第七章 常用刀具和刃磨
一．麻花钻及其修磨
1. 磨花钻的结构
标准麻花有柄部、颈部和工作部分组成（图7-1）。
（1） 工作部份 由切削部分和导向部分组成。
1）切削部份 切削部分是指钻头前端有切削刃的部分，主要起切削作用。标准麻花钻切削部分主要由前面、后面、主切削刃和横刃四个部分组成（图7-1）。 a）前面：切屑流过的表面。
b）后面：与待加工表面相对的面。
C）主切削刃：前面与后面的交线。
d）横刃：两个后面的交线。
普通麻花钻的“五刃一尖”：两条主切削刃、两条副切削刃、一条横刃和一个钻尖。（副切削刃是指两条刃沟与刃带棱面相交的两条螺旋线。）
图7-1 标准麻花钻
2）导向部分 导向部分在钻孔时起引导钻头方向和修光孔壁的作用，同时还是切削部分的备磨部分。外圆柱上两条螺旋形棱边也称刃带，可保持孔形和钻头进给方向。两条螺旋刃沟是排屑的通道。导向部份由下列部分组成（见图7-2）。
图7-2 导向部分的组成
1—螺旋槽 2—后面 3—钻心 4—副切削刃
5—齿背 6—前面 7—主切削刃 8—横刃 9—刃带
a）螺旋槽：在麻花钻上的两条相对称的螺旋槽，其作用是正确形成切削刃和前角，并起排屑和输送切削液的作用。
b）刃带和齿背：刃带是沿螺旋槽高出约0.5～1mm 的窄带，在切削时它跟孔壁相接接触，以保持钻头方向。钻头表面上低于刃带的部分叫齿背，其作用是减少摩擦。直径小于0.5mm 的钻头，不制出刃带。
c）直径d ：是指在钻头头部测量的两刃带间的距离。钻头直径己标准化。
d）倒锥：导向部分直径略带倒锥，倒锥量在100mm 长度为0.3～0.12mm ，其作用是减少摩擦。
e）钻心：两螺旋槽的实心部分叫钻心，其作用是连接两个刃瓣，保持钻头的强度和刚度。 f）螺旋角β：钻头外缘表面与螺旋槽的交线为螺旋线，螺旋线与钻头轴线的夹角为螺旋角（图7-3）。螺旋角越大，前角越大、切削刃越锋利、切削越省力、切屑容易排出。但是螺旋角越大，切削刃强度及散热条件也差。标准的螺旋角一般为25°～32°。特殊用途的
钻头其螺旋角根据不同的材料来确定，例如个别紫铜和铝合金可取35°～40°，钻高强度钢和铸铁可取10°～15°，钻青铜和黄铜可取8°～12°。
g
图7-3 钻头的螺旋角
g）顶角：钻头的顶角是两主切削刃在它们平行的平面上投影的夹角。标准磨花钻的顶角为118°。
h）前角：是在正交平面中测量的，标准麻花钻切削刃各点前角变化很大，从外缘到钻心，由大逐渐变小直至负值。
i）后角：钻头后角是在钻头轴心的回见柱剖面内测量的，可以在后面上直接反应现出来。
（2）柄部 钻头柄部也叫尾部，钻柄供装夹用，用来转递钻孔时所需的转矩和轴向力。直径在φ13mm 以下的做成圆柱柄，φ13以上的做成莫氏锥柄。锥柄端部做成扁尾，以供使用斜铁将钻头从锥套或机床莫氏孔中击出。
（3）颈部 颈部直径比柄部略小，供磨削时退刀用，此外印有厂标、规格、材质等标记。
2.麻花钻的修磨
钻头修磨后的要求是：两主刃左右对称，刃长短一致，主、副刃交点高度一致，锋角符合要求等，并且要根据实际的加工情况，如材料、设备的刚性等，采取不同的修磨方法。
（1）磨花钻修磨的原因
1）钻头地使用过程中，切削刃容易变钝。
2）在钻削不同工件村料时，麻花钻切削部分的角度和形状都略有不同，通过进行修磨来改变形状的角度，满足加工要求。
（2）标准麻花钻的结构缺点
