W18Cr4V（俗稱白鋼條）作為刀片的材料。兩塊白鋼條刀片3鑲嵌在刀體中，分別靠四只M6頂絲固定，刀片端齒面帶有鉆尖式的錐頂角118°，兩端設計成圓周齒刀刃。

內孔加工過程為：首先用鉆頭鉆出φ20毫米左右的孔，然后采用木工普通機床加工外徑。再根據內孔φ88尺寸要求調整刀具，將刀片3稍拉出，測量主切削刃最大直徑，對刀尺寸要求為88毫米。用木工普通機床一次性加工孔達到φ88毫米。

刀體的橫截面設計成扁圓形后，其橫截面上距離最遠的兩點之間的距離可以大于50毫米，因而比φ50毫米的刀體強度大。

創新點

一、在木材加工領域，這種新型可調節組合鉆具，一改傳統鉆具結構不合理、無法保證加工廣度和精度的現狀，通過設置兩個可調節刀片，輕松自如地滿足了孔徑的大小可隨意改變的加工需求，有效地解決了傳統鉆具加工直徑各不相同的盲孔和通孔的技術難題。

二、這種可調節組合鉆具具有手動操作與機床操作兩相適用的特點，與傳統鉆具比較起來，顯得靈活方便、省時高效。我在網上查詢到現有一種可調節擴孔刀具，主要有旋轉手柄、調節盤、刀體三部分組成，使用時，用手緊握旋轉手柄，在需要鉆孔的地方選準圓心用力旋轉即可。這一項目采取的是手動操作方式，明顯耗時費力，勞動強度較大。另外，該鉆具對于加工盲孔的“深度尺寸”不能保證其精度，效率低下。

三、我的項目在選擇機床加工時，可使盲孔的深度尺寸及精度控制在0.2mm以內，最大限度地保證了盲孔的加工精度，提高了加工質量。

以上種種，正是這一新型實用的可調節組合鉆具最為突出的創新點，它具備了新穎性、創造性和實用性，真心希望它能在木材加工技術領域發揮作用。

參考文獻

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[2] 王永清.可調深孔擴孔刀具[J].機械工人：冷加工，1981（2）.

[3]姚璞，劉九華.介紹一種新型深孔鉆—內排屑深孔麻花鉆頭[J]. 機械設計與制造，1982（3）. 責編/萬海濱