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第1章麻花钻的基本结构
第2章麻花钻的钻削原理
第3章标准麻花钻的成形
第4章麻花钻的数学模型
第5章电火花线切割成形麻花钻后刀面
第6章麻花钻的三维实体建模
第7章麻花钻的钻削仿真与试验研究
麻花钻是最主要的孔加工刀具，它是一种双螺旋槽的复杂刀具，其主要切削性能(如加工质量、加工效率以及刀具耐用度等)与其几何参数是密切相关的。因此，人们一直致力于钻头的改进和钻削过程的研究。《麻花钻及其成形方法》系统地阐述了麻花钻的基本结构、几何角度及其常用刀具材料；在研究标准麻花钻沟槽的成形方法和麻花钻后刀面的成形方法的基础上，提出了利用电火花线切割机床成形麻花钻后刀面的方法，介绍了其成形原理和成形装置，并进行了线切割法试验研究；结合切削加工的仿真研究，详细介绍了麻花钻的三维实体建模方法、钻削过程的有限元仿真与分析方法，并通过钻削试验，研究钻削加工条件的合理选择和钻尖几何参数的合理选择。
麻花钻刃磨的方法和技巧 “少磨”首先是“不磨”，拿到钻头匆匆即磨，肯定是盲目的磨。只有在刃磨前摆放好位置，才能为下一步的“磨好”打实基础，这一步相当重要。教师在示范过程中，可根...
用过的钻头要观察钻头两主切削刃的磨损情况，如两侧磨损程度不一样，说明磨损大的一侧比另一侧稍高。修磨时应注意多磨一点。砂轮旋转要平稳，圆周面要平整，跳动量大必须修整。当钻头外侧棱边磨损，应磨掉已经变钝的...
只有在刃磨前摆放好位置，才能为下一步的“磨好”打实基础，这一步相当重要。教师在示范过程中，可根据实践中总结出来的方法和技巧用通俗易懂的口诀的形式解释和示范，学生往往听得明白、看得明白，容易掌握。示范时...
针对麻花钻锥面后刀面刃磨装置的复杂性以及现有砂轮刃磨存在的问题，基于麻花钻后刀面刃磨理论的研究成果，提出了一种新的麻花钻锥面后刀面刃磨方法—数控电火花线切割刃磨方法，即用线切割成形代替砂轮刃磨。研究了麻花钻锥面后刀面线切割的成形原理，建立了麻花钻线切割成形方法的数学模型；确定了成形装置的运动方案和装置的二维三维模型图，最终设计了成形加工装置的数字样机模型，并进行了运动仿真分析，确定了运动方案的可行性；进行了模拟线切割试验，分析了电参数对成形过程的影响，选择了合适的电参数。此装置可以实现后刀面刃磨，且结构简单，易于操作，克服砂轮刃磨易烧伤等缺陷，对超硬材料麻花钻锥面后刀面刃磨加工具有重要的研究意义。
成果内容提要：
主要观点：在现代制造业中，麻花钻是应用最为广泛的孔加工刀具，尤其在以汽车与航空等孔加工占重要比重的制造业中。在钻削过程中，后刀面的磨损最为严重，后刀面的合理刃磨直接影响加工质量、效率以及麻花钻本身的使用寿命。目前常用的麻花钻后刀面刃磨方法有锥面刃磨法、螺旋面刃磨法等，但是都存在着刃磨参数多、刃磨机结构复杂等问题，并且采用砂轮刃磨，存在钻头易烧伤、小尺寸钻头不易刃磨等问题。