1）钻头主切削刃上各点前角变化很大（-30°～+30°），外径处前角太大，到里面前 角又小，近中心处为负前角，切削性能相差悬殊。
2）横刃太长，横刃上有很大的负前角，切削条件非常差。实际上不是在切削而是在刮削和挤压，再说横刃长了，定心也不好。
3）主切削刃全宽参加切削，各点切削流出速度相差很大，切屑卷成很宽的螺旋卷，所占体积大，排屑不顺利，切削液也不易注到切削刃上。
4）棱刃上没有后角，棱边与孔壁发生摩擦，因为棱边有倒锥，所以主切削刃与棱边交点处摩擦最剧烈。此处切削速度最高，产生热量多，而且尖角处抗磨性较差，所以此处磨损较快。影响切削性能。因此钻头常进行针对性的修磨。
（3）修磨标准麻花钻的常用方法
1）修磨横刃 麻花钻的横刃给切削过程带来极坏的影响，很容易造成引偏，因此修麻横刃便成为改进麻花钻切削性能有重要措施。修麻横刃的方法如下：
a）将整个横刃磨去（见图7-4a ）。用砂轮把原来的横刃全部磨去，以形成新的切削力，加大该处前角，使轴向力大大减小。但是这种方法使钻头新形成的两钻尖强度减弱，定心不好，只适应于加工铸铁等强度较低的材料。
图7-4 横刃修磨形式
b）磨短横刃（见图7-4b ）。采用这种修磨方法可以减少因横刃造成的不利因素。 c）加大横刃前角（见图7-4c ）。横刃长度不变，将其分为两半，分别磨出一定前角，从而改善切削条件，但修磨后钻尖被削弱，不宜加工硬材料。
d）磨短横刃并加大前角（见图7-4d ）。这种修磨方法是沿钻刃后面的背棱刃磨至钻心，将原来的横刃磨短（约为原来横刃长度的1/5～1/3）并形成两条新的内直刃。这种修磨方法，不仅有利于分屑，增大钻尖处排屑空间和前角，而且短横刃仍保持定心作用。
2）修磨前面 由于主切削刃前角外大内小，故当加工较硬材料时，可将靠外缘处的前面磨去一部分（见图7-5a ），使外缘处前角减小，以提高该部分的强度和刀具寿命；当加工较软材料（塑性大）时，可将靠近钻心处的前角磨大而外缘处磨小（见图7-5b ），这样可使切削轻快、顺利。当加工黄铜、青铜等材料时，前角太大会出现“扎刀”现象，为避免“扎刀”，也可采用将钻头外缘处前角磨小的方法，如图7-5a 所示。
图7-5 修磨前面
a）修磨外缘处前面 b）修磨近钻心处前面
3）修磨切削刃及断屑槽 由于主切削刃很长并全部参加切削，故切屑易堵塞。加之锋角较大，造成轴向力加大和形成刀尖角ε较小，使刀尖薄弱。针对上述问题，可以采用以下几种修磨方法：
a）修磨过渡刃（见图7-6）。在钻尖主切削刃与副切削刃相连接的转角处，磨出过渡刃。过渡刃锋角φ=70°～75°，使钻头具有比重刃，由于减小了外刃锋角，使轴向力减小、刀尖角增大，从面强化了刀尖。由于主切削刃分成二段，切屑宽度变小，切屑堵塞现象减轻。对于大直径钻头有时还修磨成双重过渡刃（三重锋角）。
图7-6 修磨过渡刃
b）修磨分屑槽（见图7-7）。在钢件等韧性材料上钻较大、较深的孔时，因孔径大、切屑较宽，所以不易断屑和排屑。为了把宽的切屑分割成窄的切屑，使排屑方便，并为了使切削液易进入切削区，从而改善切削条件，可在钻头切削刃上开分屑槽。分屑槽可开在钻头后面上（见图7-7a ），也可开在钻头前面上（见图7-7b ）。前一种修磨法在每次重磨时都需修磨分屑槽，而后一种在制造钻头时就己加工出分屑槽，修磨时只需修磨切削刃就可以了。
图7-7 修磨分屑槽
c）修磨断屑槽 钻削钢件等韧性较大的材料时，切屑连绵不断往往会緾绕钻头，使操作不安全，严重时会折断钻头，为此可在钻头前面上沿主切削刃磨出断屑槽（见图7-8），能起到良好的断屑作用。
