铰刀的结构及其工艺特点
发布时间:
2024年12月19日
铰刀一般由高速钢和硬质合金制造。
铰刀的精度等级分为H7、H8、H9三级，其公差由铰刀专用公差确定，分别适用于铰削H7、H8、H9公差等级的孔。多数铰刀又分为A、B两种类型，A型为直槽铰刀，B型为螺旋槽铰刀。螺旋槽铰刀切削平稳，适用于加工断续表面。
如图7－42为一般机用硬质合金铰刀的结构，它由工作部分、颈部和柄部组成。工作部分包括引导锥、切削部和校准部。为了使铰刀易于引入预制孔，在铰刀前端制出引导锥。校准部由圆柱部分和倒锥部分组成。圆柱部分用来校准孔的直径尺寸并提高孔的表面质量，以及在切削时增强导向作用；倒锥部分用来减小摩擦。铰刀的主要设计内容是确定工作部分的参数。
1．铰刀直径及其公差的确定
铰刀直径公差直接影响被加工孔的尺寸精度、铰刀制造成本和使用寿命。铰孔时，由于刀齿径向跳动以及铰削用量和切削液等因素会使孔径大于铰刀直径，称为铰孔“扩张”；而由于刀刃钝圆半径挤压孔壁，则会使孔产生恢复而缩小，称为铰孔“收缩”。一般“扩张”和“收缩”的因素同时存在，最后结果应由实验决定。经验表明：用高速钢铰刀铰孔一般发生扩张，用硬质合金铰刀铰孔一般发生收缩，铰削薄壁孔时，也常发生收缩。
铰刀的公称直径等于孔的公称直径。铰刀的上下偏差则要考虑扩张量、收缩量，并留出必要的磨损公差。
图7－43所示为铰刀直径及其公差。
dω—工件直径; do—新铰刀直径; 
—工件孔公差; P—扩张量
Pa—收缩量; G—铰刀制造公差; N—铰刀磨损公差
若铰孔发生扩张现象，则设计及制造铰刀的最大、最小极限尺寸分别为：
domax=dωmax-Pmax（6-1）
domin=domax-G（6-2）
若铰孔发生收缩现象，则设计及制造铰刀的最大、最小极限尺寸分别为：
domax=dωmax+Pamin（6-3）
domin=domax-G（6-4）
国家标准规定：铰刀制造公差G＝0.35(IT)。根据一般经验数据，高速钢铰刀可取Pmax＝0.15(IT)；硬质合金铰刀铰孔后的收缩量往往因工件材料不同而不同，故常取Pamin＝0，或取 Pamin＝0.1(IT)。Pmax及Pamin的可靠确定办法是由实验测定。
2．铰刀的齿数及齿槽
铰刀的齿数影响铰孔精度、表面粗糙度、容屑空间和刀齿强度。其值一般按铰刀直径和工件材料确定。铰刀直径较大时，可取较多齿数；加工韧性材料时，齿数应取少些；加工脆性材料时，齿数可取多些。为了便于测量铰刀直径，齿数应取偶数。在常用直径do=8~40mm范围内，一般取齿数Z＝4~8个。
铰刀刀齿沿圆周可以等齿距分布，也可以不等齿距分布。为了便于制造，铰刀一般按等齿距分布。
如图7-44所示，铰刀的齿槽形状一般有直线齿背（图7－48a）、圆弧齿背（图7－48b）和折线齿背（图7－48c），硬质合金铰刀一般采用折线齿背。
铰刀齿槽方向有直槽和螺旋槽两种，如图7－45所示。为了便于制造，常采用直槽。为改善排屑条件，提高铰孔质量，硬质合金铰刀常做成左螺旋槽，螺旋角取3°~5°。
3．铰刀的几何角度
①主偏角
加工钢等韧性材料一般取=15°；加工铸铁等脆性材料一般取
=3°~5°；粗铰和铰盲孔时一般取
=45°；手用铰刀一般取
=0.5°~1.5°。
②前角
铰孔时一般余量很小，切屑很薄，切屑与前刀面接触长度很短，故前角的影响不显著。为了制造方便，一般取均＝0°。加工韧性材料时，为减小切屑变形，可取
＝5°~10°。
③后角
铰刀系精加工刀具，为使其重磨后径向尺寸不致变化太大，一般铰刀后角取＝6°~8°。
④刃倾角
一般铰刀的刃倾角＝0°。但刃倾角能使切削过程平稳，提高铰孔质量。在铰削韧性较大的材料时，可在铰刀的切削部分磨出
＝15°~20°刃倾角，如图7－46a所示，这样可使铰削时切屑向前排出，不致于划伤已加工表面（见图7－46b）。在加工盲孔时，可在这种带刃倾角的铰刀前端开出一较大的凹坑，以容纳切屑（见图7－46c）。
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