铰刀的种类和特点详解

铰刀的使用范围较广，种类也很多。按使用方式可分为手用铰刀和机用铰刀；按铰刀结构可分为整体式铰刀、套式铰刀和可调节式铰刀；按铰刀切削部分材料可分为高速钢铰刀和硬质合金铰刀；按铰刀用途可分为圆柱铰刀和锥度铰刀。

钳工常用的铰刀有以下几种：

1.整体圆柱铰刀

整体圆柱铰刀分手用和机用两种，其结构如图5-23所示。

图5-23　整体圆柱铰刀

（a）手用

图5-23　整体圆柱铰刀（续）

（b）机用

铰刀由工作部分、颈部和柄部组成。其中，工作部分又分为切削部分与校准部分。铰刀的主要结构参数有直径（D），切削锥角（2φ），切削部分和校准部分的前角（γo）、后角（αo），校准部分刃带宽度（f），齿数（z）等。

1）切削锥角

切削锥角决定铰刀切削部分的长度，对切削力的大小和铰削质量有较大影响。适当减小切削锥角是获得较小表面粗糙度的重要条件，一般手用铰刀的φ=30′～1°30′，这样定心作用好，轴向力也较小，切削部分较长。机用铰刀铰削钢及其他韧性材料的通孔时，φ=15°；铰削铸铁及其他脆性材料的通孔时，φ=3°～5°。机用铰刀铰不通孔时，为了使铰出孔的圆柱部分尽量长，要用φ=45°的铰刀。

2）切削角度

铰孔的切削余量很小，切削变形也小，一般铰刀切削部分的前角γo=0°～3°，校准部分的前角γo=0°，使铰削接近于刮削，可减小孔壁粗糙度。铰刀切削部分和校准部分的后角都磨成6°～8°。

3）校准部分刃带宽度

校准部分的刀刃上留有无后角的棱边，其作用是引导铰刀铰削方向和修整孔的尺寸，同时也便于测量铰刀的直径。为了减小棱边与孔壁的摩擦，棱边一般很窄，一般f=0.1～0.3mm。

4）倒锥量

为了避免铰刀校准部分的后面摩擦孔壁，在校准部分应磨出倒锥。用机用铰刀铰孔时，因切削速度高，导向主要由机床保证。为减小摩擦和防止孔口扩大，其校准部分较短，倒锥量较大（0.04～0.08mm），校准部分有圆柱形校准部分和倒锥校准部分两段。手用铰刀切削速度低，全靠校准部分导向，所以校准部分较长，整个校准部分都做成倒锥，而不做成圆柱，倒锥量较小（0.005～0.008mm）。

5）标准铰刀的齿数

当直径D＜20mm时，z=6～8；当D=20～50mm时，z＞8～12。为便于测量铰刀的直径，铰刀齿数多取偶数。

一般手用铰刀的齿距在圆周上是不均匀分布的，如图5-24（a）所示。机用铰刀工作时靠机床带动，为制造方便，刀齿都做成等距分布，如图5-24（b）所示。

图5-24　铰刀刀齿分布

（a）不均匀分布；（b）均匀分布

6）铰刀直径

铰刀直径是铰刀最基本的结构参数，其制造精度直接影响铰孔的精度。标准铰刀按直径公差分一、二、三号，直径尺寸一般留有0.005～0.02mm的研磨量，以便使用者按需要的尺寸进行研磨。未经研磨的铰刀，其公差大小和适用的铰孔精度以及研磨后的铰孔精度见表5-7。

表5-7　工具厂出品的未经研磨铰刀的公差及其适用范围

铰孔后孔径有时可能收缩。当使用硬质合金铰刀、无刃铰刀或铰削硬材料时，挤压较严重，铰孔后由于弹性恢复而使孔径缩小。铰铸铁孔时加煤油润滑，由于煤油的渗透性强，铰刀与工件之间的油膜产生挤压，铰孔后孔径也会缩小。目前，孔径收缩量大小尚无统一规定，一般要根据具体加工情况来决定铰刀的直径。