图7-8 磨断屑槽
4）修磨棱边 直径大于12mm 的钻头在加工无硬皮的工件时，为减少棱边与孔壁的摩擦，减少钻头磨损，可按图7-9所示修磨棱边，将棱边磨窄，磨出后角。使原来的副后角由00磨成6°～8°，并留一条宽为0.1～0.2mm 的刃带。以修磨后的钻头，其寿命可提高一倍左右，并可使表面质量提高；表面有硬皮的铸件不宜采用这种修磨方式，因为硬皮可能使窄的刃带破坏。
图7-9 修磨棱边
二．立铣刀及其修磨
1. 立铣刀的结构
如图7-10所示为立铣刀，它主要用于加工平面凹面、台阶面以及利用靠模加工成形表面立铣刀柄部有直柄的和锥柄的两大类，直柄立铣刀的定位与安装比较方便，对于小直径立铣刀，直柄式应用比较广泛。
立铣刀圆柱面上的切削刃是主切削刃，端面上的切削刃没有通过中心，是副切削刃。工件不宜作轴向进给运动。
图7-10 立铣刀
2. 立铣刀的刃磨
（1）立铣刀端面刃磨 不管多少刃的立铣刀，首先要将端面垂直于轴线磨平。这是为了保证刀刃最高点能够在同一平面的关键。刀刃端面刃磨及校验铣刀轴线的垂直度的方法：
1）目测 可借助一平板，将立铣刀刀刃朝下放在平板上，观察铣刀左右的倾斜角度，然后把铣刀旋转180，再观察其左右倾斜角度。在同一平面上，若两次观察到的倾斜角不同，则需要修磨，直到一方向上，两次观察到的倾斜角相同为止。之后，再把铣刀旋转90°重复以上动作，校验另一方向。
2）用直角校正 在一平板上用90°直角尺校正，首先将铣刀刀刃向下立于平板上，将角尺一面贴平板，另一面向铣刀外刃或刀具直柄部分靠齐，用透光法，看铣刀与角尺之间的间隙，然后根据所判间隙，对铣刀进行修磨。
3）自修磨 将立铣刀夹在钻床或铣床上，下面放一废旧的砂轮片，选择适当的转速，开启机床，然后下移铣刀，在砂轮片上磨削。
4）将缺口严重的立铣刀放线切割机上，调校后，一次将铣刀端面割出。
5）将铣刀上工具磨用，用三爪或锥度套夹持，调校后，用砂轮将铣刀端面磨至合要求。
（2）立铣刀开十字槽排屑槽 如果四刀刃立铣刀端面前部没有圆槽，就需要用砂轮的圆角或在在砂轮切割机上，沿铣刀的十字的螺旋槽方向重开十字槽。开槽时注意砂轮侧面不要磕碰到下面的另一个切削刃口。
（3）立铣刀端面切削刃的刃磨
1）分别刃磨每一个刃面的时候，以保留刀尖为原则，然后修磨前角、后角和刃倾角；后角的修磨要根据工件的硬度而变化，材料硬度大，则角度小一点；刃倾角的角度选择原则是，4个刃部必须向中间凹进去，千万不能刀刃中间凸出，要不铣出的平面就肯定不平，再者刃0
部向中间也不是越凹越好，其实只是4个刃部都是向中间凹的，这个角度还是越小越好，或者可以是零度（手要刃磨是保证不了的），因为这样整条切削刃都参与了切削，形成的表面质量就好。
2）刃磨完成后，同样可以在平板上配以直角尺进行校验，将立铣刀的切削刃立于平板上，用角尺一侧与铣刀直柄部或外圆切削刃紧靠，角尺另一侧紧贴平板上，这时我们可能用透光法观察切削刃的刃尖是否在同一平面上，还有切削刃的角度是否均匀一致（可以根据校验结果再作修磨，直到符合要求）。
在手工刃磨中，刀刃的高低及角度都不容易把握，在训练时因人而宜，只要注意磨出一点后角就可以了，但须向中间凹，这样即使切削刃不平，只要刃尖位于最高点就行，这样还是保证刃磨过的刀具能正常铣削加工，只是在相同的铣削用量下，加工件的表面质量不是很好罢了。