电火花放电加工是利用电极和工件之间脉冲放电时产生的热能，熔化或气化工件材料，从而实现材料蚀除的加工方法。国内外学者对电火花放电加工刀具技术开展了大量试验研究，特别是对特殊刀具材料，例如聚晶金刚石（PCD)、绝缘工程陶瓷等，其中英国伯明翰大学的T.B.Thoe等人的研究成果较具代表性。也研制设计了许多采用电火花线切割工艺刃磨刀具的装置，例如国产CNC100型电火花磨削机以及英国Engis公司的Microspa系列，英国Vectaspark公司的Vectaspark300电加工磨床等，利用这些装置即能提高加工效率也可以获得较好刃口质量。电火花加工作为一种特种加工方法，可以进行各种难加工材料的加工,具有无切削力、排屑方便，且加工余量小，加工精度高，生产周期短，制造成本低等突出优势，因此得到广泛的应用。
采用电火花线切割成形 (WEDM)加工的方法，刃磨锥面后刀面麻花钻，取代砂轮刃磨，设计新型后刀面刃磨装置，加工时，只需将该装置放置到现有的线切割机床上，进行试切定位，线切割机床的电极丝以一定的角度姿态摆放，参数调整及加工运动由该装置实现。
根据麻花钻后刀面成形原理，为形成锥面后刀面，即麻花钻的后角、横刃斜角等几何参数，需要实现4个成形参数的调整，即砂轮刃磨时的刃磨参数，分别是锥顶半角δ（后刀面所在锥面的半锥角）、轴间角θ（后刀面锥面轴线与麻花钻轴线夹角）、锥顶距A（后刀面锥顶到麻花钻轴线距离）、偏距e（后刀面锥面轴线与麻花钻轴线间距离），且δ与θ之和为麻花钻顶角的一半。对于标准麻花钻，其顶角为118°，则成形参数可简化为A、e、δ。由于需要调整的参数比较多，加工的空间锥面所需的机床运动很复杂，需要多轴加工。考虑到线切割机床的加工特点、装置的简化程度以及参数之间的影响，把刃磨参数进行分配，调整电极丝的倾斜角度，与Z轴保持δ的角度，其余参数均由成形装置进行调整，这样既可以实现参数的调整，简化加工装置，还能保证加工精度。
创新点：麻花钻锥面后刀面的成形,利用电火花线切割代替砂轮刃磨，解决了原有的刃磨参数多，刃磨机构复杂、钻头易烧伤等问题，同时提高了麻花钻后刀面的成形效率和质量。
实践意义：影响线切割加工材料表面质量和切割速度的主要电参数有脉冲电压、脉冲宽度、脉冲间隙等，切割不同的材料，所选择的电参数也不同。麻花钻的材料有高速钢、硬质合金等。模拟麻花钻锥面后刀面线切割成形装置的切割过程，采用DK7732型中快走丝电火花线切割机床，研究脉冲电压和脉冲宽度对后刀面加工表面质量和切割速度的影响，选择合适的电参数，得到符合要求的后刀面加工质量和切割速度，这对超硬材料麻花钻锥面后刀面刃磨加工具有重要的研究意义。
玻璃的成形方法有：吹制法(空心玻璃等)、压制法(烟缸、水杯等)、压延法(压花玻璃等)、浇铸法(光学玻璃等)、拉制法(平板玻璃、玻璃管等)、离心法(玻璃棉等)、烧结法(泡沫玻璃、工艺玻璃等)、喷吹法(玻璃徽珠等)、浮法(平板玻璃等)、焊接法(仪器玻璃等)等。
上述成形方法，按照制品形状产生的方法，可分为有模成形和无模成形两大类，有模成形又分为单侧模(吹制、离心成形)和双侧模(压制成形)。
真空成形方法主要有凹模真空成形、凸模真空成形、凹凸模先后抽真空成形、吹泡真空成形、辅助凸模真空成形和带有气体缓冲装置的真空成形等方法 。
凹模真空成形是最常用的真空成形方法，如图1所示。把板（片）材四周固定并密封在模腔的上方，加热器将板（片）材加热至软化 [ 见图1中（a）] ，然后将型腔内的空气抽出形成真空，使板（片）材在大气压力下贴紧模具型腔而成形[ 见图1中（b）]，当塑件冷却定型后，再由下方抽气孔通入压缩空气将成形后的制品吹出 [ 见图1中（c）]。