铰孔孔径有时也可能扩张。影响扩张量的因素很多，情况也较复杂。如果确定铰刀直径无把握，可按实际情况修正铰刀直径。(www.xing528.com)

一般手用铰刀用高速钢或高碳钢制造，机用铰刀用高速钢制造。

2.可调节的手用铰刀

整体圆柱铰刀主要用来铰削标准直径系列的孔。在单件生产和修配工作中，需要铰削少量的非标准孔，则应使用可调节的手用铰刀，如图5-25所示。

图5-25　可调节的手用铰刀

可调节的手用铰刀的刀体上开有斜底槽，具有同样斜度的刀片可放置在槽内，用调整螺母和压圈压紧刀片的两端。调节调整螺母，可使刀片沿斜底槽移动，即能改变铰刀的直径，以适应加工不同孔径的需要。加工孔径的范围为6.25～44mm，直径的调节范围为0.75～10mm。刀片切削部分前角γo=0°，后角αo=8°～10°。校准部分的后角为αo=6°～8°，倒棱宽度f=0.25～0.4mm。

可调节的手用铰刀的刀体用45钢制造，直径小于或等于12.75mm的刀片用合金工具钢制造，直径大于12.75mm的刀片用高速钢制造。

3.螺旋槽手用铰刀

用普通直槽铰刀铰削带有键槽的孔时，因为刀刃会被键槽边钩住而使铰削无法继续，因此须采用螺旋槽铰刀，其结构如图5-26所示。用这种铰刀铰孔时，铰削阻力沿圆周均匀分布，铰削平稳，铰出的孔光滑。一般螺旋槽的方向是左旋，以避免铰削时因铰刀的正向转动而产生自动旋进的现象，左旋刀刃容易使切屑向下。

图5-26　螺旋槽手用铰刀

4.锥铰刀

锥铰刀用于铰削圆锥孔，常用的有以下几种。

（1）1∶50锥铰刀：用来铰削圆锥定位销孔的铰刀，其结构如图5-27所示。

图5-27　1∶50锥铰刀

（2）1∶10锥铰刀：用来铰削联轴器上锥孔的铰刀。

（3）莫氏锥铰刀：用来铰削0～6号莫氏锥孔的铰刀。

（4）1∶30锥铰刀：用来铰削套式刀具上锥孔的铰刀。

用锥铰刀铰孔的加工余量大，整个刀齿都作为切削刃进入切削，切削负荷重，因此每进刀2～3mm应将铰刀退出一次，以清除切屑。1∶10锥孔和莫氏锥孔的锥度大，加工余量就更大，为了使铰孔省力，这类铰刀一般制成2～3把一套，其中一把是精铰刀，其余是粗铰刀。粗铰刀的刃上开有螺旋形分布的分屑槽，以减轻切削负荷。图5-28所示为两把一套的锥铰刀。

图5-28　成套锥铰刀

（a）粗铰刀；（b）精铰刀

锥度较大的锥孔，铰孔前的底孔应加工成阶梯孔，如图5-29所示。阶梯孔的最小直径按铰刀小端直径确定，并留有铰削余量，其余各段直径可根据锥度推算。

图5-29　铰前钻成阶梯孔

5.硬质合金机用铰刀

为适应高速铰削和硬材料铰削，常采用硬质合金机用铰刀。与硬质合金钻头一样，硬质合金机用铰刀分为整体式和镶片式两种，其结构如图5-30所示。

图5-30　硬质合金机用铰刀

（a）整体式；（b）镶片式

硬质合金机用铰刀片有YG类和YT类两种。YG类适合铰铸铁类材料，YT类适合铰钢类。直柄硬质合金机用铰刀直径有φ6mm、φ7mm、φ8mm、φ9mm 四种规格。按公差分二、三、四号，不经研磨可分别铰出H7、H8、H9、H10级的孔。锥柄硬质合金机用铰刀直径范围为φ10～28mm，分一、二、三号，不经研磨可铰出H9、H10、H11级的孔。如需铰出更高精度的孔，可按要求研磨铰刀。