新型實(shí)用的可調(diào)節(jié)組合鉆具

張澤楷

內(nèi)容摘要：這是一種木材加工技術(shù)領(lǐng)域創(chuàng)新型的可調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)性”，解決了傳統(tǒng)鉆具不能隨心所欲地加工直徑各異的盲孔和通孔的技術(shù)難題。其創(chuàng)新點(diǎn)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(diào)的特點(diǎn)，以自如應(yīng)對孔徑的大小隨意改變的加工需求，而不再受傳統(tǒng)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(jī)動加工，手動操作和機(jī)床操作兩相適用，加工者可以根據(jù)實(shí)際需要自主選擇，實(shí)現(xiàn)了降低勞動強(qiáng)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(jīng)實(shí)踐證明，該鉆具在機(jī)動加工時，盲孔的深度尺寸及精度可控制在0.2mm以內(nèi)，能夠確保盲孔的深度尺寸及加工精度。

關(guān)鍵詞：組合鉆具；可調(diào)節(jié)刀片；手動操作；機(jī)床操作；新型實(shí)用

研究背景

用傳統(tǒng)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?yàn)榭椎闹睆礁鳟?，質(zhì)量要求亦不盡相同，現(xiàn)有鉆具因結(jié)構(gòu)不合理，無法保證加工的廣度和精度。例如，采用普通木工機(jī)床加工直徑為φ88毫米孔時，受機(jī)床尾座的限制，最大只能用φ50毫米的鉆頭，且極易出現(xiàn)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(zhì)量難以保證。如果采用直徑為φ88毫米鉆頭，用普通木工機(jī)床加工，則鉆頭尾柄根本不能夠安裝到機(jī)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(xiàng)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(xiàng)目的選題。本新型實(shí)用鉆具的研究目的在于，打破傳統(tǒng)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(diào)節(jié)組合鉆具。

研究過程

根據(jù)生活中遇到的實(shí)際問題，我先設(shè)計制作了一個加工直徑8cm圓孔的手動操作鉆具，后來發(fā)現(xiàn)，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(chǔ)上我對它進(jìn)行了改進(jìn)—讓它具有手動可調(diào)的特點(diǎn)，通過設(shè)置兩個可調(diào)節(jié)刀片，來自如應(yīng)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(fèi)力，而且勞動強(qiáng)度過大，工作效率低下。為此，我又對它進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)，加工成了現(xiàn)在的手動操作和機(jī)床操作兩相適用的可調(diào)節(jié)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(qiáng)度、保證加工精度、提高勞動效率的加工需求。

研究結(jié)果

這種可調(diào)節(jié)組合鉆具，由刀體、可調(diào)節(jié)刀片和刀柄三部分組成。刀體的橫截面呈扁圓形，可調(diào)節(jié)刀片設(shè)置兩個，對稱鑲嵌在刀體的兩側(cè)。可調(diào)節(jié)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(shè)有排屑槽。

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

可調(diào)節(jié)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(diào)的特點(diǎn)，以自如應(yīng)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(zhǔn)的統(tǒng)一性，有利于提高產(chǎn)品的精度。該鉆具手動操作與普通木工機(jī)床操作兩相適用的特點(diǎn)，使操作方式靈活可選，加工者可以根據(jù)實(shí)際需要自主選擇，從而提高了加工效率，降低了勞動強(qiáng)度，縮短了加工時間。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。

圖1是本實(shí)用新型機(jī)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(zhuǎn)視圖；

圖4是B向放大視圖。

圖中各標(biāo)號為：1.刀柄；2.刀體；3.可調(diào)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(shí)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(diào)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(qiáng)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(zhǔn)，采用錐體設(shè)計，與刀體2同軸，保證了基準(zhǔn)的統(tǒng)一性，有利于保證產(chǎn)品精度。另外，這種結(jié)構(gòu)不僅使刃具裝夾方便，而且有可靠的導(dǎo)向作用。

可調(diào)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(diào)刀片3的各參數(shù)單獨(dú)在砂輪機(jī)上磨削出來，再將可調(diào)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(diào)整刀頭的伸出量來調(diào)整，加工尺寸變化較大時，要依靠調(diào)整切削刃的掰開角度來控制。根據(jù)工件孔徑的大小，用測量方法進(jìn)行調(diào)整。

實(shí)施例1：

加工內(nèi)孔尺寸為φ88毫米，內(nèi)孔長度為500毫米材料，刀體2采用45#鋼，厚度為35毫米，并調(diào)質(zhì)處理；刀柄1采用莫氏4#錐體設(shè)計；可調(diào)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(shè)計成圓周齒刀刃。

內(nèi)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(jī)床加工外徑。再根據(jù)內(nèi)孔φ88尺寸要求調(diào)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(jī)床一次性加工孔達(dá)到φ88毫米。

刀體的橫截面設(shè)計成扁圓形后，其橫截面上距離最遠(yuǎn)的兩點(diǎn)之間的距離可以大于50毫米，因而比φ50毫米的刀體強(qiáng)度大。

創(chuàng)新點(diǎn)

一、在木材加工領(lǐng)域，這種新型可調(diào)節(jié)組合鉆具，一改傳統(tǒng)鉆具結(jié)構(gòu)不合理、無法保證加工廣度和精度的現(xiàn)狀，通過設(shè)置兩個可調(diào)節(jié)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(tǒng)鉆具加工直徑各不相同的盲孔和通孔的技術(shù)難題。

二、這種可調(diào)節(jié)組合鉆具具有手動操作與機(jī)床操作兩相適用的特點(diǎn)，與傳統(tǒng)鉆具比較起來，顯得靈活方便、省時高效。我在網(wǎng)上查詢到現(xiàn)有一種可調(diào)節(jié)擴(kuò)孔刀具，主要有旋轉(zhuǎn)手柄、調(diào)節(jié)盤、刀體三部分組成，使用時，用手緊握旋轉(zhuǎn)手柄，在需要鉆孔的地方選準(zhǔn)圓心用力旋轉(zhuǎn)即可。這一項(xiàng)目采取的是手動操作方式，明顯耗時費(fèi)力，勞動強(qiáng)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(xiàng)目在選擇機(jī)床加工時，可使盲孔的深度尺寸及精度控制在0.2mm以內(nèi)，最大限度地保證了盲孔的加工精度，提高了加工質(zhì)量。

以上種種，正是這一新型實(shí)用的可調(diào)節(jié)組合鉆具最為突出的創(chuàng)新點(diǎn)，它具備了新穎性、創(chuàng)造性和實(shí)用性，真心希望它能在木材加工技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃成俊. 新型擴(kuò)孔刀具介紹[J].現(xiàn)代機(jī)械，2009（3）.

[2] 王永清.可調(diào)深孔擴(kuò)孔刀具[J].機(jī)械工人：冷加工，1981（2）.

[3]姚璞，劉九華.介紹一種新型深孔鉆—內(nèi)排屑深孔麻花鉆頭[J]. 機(jī)械設(shè)計與制造，1982（3）. 責(zé)編/萬海濱