如何优化铰刀的结构和制造

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：图6-31 铰刀的结构1）正确确定铰刀的直径和公差，对被加工孔的尺寸精度、铰刀的制造成本和使用寿命有直接影响。但在铰削薄壁的韧性材料或用硬质合金铰刀铰孔时，常会出现铰孔后的孔径比铰刀直径稍小的情况，即产生收缩量，这是由于铰孔时的挤压作用又会使孔产生弹性恢复而缩小。2）铰刀的齿数会影响被铰孔的精度和表面粗糙度。为了便于测量铰刀直径，齿数通常采用偶数。

铰削加工的特点是加工余量小，切削厚度薄（精铰时h_D=0.01～0.03mm）。由于铰刀有切削刃钝圆半径，又具有修光刃，而且后面还有：b_a1=0.05～0.3mm

图6-30 铰刀的种类

a）直柄手用铰刀 b）可调节手用铰刀 c）直柄机用铰刀 d）锥柄机用铰刀 e）套式机用铰刀 f）硬质合金机用铰刀

的刃带，所以挤压作用大，铰削过程实际上是切削与挤压两种作用的结果。

1.铰刀的种类及应用

铰刀的种类很多，通常分为手用和机用两大类。手用铰刀又分为整体式（图6-30a）和可调节式（图6-30b）；机用铰刀可分为带柄的（直径1～20mm为直柄，图6-30c；直径5.5～50mm为锥柄，图6-30d）和套式的（直径25～100mm，图6-30e）。

铰刀不仅用来加工圆柱形孔，也有用来加工锥形孔，如莫氏圆锥铰刀和1∶50锥度销铰刀。

此外，按刀具材料，还可分高速钢铰刀和硬质合金铰刀，如图6-30f所示。

铰刀是一种用于孔的精加工及半精加工的多刃刀具，也可用于磨孔和研孔前的预加工。铰削后孔的公差等级可达IT7～IT5，表面粗糙度值为Ra0.63～2.5μm。

2.铰刀的结构组成

如图6-31所示为铰刀的典型结构，它由工作部分、空刀和柄部三部分组成。工作部分包括切削部分和校准部分，而校准部分又由圆柱部分和倒锥部分组成。为使铰刀容易切入已有的孔中，所以在其前端常作有（0.5～2.0mm）×45°的引导锥。

图6-31 铰刀的结构

1）正确确定铰刀的直径和公差，对被加工孔的尺寸精度、铰刀的制造成本和使用寿命有直接影响。一般情况铰出的孔会产生扩张量，这是由于刀齿的径向圆跳动、工件与刀具的安装误差、机床主轴间隙过大以及积屑瘤等因素造成的。但在铰削薄壁的韧性材料或用硬质合金铰刀铰孔时，常会出现铰孔后的孔径比铰刀直径稍小的情况，即产生收缩量，这是由于铰孔时的挤压作用又会使孔产生弹性恢复而缩小。铰孔时扩张或收缩量的大小，需按经验或由试验确定。

2）铰刀的齿数会影响被铰孔的精度和表面粗糙度。若齿数增多，则铰削平稳、导向好，有利于提高孔的精度和表面质量。但若齿数过多，则会减小容屑空间，降低刀齿的强度，并使刀齿刃磨困难，制造精度也难提高。因此，铰刀齿数一般取4～16。为了便于测量铰刀直径，齿数通常采用偶数。高速钢铰刀齿数见表6-1。

表6-1 高速钢铰刀齿数

铰刀刀齿在圆周上的分布有等齿距与不等齿距两种形式，目前工厂生产的手用铰刀大多采用不等齿距分布。

铰刀的槽形有直线齿背形、圆弧齿背形和圆弧直线齿背形三种。直线齿背形的形状简单，能用标准角度铣刀铣制，一般手用和机用铰刀都可采用这种槽形。圆弧齿背形的槽形有较大的容屑空间，但齿槽须用成形铣刀铣出，一般用于直径大于20mm的铰刀，圆弧直线齿背形主要用于硬质合金铰刀。

图6-32 铰刀螺旋槽方向

铰刀的齿槽有直槽和螺旋槽两种。直槽制造、刃磨和检验方便，故使用广泛。螺旋槽铰刀切削平稳，主要用于铰削深孔和带断续表面的孔。螺旋槽的方向有左旋和右旋两种，如图6-32所示。右旋铰刀铰削时，切屑向后排出，适用于加工不通孔。左旋铰刀铰削时，切屑向前排出，可防止切屑刮伤已加工表面，适用于加工通孔，且工作时轴向力压向主轴使铰刀装夹牢固。铰刀在切削灰铸铁和钢料时，推荐取螺旋角β=8°。

如何优化铰刀的结构和制造

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