群钻(masses drill),原名为
倪志福钻头,又称多刃尖钻、三尖七刃麻花钻,是指将标准麻花钻的切削部分修磨成多刃尖的钻头,由中国人倪志福于1953年创造,后改名为“群钻”,寓意群众参与改进和完善。
1953年,国营六一八厂接受修理
抗美援朝战争自行火炮任务,在硬度极高的特种钢板上钻眼时遇到困难,工人倪志福经过改良,把普通的麻花钻刃磨成“三个尖、七个刃”,成为当时机械工业中的一项重大革新,被命名为“倪志福钻头”。后来,倪志福与技术员周淑英等人
共同发明了七种钻型。1965年,倪志福提出它是群众智慧的结晶,提议更名为“群钻”。群钻是把标准麻花钻的切削部分磨出两条对称的月牙槽,形成圆弧刃,并在横刃和钻心处经修磨形成两条内直刃,从而将标准麻花钻的“一尖三刃”磨成“三尖七刃”,使得钻尖高度降低,横刃长度缩短,有利于断屑、排屑和切削液进入切削区,进一步减小了切削力和降低切削热。群钻可改善钻削时的定心性,提高钻孔精度,并且钻头寿命可提高3~5倍。
群钻在1958年被收进
苏联的《钻工手册》,随后传入
日本、
美国。1986年,它获联合国世界知识产权组织颁发的金质奖章和证书,2001年获得
国家知识产权局发布的新型实用专利。
群钻的来历
1953年,国营六一八厂在修理
抗美援朝战争自行火炮任务时,要在硬度极高的特种钢板上钻眼。在用坏了许多钻头后,青年工人倪志福决定对普通钻头进行改良,把普通的麻花钻刃磨成“三个尖、七个刃”,就能很快在钢板上打出眼,而且钻头磨损率大大降低。这一改进成为当时机械工业中的一项重大革新,三尖七刃钻头被命名为“倪志福钻头”。
倪志福钻头很快在国内外得到推广应用。1958年被收进
苏联的《钻工手册》,随后又传入
日本、美国。以后倪志福又与技术员周淑英等
共同发明了七种钻型。1965年倪志福提出“倪钻”是群众智慧的结晶,建议更名为“群钻”。1982年他又完成一套能钻不同材料和适应不同工艺特性的新钻型系列。1986年,倪志福钻头获联合国世界知识产权组织颁发的金质奖章和证书,2001年获得
国家知识产权局发布的新型实用专利。
群钻的特征
标准麻花钻的切削部分由两条主切削刃和一条横刃构成,最主要的缺点是横刃和钻心处的负前角大,切削条件不利。群钻是把标准麻花钻的切削部分磨出两条对称的月牙槽,形成圆弧刃,并在横刃和钻心处经修磨形成两条内直刃。此种切削结构,将新增横刃和原来的两条外直刃,就将标准麻花钻的“一尖三刃”磨成了“三尖七刃”。修磨后钻尖高度降低,横刃长度缩短,圆弧刃、内直刃和横刃处的前角均比标准麻花钻相应处大。因此,用群钻钻削钢件时,轴向力和扭矩分别比标准麻花钻降低30%~50%和10%~30%,切削时产生的热量显著减少。
标准麻花钻钻削钢件时,形成较宽的螺旋形带状切屑,不利于排屑和冷却。群钻由于有月牙槽,有利于断屑、排屑和切削液进入切削区,进一步减小了切削力和降低切削热。因此,刀具寿命可比标准麻花钻提高2~3倍,或
生产率提高两倍以上。群钻的三个尖顶,可改善钻削时的定心性,提高钻孔精度。为了钻削
铸铁、紫铜、
黄铜、
不锈钢、铝合金和
钛合金等各种不同性质的材料,群钻又有多种变型,但“月牙槽”和“窄横刃”仍是各种群钻的基本特点。
群钻的优点
相比标准麻花钻,群钻具有五个优点:由于群钻平均前角增大,钻削轻快,轴向抗力可下降 35%~50%,钻削扭矩下降10%~30%;由于钻削力下降,且分屑、排屑效果好,可采用比普通麻花钻高近三倍的进给量,从而使钻削效率显著提高;群钻钻削顺畅,摩擦减小,而且切削液易进入切削区,冷却润滑效果较好,钻削温度较低。减轻了钻头磨损,比普通麻花钻寿命提高 2~3倍;钻孔的尺寸精度、形状位置精度及表面质量都有所提高;钻削条件不同时,可修磨出不同类型的群钻,以适应钻削的实际需求,通用性强。
群钻的分类
可调式群钻
本体结构得用齿轮箱配合万向节头所组成,由于万向节是可活动轴件,故在限定范围内可左右移动。在调整加工孔距时不受
齿轮所限制,适合加工多样不定性孔件,使用范围较广。缺点是精度方面控制有所欠缺,长期使用跑位率相比略高。适合单件加工量不大,长年更换加工件的企业。
固定式群钻
根据单件加工件量身定制多轴器,即依照零件的间距、排布,定死动轴。从而达到单品单轴,一件一台的多轴器标准方案。这是使用多轴器最终的模式,是提高生产效率最快的钻床设备。固定式加导孔板多轴器准确耐用,在更换式件时,有很多空间取付方便,不会受到治具之妨碍。所加工出来的产品更精确,多轴器也更耐用。
此外,群钻按其加工件的硬度来划分,可分为中切削型、重切削型和强力超重切削型三类:中切削试用于铝、镁、铜等HB≤150以下的铸件;重切削试用于孔数大于10个的软质件或4孔以下的钢、铁等HB≤265以下的铸件;强力超重切削型适用于180≤HB≤300钢、铁等强硬度铸件。
群钻的刃磨方法
磨短横刃
磨短横刃后使横刃为原来的 17~ 15,同时使新内刃上前角增大,这样不仅减小了轴向力,改善了定心,还提高了钻头的切削性能。
磨月牙槽
即在麻花钻主后刀面上对称磨出两个月牙槽,形成凹形圆弧刃,把主切削刃分成三段,即外刃、圆弧刃、内刃。圆弧刃增大了靠近钻心处的前角,使切削省力。由于主切削刃被分成了几段,所以有利于分屑、排屑和断屑。钻削时圆弧刃在底部切削出一道网环筋,能起稳定钻头方向、限制削钻头摆动、加强定心的作用。磨月牙槽还能降低钻尖高度,不仅使横刃锋利,还不影响钻尖强度。
磨出单边分屑槽
即在一条外刃上磨出凹形分屑槽。有利干排屑和减小切削力。
群钻的应用
群钻广泛应用于机械行业多孔零部件的钻孔及攻丝加工。如汽车、摩托车多孔零部件中的
发动机箱体、铝铸件壳体、制动鼓、刹车盘、转向器、轮毂、差速壳、轴头、半轴车桥等,泵类、阀类、液压元件、
太阳能配件等。