凹模真空成形适用于深度不大的制品，若制品深度过大，塑料板（片）材伸长过大将造成底部太薄，凹模真空成形制品的外观尺寸精度高。
如图2所示，塑料板（片）材被夹紧框夹紧在凸模上方，加热至软化[见图2中（a）]。接着夹紧框下移，软化的塑料板（片）材像帐篷一样覆盖在凸模上，即被冷却而失去减薄能力[见图2中（b）]。然后将板（片）材与凸模之间的空气抽出形成真空，塑料板（片）材边缘及四周紧贴在凸模上减薄而成形[见图2中（c）]。凸模真空成形法成形的制品，内形尺寸精度高，底部较厚不减薄。
凸模真空成形多用于有凸起形状的薄壁塑件，成形塑件的内表面尺寸精度较高。
凸凹模先后抽真空成形如图3所示。首先把塑料板紧固在凹模上加热，如图3中（a）所示。软化后将加热器移开，然后通过凸模吹入压缩空气，而凹模抽真空使塑料板鼓起，如图3中（b）所示。最后凸模向下插入鼓起的塑料板中并且抽真空，同时向凹模内通人压缩空气，使塑料板贴附在凸模的外表面而成形，如图3中（c）所示。
这种成形方法，由于将软化了的塑料板吹鼓，使板材延伸后再成形，故壁厚比较均匀，可用于成形深型腔塑件。
有些要求壁厚大致均匀的吸塑件，也可以用吹泡真空成形，模具结构如图4所示。用置于密闭箱中的凸模成形。首先将片材加热，如图4中（a）所示。然后向密闭箱内送人压缩空气，把片材向外吹涨，再将凸模升起，与片材之间形成密闭状态，如图4中（b）所示。最后由凸模上的气孔抽真空，利用外面的大气压力使它成形，如图4中（c）所示。
这种成形方法是预先把片材各部同时减薄，使最后成形时塑件的厚度大体一致。
辅助凸模真空成形分为下向真空成形和上向真空成形。
下向真空成形如图5所示，首先将同定于凹模的塑料板加热至软化状态，如图5中（a）所示。接着移开加热器，用辅助凸模将塑料板推下，使凹模里的空气被压缩，软化的塑料板由于辅助凸模的推力和型腔内封闭的空气移动而延伸，如图5中（b）所示，然后凹模抽真空成形。
上向真空成形如图6所示，上向真空成形的优点是在成形时材料先不接触凹模，材料加热后膨胀悬垂，如图6中（a）所示。此时辅助凸模向上升起，把片材在没有凹模的状态下拉成初型，这样可以使片材的厚度变化更趋于均匀，如图6中（b）所示。如果使用下向真空成形，则片材首先接触凹模，接触处被冷却，厚度不再变化，成形效果较差。
单纯靠抽真空和大气压力使片材成形，由于各部分的变形率不同而引起塑件壁厚的不均匀。当璧厚过于薄时，塑件往往易破而失去使用价值，采用辅助凸模真空成形，可使塑件底部及隅角部的减薄得到改善，如图7中（a）所示，未经拉深的吸塑，其底部及隅角部明显减薄。如图7中（b）所示，为辅助凸模真空成形，底部及隅角部的减薄得以改善。
当型坯厚度大于5mm时。应采用辅助凸模真空成形。不同成形方法塑件的厚度误差如图8所示。
如图9所示。这是柱塞和压缩空气并用的形式。把塑料板加热后和框架一起轻轻地压向凹模，然后向凹模腔内吹入压缩空气，把加热的塑料板吹鼓，多余的气体从板材和凹模的缝隙中逸出，同时从板材上面通过辅助凸模的孔吹出已加热的空气，这时板材就处于两个空气缓冲层之间，如图9中（a）、（b）所示，辅助凸模逐渐下降，如图9中（c）、（d）所示。最后辅助凸模内停止吹入压缩空气，凹模抽真空，使塑料板贴附在凹模型腔上成形，同时辅助凸模升起，如图9中（e）所示。这种方法成形的塑件壁厚较均匀，并且可以成形较深的塑件 。
麻花钻后刀面线切割成形装置的设计