鏨刃可更換式扁鏨設計

孫文輝

中山市建斌職業技術學校 廣東中山 528415

1 序言

扁鏨是鉗工鏨削常用的工具之一[1]，其作用是通過錘子敲擊其頭部位置，使鏨刃對金屬工件進行切削加工，常用于不便機械加工的場合，如去除工件的飛邊、毛刺、凸緣及分割材料等[2]。傳統的扁鏨由鏨體和鏨刃兩部分組成，如圖1所示。這兩部分由同一材料組成，且是整體式結構，不可拆卸。在使用過程中，當鏨刃磨損而不能再使用時，就需要磨削鏨刃，而當磨損較為嚴重時便無法繼續磨削，需要將整個扁鏨回爐重新加工成型才能使用。這樣不僅浪費材料，而且非常麻煩且費時費力，使用起來非常不方便。因此，本文圍繞此問題，提出了一種結構簡單、安裝與使用方便的鏨刃可更換式扁鏨，利用本扁鏨可有效解決現有扁鏨由于磨損嚴重需要重新回爐加工而造成原材料浪費的問題。

圖1 整體式扁鏨

2 總體設計

根據背景技術中的缺陷，設計出一款如圖2所示的鏨刃可更換式扁鏨，包括鏨體和鏨芯，鏨體和鏨芯由不同材料制成，鏨體由硬度較軟且韌性較好的材料制作，而鏨芯由硬度較大的材料制作，鏨體和鏨芯之間通過螺釘和螺母擰緊固定，其具體聯接方式如下所述。

圖2 鏨刃可更換式扁鏨

如圖3所示，鏨體6設有通槽10和敲擊帽7，通槽10設有螺釘孔9和鏨芯固定面8，鏨芯4設有4個鏨刃1、臺階面2、通孔3，鏨芯4和通槽10厚度尺寸一致。

圖3 模型爆炸視圖

在安裝時，首先將鏨芯4放入通槽10中，并使得鏨芯4上的臺階面2與通槽10上的鏨芯固定面8相貼合，鏨芯固定面8的主要作用是承受鏨削時鏨芯4所受的沖擊力，然后用螺釘5穿過螺釘孔9和通孔3，最后用螺母11擰緊固定，其作用是防止鏨芯4在通槽10中左右竄動，且螺釘5尺寸比螺釘孔9和通孔3的尺寸稍小，在鏨削時不用承受鏨芯4所受的沖擊力，模型局部剖視如圖4所示。

圖4 模型局部剖視

在鏨削時，操作人員手握鏨體6，然后將鏨刃1對準需要鏨削的地方，再用手錘對敲擊帽7進行錘擊即可。在使用過程中，當鏨芯4的其中1個鏨刃1因磨損不能再使用時，只需將鏨芯4上的螺釘5松開后轉位，使新的鏨刃1進入工作位置，再經夾緊就可以繼續使用，直至鏨芯4上4個鏨刃1全部都磨損后才需更換新的鏨芯。

3 鏨體的受力分析

本扁鏨由于是組合式結構，鏨體和鏨芯是分開的，兩者之間通過螺釘和螺母固定，其結構設計是否合理、強度是否夠用，將直接影響整個扁鏨能否正常使用。鑒于此，重點對本扁鏨的結構進行受力分析。針對本扁鏨的結構設計，分別從壓力和位移兩方面運用Creo軟件中的Simulate功能進行相應的分析[3]，如圖5、圖6所示。

圖5 壓力分析

根據壓力和位移分析可知，鏨芯在最大受力為51.42M P a的情況下，其位移最大變化量僅為0.1189μm，變形量較小。而在實際的鏨削過程中，扁鏨所受的敲擊力往往遠＜51.42MPa，因此，通過上面的分析可知，本扁鏨的結構設計合理，滿足使用要求。

4 加工制造

本鏨刃可更換式扁鏨由鏨體和鏨芯兩部分組成，在加工時可將兩部分分開加工制造。

4.1 鏨體的加工

（1）加工通槽 首先將1把廢棄的整體式扁鏨用線切割機床割掉鏨刃部分，然后再畫圖編程切割出圖7所示的通槽。

圖7 鏨體通槽

（2）加工螺釘孔 將圖7中已加工出通槽的鏨體放在銑床或者鉆床中，先鉆出通孔，再用沉頭銑刀加工出上下沉孔，如圖8所示，完成鏨體的加工。

圖8 鏨體螺釘孔

4.2 鏨芯的加工

（1）加工鏨芯外形 將碳素工具鋼T7或T8的方料作為鏨芯材料，并將其放在數控銑床中，先加工出臺階面再鉆中間的通孔，如圖9所示。

圖9 鏨芯外形

（2）刃磨出鏨刃 將圖9中的鏨芯外形用砂輪機刃磨出4個鏨刃，如圖10所示。

圖10 鏨刃

（3）鏨刃的熱處理 鏨刃經過刃磨后，其硬度和韌性仍較低，還不能馬上投入使用[4]。為提高鏨刃的硬度和韌性，需將圖10所示鏨刃進行淬火、回火熱處理，使其硬度達到52～57HRC，這樣就完成了鏨芯的制作。

5 創新點

1）本扁鏨的鏨體和鏨芯由于是可拆卸的，鏨芯上設有4個鏨刃，所以當其中1個鏨刃磨損不能使用時，只需將鏨芯上的螺釘松開后轉位，使新的鏨刃進入工作位置，再經夾緊就可以繼續使用，直至鏨芯上4個鏨刃全部都磨損后才需更換新的鏨芯，使用非常靈活，大大提高了鏨刃的使用率，同時也提高了實際生產中的工作效率。與傳統的整體式扁鏨相比，本設計的鏨體是可以重復利用的，出現嚴重磨損時不需要將整個扁鏨回爐加工，不僅能較好地避免原材料的浪費，而且能減少回爐加工的費用，有效降低成本，保護環境。

2）本扁鏨的鏨芯安裝與拆卸較為方便，鏨芯和鏨體上的通槽厚度尺寸一致，在安裝鏨芯時，只需要徒手就可以將鏨芯塞入通槽中，兩者再通過螺釘和螺母擰緊固定即可。而當需要更換鏨芯時，只需用內六角扳手擰松鏨芯上的螺釘，徒手拔出鏨刃，操作方便。

3）在實際生產中，本扁鏨只需要將其鏨體中的通槽和鏨芯尺寸規范化、標準化，便可實現1把鏨體可與多種鏨芯安裝與使用，從而為扁鏨的購置、存儲、攜帶和使用帶來方便。

6 結束語

針對傳統整體式扁鏨的鏨刃由于磨損嚴重而導致的報廢問題，本鏨刃可更換式扁鏨設計很好地解決了此問題，不僅操作方便，提高了工作效率，還有效降低了成本，節能且綠色環保。因此，本鏨刃可更換式扁鏨設計在實際生產中具有很廣泛的使用價值和推廣空間。