铰刀是一种用于孔加工的精密刀具,主要功能是提高已钻孔或镗孔的尺寸精度、形状精度和降低表面粗糙度。铰刀的种类繁多,可以根据不同的标准进行分类,以适应各种加工需求。
01 铰刀的结构特征
铰刀的结构及几何参数
①切削部份
切削部分的前端是引导锥,顶角2Φ=90°,即图中C(0.5~2.5)mmx45°。其功用是便于铰刀引入孔中和保护切削刃。切削部分担负着切除余量的任务,主偏角kr的大小影响导向、切削厚度和径向与轴向切削力的大小。kr 越小轴向力越小,导向性越好,而切削厚度越小、径向力越大,切削锥部越长。一般手用铰刀kr=0.5°~1.5°,机用铰刀加工钢等韧性材料时,kr=12°~15°,加工铸铁等脆性材料时kr=3°~5°,而加工不通孔用铰刀,为减小孔底圆锥部长度取k,=45°,有的加工铝合金铰刀端部没有切削锥角。
②校准(导向)部分
校准部分有点象车刀的修光刃,其功用是校准、导向、熨压和刮光。为此,校准部分后面留有b。=0.2~0.4mm 的刃带,同时也为保证铰刀直径尺寸精度及各齿较小的径向圆跳动误差。
为减轻校准部分与孔壁的摩擦和孔径扩大,校准部分的一段或全部制成倒锥形,其倒锥量为(0.005~0.006)/100。
③铰刀前角与后角大小
由于铰孔余量很小,切屑很薄,前角作用不大,一般多取γ0=0°。加工韧性高的金属时为减小切屑变形也可取 γ0=5°~10°。铰刀的后角一般取α,=6°~8°,从切削厚度小来看,好象后角应取再大些,但是当后角取大时,切削部分与校准部分交接处(刀尖)的强度,散热条件变差,初期使用铰孔质量好,但刀尖很快钝化,加工质量反而降低,同时也使重磨量加大,故而后角取值较小。而且后角取较小值有利于避免振动。
02 铰刀的种类
① 按材料分
•高速钢铰刀:适用于加工一般材料,如碳钢、合金钢,具有良好的韧性和切削性能。
•硬质合金铰刀:适用于加工硬材料,如不锈钢、铸铁,具有高硬度和耐磨性。
硬质合金铰刀
•陶瓷铰刀:适用于加工高硬度和高温材料,如钛合金,耐磨性和高温性能优异。
•金刚石铰刀:适用于铝合金等有色金属加工。
金钢石铰刀
②按使用方式分
•手动铰刀:适用于单件或小批量生产,操作灵活。
•机用铰刀:适用于成批大量生产,效率高,精度稳定。
③按铰孔形状分
•圆柱铰刀:最常见,用于加工直孔。
•圆锥铰刀:用于加工锥孔,如莫氏锥度铰刀等。
手用锥度铰刀
•阶梯孔铰刀:用于加工具有不同直径的阶梯孔。
阶梯孔铰刀
④按构造形式分
•整体式铰刀:整个刀体为一整体,适用于标准尺寸。
•分体式(组合式)铰刀:由多个部件组装而成,适用于非标尺寸或长孔加工。
组合式铰刀
⑤按齿槽形状分
•直槽铰刀:简单经济,适用于一般加工。
直槽铰刀
•螺旋槽铰刀:切削平稳,排屑好,寿命高,适用于高效高质量加工。
螺旋槽铰刀
注:右旋向后排屑,一般用于盲孔。
左旋向前排屑,一般用于通孔。
03 铰刀选用原则
①工件材料:根据被加工材料的硬度、韧性等因素选择合适的铰刀材质。
②加工精度和表面粗糙度要求:精度要求越高,越倾向于选择精密硬质合金、金刚石或陶瓷铰刀。
③生产批量:大批量生产倾向于使用机用铰刀,小批量或单件生产可能更适合手动铰刀。
④孔的尺寸和形状:根据孔的直径、长度、是否为锥孔等选择相应类型的铰刀。
⑤ 经济性:在满足加工要求的前提下,考虑成本效益,合理选择铰刀材质和结构。
整体硬质合金涂层铰刀