第七章 常用刀具和刃磨
一．麻花钻及其修磨
1. 磨花钻的结构
标准麻花有柄部、颈部和工作部分组成（图7-1）。
（1） 工作部份 由切削部分和导向部分组成。
1）切削部份 切削部分是指钻头前端有切削刃的部分，主要起切削作用。标准麻花钻切削部分主要由前面、后面、主切削刃和横刃四个部分组成（图7-1）。 a）前面：切屑流过的表面。
b）后面：与待加工表面相对的面。
C）主切削刃：前面与后面的交线。
d）横刃：两个后面的交线。
普通麻花钻的“五刃一尖”：两条主切削刃、两条副切削刃、一条横刃和一个钻尖。（副切削刃是指两条刃沟与刃带棱面相交的两条螺旋线。）
图7-1 标准麻花钻
2）导向部分 导向部分在钻孔时起引导钻头方向和修光孔壁的作用，同时还是切削部分的备磨部分。外圆柱上两条螺旋形棱边也称刃带，可保持孔形和钻头进给方向。两条螺旋刃沟是排屑的通道。导向部份由下列部分组成（见图7-2）。
图7-2 导向部分的组成
1—螺旋槽 2—后面 3—钻心 4—副切削刃
5—齿背 6—前面 7—主切削刃 8—横刃 9—刃带
a）螺旋槽：在麻花钻上的两条相对称的螺旋槽，其作用是正确形成切削刃和前角，并起排屑和输送切削液的作用。
b）刃带和齿背：刃带是沿螺旋槽高出约0.5～1mm 的窄带，在切削时它跟孔壁相接接触，以保持钻头方向。钻头表面上低于刃带的部分叫齿背，其作用是减少摩擦。直径小于0.5mm 的钻头，不制出刃带。
c）直径d ：是指在钻头头部测量的两刃带间的距离。钻头直径己标准化。
d）倒锥：导向部分直径略带倒锥，倒锥量在100mm 长度为0.3～0.12mm ，其作用是减少摩擦。
e）钻心：两螺旋槽的实心部分叫钻心，其作用是连接两个刃瓣，保持钻头的强度和刚度。 f）螺旋角β：钻头外缘表面与螺旋槽的交线为螺旋线，螺旋线与钻头轴线的夹角为螺旋角（图7-3）。螺旋角越大，前角越大、切削刃越锋利、切削越省力、切屑容易排出。但是螺旋角越大，切削刃强度及散热条件也差。标准的螺旋角一般为25°～32°。特殊用途的
钻头其螺旋角根据不同的材料来确定，例如个别紫铜和铝合金可取35°～40°，钻高强度钢和铸铁可取10°～15°，钻青铜和黄铜可取8°～12°。
g
图7-3 钻头的螺旋角
g）顶角：钻头的顶角是两主切削刃在它们平行的平面上投影的夹角。标准磨花钻的顶角为118°。
h）前角：是在正交平面中测量的，标准麻花钻切削刃各点前角变化很大，从外缘到钻心，由大逐渐变小直至负值。
i）后角：钻头后角是在钻头轴心的回见柱剖面内测量的，可以在后面上直接反应现出来。
（2）柄部 钻头柄部也叫尾部，钻柄供装夹用，用来转递钻孔时所需的转矩和轴向力。直径在φ13mm 以下的做成圆柱柄，φ13以上的做成莫氏锥柄。锥柄端部做成扁尾，以供使用斜铁将钻头从锥套或机床莫氏孔中击出。
（3）颈部 颈部直径比柄部略小，供磨削时退刀用，此外印有厂标、规格、材质等标记。
2.麻花钻的修磨
钻头修磨后的要求是：两主刃左右对称，刃长短一致，主、副刃交点高度一致，锋角符合要求等，并且要根据实际的加工情况，如材料、设备的刚性等，采取不同的修磨方法。
（1）磨花钻修磨的原因
1）钻头地使用过程中，切削刃容易变钝。
2）在钻削不同工件村料时，麻花钻切削部分的角度和形状都略有不同，通过进行修磨来改变形状的角度，满足加工要求。
（2）标准麻花钻的结构缺点
