硬質合金鑽頭頂角118°

硬質合金鑽頭頂角為什麼是118°？

在五金商店裏，如果你說："請拿個直徑Ф10mm的硬質合金鑽頭給我"，店主就會問："硬質合金鑽頭頂角選多少度呢？"然後他會接著說："我們這兒有這樣的頂角"，就會拿出一個麻花鑽，頂角角度為118°。

市場上出售的硬質合金鑽頭頂角都是118°，這是為什麼呢？

精益求精

聽說硬質合金鑽頭頂角的角度一般都是118°。而且似乎並不是因為靠理論計算得出的。

工件材料中，鋼的使用量最多，鑽削此類金屬硬質合金鑽頭頂角均為118°，這是由長期經驗得出的結論。

在某個制造廠裏，當我問："為什麼硬質合金鑽頭頂角要選118°呢？"工人回答說："那是理所當然的啊。"簡單地說，似乎是工人精益求精的結果。

為什麼鑽頭頂角為118°的硬質合金鑽頭效果要好一些呢？

改變硬質合金鑽頭頂角角度

讓我們來分析一下改變頂角角度後電鑽的切削效果吧。

改變硬質合金鑽頭頂角角度後的切削效果
由於頂角2Ф不同，切削力(F)、背向力(Fp)、進給力(Ff)會發生變化。

圖b的頂角角度是118°，三幅圖的頂角為a>b>c。剖面線部分是鑽頭旋轉半圈時的進給量ƒ，是由兩條切削刃鑽出的截面。截面面積均為ƒD，D為鑽頭直徑。因此，實際鑽孔時鑽頭受到三種作用力(切削力、背向力、進給力)，鑽頭的進給量即為ƒ。鑽頭旋轉後，切削刃處對應的進給量ƒ'會變成ƒ'=ƒsin2Ф/2，即2Ф越小，ƒ'就越小。切屑厚度也按a、b、c的順序減小。那麼，切削力的大小順序為c>b>a。

圖a的切削力最小，進給力因切削力靠近主軸方向，所以較大；與其相反，圖c的切削力較大，而背向力卻較小，即背向力大小依次為a>b>c。

眾所周知，2Ф越小，鑽頭越尖，所以可以簡單地認為背向力越小。

在不考慮切削刃是否鋒利的基礎上，鑽頭頂角為180°時，進給力會變得非常大。

既然已經知道頂角越小，產生的鑽削壓力就越小，那麼，只需盡量將鑽頭頂角變小一些不就可以了嗎？如此一來，根本不需要118°，90°甚至30°都可以，但事實證那是不可行的。

如果硬質合金鑽頭的前角γ0變小的話，垂直於進給向的分力即背向力Fp就會增大，上文已講述清楚。這種背向力大小與進給力相反，頂角越大則其越小。要使硬質合金鑽頭轉動並排出切屑就需要很大的轉矩。

比較圖a和圖c，與切削刃成直角的進給量ƒ'與切削力的大小無關，但實際鑽孔時，圖c產生的扭矩是圖a的幾倍。

用錐形鉸刀加工過錐形孔的人都很清楚，即使加工餘量很小，還是需要很大的扭矩，因此，把錐形鉸刀看作是頂角2Ф變小了的三角鑽就能理解了。所以，只要在能提供很大轉矩、功率很大的機器上使用進給力小、頂角小的鑽頭就可以了。但僅僅靠提高機床功率是不行的。

無論如何，進行實際切削的是硬質合金鑽頭，不管使用多大轉矩的機床，硬質合金鑽頭仍必須能承受足夠大的強度。若機床的扭矩過大，硬質合金鑽頭本身會承受不住而扭斷。

如上所述，鑽頭頂角的一條切削刃確定好了之後，另一條又會傾斜，如此一來，要磨出標准的鑽頭頂角便相當困難。因此經過長時間的經驗累積，用頂角為118°的硬質合金鑽頭切削鋼材的效果最好，所以118°就變成了標准的鑽頭頂角。

那麼，硬質合金鑽頭頂角都是118°嗎？其實不然，118°只是標准角度，用於鑽削鋼材時最為合適。

但是，加工時若更換了工件材料的話，建議最好還是改變鑽頭頂角的大小。

從進給力、背向力等來看，118°的切削效果很好，但實際鑽削中，刀具壽命是必須考慮的問題。從這一點來看，根據工件材料來改變鑽頭頂角是很普通的。

仔細觀察硬質合金鑽頭就能知道，硬質合金鑽頭的頂角為118°時，切削刃為一條直線。但在生產現場，根據材料的不同，鑽頭頂角可能大於118°也可能小於118°。此時的切削刃會變為曲線，對應的切屑形狀也會有所不同。

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