(1)概述

      硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位淺孔鉆是繼60年代噴射鉆取得成功之后的又一新的突破，且在機械加工中發(fā)揮了重要作用。當(dāng)今世界上許多工業(yè)發(fā)達國家都能生產(chǎn)這種鉆頭。

      硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位淺孔鉆的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格為直徑20～60mm。但某些公司生產(chǎn)的這種鉆頭，其最小直徑可達16mm左右，直徑再小則受到刀片尺寸和夾緊元件的限制；專用的可轉(zhuǎn)位鉆頭最大直徑可達350mm，直徑再大則受到機床傳動功率的限制。

      (2)硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位淺孔鉆的結(jié)構(gòu)特點

      ①可轉(zhuǎn)位淺孔鉆的容屑槽有直槽和螺旋槽兩種，其中直槽的占多數(shù)。因為直槽淺孔鉆的冷卻孔易于制造，且所占位置較小。

      ②切削部分刀片的配置形式如圖9-135所示，常用的刀片有凸三邊形、四邊形、菱形。刀片的位置根據(jù)分屑原理和力的平衡原理設(shè)計，即一片刀片位于鉆頭中心，另一刀片位于鉆頭外緣，切削時兩刀片把金屬分成兩部分。為了平衡兩切削刃產(chǎn)生的切削力，一方面對位于鉆心和外緣的兩刀片的切削負荷進行合理地分配，另一方面把兩切削刃分別配置在通過鉆頭軸線但與鉆頭軸線不對稱的兩個平面上，使兩平面的夾角為β，其大小根據(jù)力的平衡原理推算。鉆頭兩切削刃上的切削力(見圖9-136)可按下式計算：
      主切削力Fz=0.1ks·t·s(N)

      軸向力  Fz=0.05ks·t·S(N)
式中，Ks與被加工材料、切削速度、幾何參數(shù)有關(guān)，它是切下單位面積金屬所需要的力。根據(jù)上述方法設(shè)計的鉆頭，在理想的情況下兩切削刃產(chǎn)生的徑向力相互抵消，為此切削力由一個扭矩和一個軸向力構(gòu)成。

      ③鉆頭的幾何參數(shù)

      (a)φ角；它與選用的刀片形狀有關(guān)，直接影響切削力各分力的大小和方向。為了使切削平穩(wěn)，φ角設(shè)計得較小。如裝凸三邊形刀片的鉆頭φ=10°。這時的鉆頭切入與切出長度也相應(yīng)縮短。

      (b)前角。內(nèi)切削刃位于鉆心，切削速度低，這對切削刃極為不利。為此內(nèi)切削刃前角γ=0°～10°。為了增強外刃強度，刃口應(yīng)高于通過鉆頭軸線的平面，因此外刃前角較內(nèi)刃前角小些。

      (c)后角：在鉆削中切削刃的運動軌跡是螺旋面，工作狀態(tài)后角小于靜止?fàn)顟B(tài)后角，切削刃上各點的后角不相等，越靠近中心后角越小，為此選擇后角口=7°～9°。

      ④斷屑是使可轉(zhuǎn)位淺孔鉆頭正常工作不可缺少的條件，否則將發(fā)生切屑纏繞和堵塞現(xiàn)象，引起崩刃和打刀。由于可轉(zhuǎn)位淺孔鉆頭的切削速度較高，切屑薄，不易斷屑，所以用斷屑槽來改變切屑流出的速度和方向，以達到斷屑的目的。工具研究所介紹的斷屑槽形狀和尺寸如圖9-137所示。試驗表明，斷屑槽的尺寸公差必須限制在很窄的范圍內(nèi)，特別是斷屑槽的深度對斷屑效果影響很大。
      ⑤刀片的卡固方式：可轉(zhuǎn)位淺孔鉆采用帶孔刀片，靠刀片本身的沉頭孔用沉頭螺釘壓緊(見圖9-138a)，沉頭錐角為40°。但這種卡緊方法對刀片孔有擴張作用，且扭緊很費時間。為此，又有采用圖9-138b所示的夾固方式。在這種結(jié)構(gòu)上，偏心螺釘2以其錐面3壓緊在刀片1的孔壁上，并把刀片壓緊于基面和后定位面上。這時，只要輕輕轉(zhuǎn)動螺釘即可松開或夾緊刀片。更換刀片時也不必完全旋出螺釘。這種卡緊方法還保證了足夠的容屑空間，使切屑能順利地排出。
      ⑥模塊化結(jié)構(gòu)；把刀體分成幾段制造，然后組裝成鉆頭，一旦前段損壞，則可去掉該段，再重新組裝。相同或不同直徑的鉆頭可通過不同的連接柄而裝在機床上使用。

      ⑦冷卻方法：用可轉(zhuǎn)位淺孔鉆頭鉆孔必須強制澆注冷卻液，它起著冷卻潤滑和排屑的雙重作用。冷卻液的流路如圖9-139所示。它又分為下述兩種流路：
      (a)冷卻液從鉆頭體中段或尾端的孔流入鉆頭體，從位于鉆頭端部兩個呈“丫”字形分布的孔流出，碰到已加工表面返回澆到切削區(qū)域后，帶著切屑沿排屑溝排出孔外。

      (b)冷卻液從鉆頭體中段或尾端的孔流入鉆頭體，從位于鉆頭切削刃前面的兩個出水孔流出澆到切削區(qū)域后返回，在返回途中帶著切屑沿排屑溝排出孔外。

      直徑小的鉆頭可采用兩種流路相結(jié)合的方式，以加強排屑的作用。

      (3)鉆頭各部分尺寸的確定

      ①鉆心直徑：硬質(zhì)合金淺孔鉆頭的鉆心直徑do=(0.25～0.5)D，D為鉆頭直徑。由于刀桿內(nèi)部鉆有內(nèi)冷卻孔，故鉆心直徑不能太小。設(shè)計時一般取do=0.35D。

      ②鉆頭直徑公差：刀片位置的偏差可使孔徑擴大或縮小。此外，還有進給量的影響，進給量越大，孔的直徑擴張量也越大。但切削速度增加時，則孔的直徑可稍有縮小。孔的圓度和圓柱度，主要取決于工件一刀具一機床系統(tǒng)的剛性，一般不超過0.02mm，可取與硬質(zhì)合金麻花鉆頭公差相同的值。如在車床上鉆孔，當(dāng)孔徑在50mm以下時，圓度誤差在0.02～0.06mm范圍內(nèi)。

      ③兩切削刃的搭接量：以分屑方式配置的兩切削刃的銜接處應(yīng)有一定的搭接量，其數(shù)值為2～5mm。這樣可使一種規(guī)格的刀片能用于多種規(guī)格的鉆頭上，減少了刀片規(guī)格。

      硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位淺孔鉆的出現(xiàn)，使孔加工的切削效率空前提高。所以，使其得到了廣泛的應(yīng)用。