1）钻头主切削刃上各点前角变化很大（-30°～+30°），外径处前角太大，到里面前 角又小，近中心处为负前角，切削性能相差悬殊。
2）横刃太长，横刃上有很大的负前角，切削条件非常差。实际上不是在切削而是在刮削和挤压，再说横刃长了，定心也不好。
3）主切削刃全宽参加切削，各点切削流出速度相差很大，切屑卷成很宽的螺旋卷，所占体积大，排屑不顺利，切削液也不易注到切削刃上。
4）棱刃上没有后角，棱边与孔壁发生摩擦，因为棱边有倒锥，所以主切削刃与棱边交点处摩擦最剧烈。此处切削速度最高，产生热量多，而且尖角处抗磨性较差，所以此处磨损较快。影响切削性能。因此钻头常进行针对性的修磨。
（3）修磨标准麻花钻的常用方法
1）修磨横刃 麻花钻的横刃给切削过程带来极坏的影响，很容易造成引偏，因此修麻横刃便成为改进麻花钻切削性能有重要措施。修麻横刃的方法如下：
a）将整个横刃磨去（见图7-4a ）。用砂轮把原来的横刃全部磨去，以形成新的切削力，加大该处前角，使轴向力大大减小。但是这种方法使钻头新形成的两钻尖强度减弱，定心不好，只适应于加工铸铁等强度较低的材料。
图7-4 横刃修磨形式
b）磨短横刃（见图7-4b ）。采用这种修磨方法可以减少因横刃造成的不利因素。 c）加大横刃前角（见图7-4c ）。横刃长度不变，将其分为两半，分别磨出一定前角，从而改善切削条件，但修磨后钻尖被削弱，不宜加工硬材料。
d）磨短横刃并加大前角（见图7-4d ）。这种修磨方法是沿钻刃后面的背棱刃磨至钻心，将原来的横刃磨短（约为原来横刃长度的1/5～1/3）并形成两条新的内直刃。这种修磨方法，不仅有利于分屑，增大钻尖处排屑空间和前角，而且短横刃仍保持定心作用。
2）修磨前面 由于主切削刃前角外大内小，故当加工较硬材料时，可将靠外缘处的前面磨去一部分（见图7-5a ），使外缘处前角减小，以提高该部分的强度和刀具寿命；当加工较软材料（塑性大）时，可将靠近钻心处的前角磨大而外缘处磨小（见图7-5b ），这样可使切削轻快、顺利。当加工黄铜、青铜等材料时，前角太大会出现“扎刀”现象，为避免“扎刀”，也可采用将钻头外缘处前角磨小的方法，如图7-5a 所示。
图7-5 修磨前面
a）修磨外缘处前面 b）修磨近钻心处前面
3）修磨切削刃及断屑槽 由于主切削刃很长并全部参加切削，故切屑易堵塞。加之锋角较大，造成轴向力加大和形成刀尖角ε较小，使刀尖薄弱。针对上述问题，可以采用以下几种修磨方法：
a）修磨过渡刃（见图7-6）。在钻尖主切削刃与副切削刃相连接的转角处，磨出过渡刃。过渡刃锋角φ=70°～75°，使钻头具有比重刃，由于减小了外刃锋角，使轴向力减小、刀尖角增大，从面强化了刀尖。由于主切削刃分成二段，切屑宽度变小，切屑堵塞现象减轻。对于大直径钻头有时还修磨成双重过渡刃（三重锋角）。
图7-6 修磨过渡刃
b）修磨分屑槽（见图7-7）。在钢件等韧性材料上钻较大、较深的孔时，因孔径大、切屑较宽，所以不易断屑和排屑。为了把宽的切屑分割成窄的切屑，使排屑方便，并为了使切削液易进入切削区，从而改善切削条件，可在钻头切削刃上开分屑槽。分屑槽可开在钻头后面上（见图7-7a ），也可开在钻头前面上（见图7-7b ）。前一种修磨法在每次重磨时都需修磨分屑槽，而后一种在制造钻头时就己加工出分屑槽，修磨时只需修磨切削刃就可以了。
图7-7 修磨分屑槽
c）修磨断屑槽 钻削钢件等韧性较大的材料时，切屑连绵不断往往会緾绕钻头，使操作不安全，严重时会折断钻头，为此可在钻头前面上沿主切削刃磨出断屑槽（见图7-8），能起到良好的断屑作用。
图7-8 磨断屑槽
4）修磨棱边 直径大于12mm 的钻头在加工无硬皮的工件时，为减少棱边与孔壁的摩擦，减少钻头磨损，可按图7-9所示修磨棱边，将棱边磨窄，磨出后角。使原来的副后角由00磨成6°～8°，并留一条宽为0.1～0.2mm 的刃带。以修磨后的钻头，其寿命可提高一倍左右，并可使表面质量提高；表面有硬皮的铸件不宜采用这种修磨方式，因为硬皮可能使窄的刃带破坏。
图7-9 修磨棱边
二．立铣刀及其修磨
1. 立铣刀的结构
如图7-10所示为立铣刀，它主要用于加工平面凹面、台阶面以及利用靠模加工成形表面立铣刀柄部有直柄的和锥柄的两大类，直柄立铣刀的定位与安装比较方便，对于小直径立铣刀，直柄式应用比较广泛。
立铣刀圆柱面上的切削刃是主切削刃，端面上的切削刃没有通过中心，是副切削刃。工件不宜作轴向进给运动。
图7-10 立铣刀
2. 立铣刀的刃磨
（1）立铣刀端面刃磨 不管多少刃的立铣刀，首先要将端面垂直于轴线磨平。这是为了保证刀刃最高点能够在同一平面的关键。刀刃端面刃磨及校验铣刀轴线的垂直度的方法：
1）目测 可借助一平板，将立铣刀刀刃朝下放在平板上，观察铣刀左右的倾斜角度，然后把铣刀旋转180，再观察其左右倾斜角度。在同一平面上，若两次观察到的倾斜角不同，则需要修磨，直到一方向上，两次观察到的倾斜角相同为止。之后，再把铣刀旋转90°重复以上动作，校验另一方向。
2）用直角校正 在一平板上用90°直角尺校正，首先将铣刀刀刃向下立于平板上，将角尺一面贴平板，另一面向铣刀外刃或刀具直柄部分靠齐，用透光法，看铣刀与角尺之间的间隙，然后根据所判间隙，对铣刀进行修磨。
3）自修磨 将立铣刀夹在钻床或铣床上，下面放一废旧的砂轮片，选择适当的转速，开启机床，然后下移铣刀，在砂轮片上磨削。
4）将缺口严重的立铣刀放线切割机上，调校后，一次将铣刀端面割出。
5）将铣刀上工具磨用，用三爪或锥度套夹持，调校后，用砂轮将铣刀端面磨至合要求。
（2）立铣刀开十字槽排屑槽 如果四刀刃立铣刀端面前部没有圆槽，就需要用砂轮的圆角或在在砂轮切割机上，沿铣刀的十字的螺旋槽方向重开十字槽。开槽时注意砂轮侧面不要磕碰到下面的另一个切削刃口。
（3）立铣刀端面切削刃的刃磨
1）分别刃磨每一个刃面的时候，以保留刀尖为原则，然后修磨前角、后角和刃倾角；后角的修磨要根据工件的硬度而变化，材料硬度大，则角度小一点；刃倾角的角度选择原则是，4个刃部必须向中间凹进去，千万不能刀刃中间凸出，要不铣出的平面就肯定不平，再者刃0
部向中间也不是越凹越好，其实只是4个刃部都是向中间凹的，这个角度还是越小越好，或者可以是零度（手要刃磨是保证不了的），因为这样整条切削刃都参与了切削，形成的表面质量就好。
2）刃磨完成后，同样可以在平板上配以直角尺进行校验，将立铣刀的切削刃立于平板上，用角尺一侧与铣刀直柄部或外圆切削刃紧靠，角尺另一侧紧贴平板上，这时我们可能用透光法观察切削刃的刃尖是否在同一平面上，还有切削刃的角度是否均匀一致（可以根据校验结果再作修磨，直到符合要求）。
在手工刃磨中，刀刃的高低及角度都不容易把握，在训练时因人而宜，只要注意磨出一点后角就可以了，但须向中间凹，这样即使切削刃不平，只要刃尖位于最高点就行，这样还是保证刃磨过的刀具能正常铣削加工，只是在相同的铣削用量下，加工件的表面质量不是很好罢了。