手用铰刀的制造与使用

1.铰刀的种类

铰刀的种类较多，主要分机用铰刀和手用铰刀两大类，如图6-23所示。

图6-23　铰刀的种类

机用铰刀由机床引导方向，导向性好，故工作部分尺寸短。机用铰刀有直柄和锥柄之分，直柄用于加工直径为1～20 mm的孔；锥柄用于加工直径为5～50 mm的孔。加工大直径孔（25～100 mm）时，可采用机用套式铰刀。机用套式铰刀既有直槽和螺旋槽之分，也有整体高速钢和镶硬质合金刀片之分。

手用铰刀的柄部为圆柱形，端部制成方头，以便使用扳手。手用铰刀一般加工直径范围为1～50 mm。手用铰刀有直槽式和螺旋槽式两种，手用铰刀用碳素工具钢制成。

锥度铰刀（简称锥铰）用于铰制圆锥孔。由于铰制余量大，锥铰常分粗铰刀和精铰刀，一般做成2把或3把一套。

2.铰刀的结构及几何参数

1）铰刀的结构

图6-24所示为手用铰刀，在各种铰刀中具有代表性。铰刀由工作部分、颈部及柄部三个部分组成。工作部分主要由切削部分及校准部分构成，其中校准部分又分为圆柱部分与倒锥部分。对于手用铰刀，为增强导向作用，校准部分应做得长些；对于机用铰刀，为减小机床主轴和铰刀同轴度误差的影响和避免过大的摩擦，校准部分应做得短些。切削部分的锥角φ≤30°时，为了便于切入，在其前端制成（0.5～2.5 mm）×45°的引导锥。当铰刀直径小于3 mm时，一般把刀齿制成五角形、三角形或半圆形，如图6-25所示。

2）铰刀的结构参数

图6-24　手用铰刀的结构(www.xing528.com)

图6-25　小直径铰刀的齿形

（1）直径和公差。铰刀是定尺寸刀具，直径和公差的选取主要取决于被加工孔的直径及其精度，同时还要考虑铰刀的使用寿命和制造成本。铰刀的公称直径是指校准部分直径，它等于被加工孔的公称尺寸。铰刀的公差与被铰孔的公差、铰刀的制造公差、铰刀磨耗备量和铰削过程中孔径的变形性质有关。

（2）齿数及槽形。铰刀齿数一般为4～12个。齿数多，则导向性好，刀齿负荷轻，铰孔质量高。但齿数过多，会降低铰刀刀齿强度，减小容屑空间，故通常根据直径和工件材料性质选取铰刀齿数。大直径铰刀取较多的齿数，加工韧性材料取较少的齿数，加工脆性材料取较多的齿数。为便于测量直径，铰刀齿数一般取偶数。刀齿在圆周上一般为等齿距分布。在某些情况下，为了避免周期性切削负荷对孔表面的影响，也可选用不等齿距结构。

铰刀齿槽有直槽和螺旋槽两种。直槽铰刀刃磨、检验方便，生产中常用；螺旋槽铰刀切削过程平稳。螺旋槽铰刀的螺旋角根据被加工材料选取：加工铸铁等取β=7°～8°，加工钢件取β=12°～20°，加工铝等轻金属取β=35°～45°。

3）铰刀的几何角度

（1）前角γo和后角α。。铰削时由于切削厚度小，切屑与前面只有在切削刃附近接触，前角对切屑变形的影响不显著。为了便于制造，一般取γo=0°。粗铰塑性材料时，为了减少变形及抑制积屑瘤的产生，可取γo=5°～10°；硬质合金铰刀为防止崩刃，取γo=0°～5°。为使铰刀重磨后直径尺寸变化小些，取较小的后角，一般取αo=6°～8°。

切削部分的刀齿刃磨后应锋利，不留刃带，校准部分刀齿必须留有0.05～0.3 mm宽的刃带，以起修光和导向作用，并便于铰刀制造和检验。

（2）切削锥角2φ。切削锥角主要影响进给抗力的大小、孔的加工精度和表面粗糙度以及刀具耐用度。2φ取得小时，进给抗力小，切入时的导向性好，但由于切削厚度过小产生较大的切屑变形，同时切削宽度增大，卷屑、排屑困难，并且切入和切出时间增长。为了减轻劳动强度，减小进给抗力及改善切入时的导向性，手用铰刀取较小的2φ值，通常φ=1°～3°。对于机用铰刀，工作时的导向由机床及夹具来保证，故可选较大的φ值，以减小切削刃长度和机动时间。加工钢料时φ=30°，加工铸铁等脆性材料时φ=6°～10°，加工盲孔时φ=90°。

（3）刃倾角λs。在铰削塑性材料时，高速钢直槽铰刀切削部分的切削刃沿轴线倾斜15°～20°，形成刃倾角λs。它适用于加工余量较大的通孔。为便于制造，硬质合金铰刀一般取λs=0°。铰削盲孔时仍使用带刃倾角的铰刀，但在铰刀端部开一沉头孔以容纳切屑，如图6-26中虚线所示。

（4）主偏角κr。对于铰刀，可把主偏角看成切削部分的锥角。主偏角过大，会使切削部分长度过短，使进给抗力增大，并造成铰削时定心精度差；主偏角过小，会使切削宽度加大、切削厚度变小，不利于排屑。对于机用铰刀，加工钢件等韧性材料时一般κr=12°～15°，加工铸铁等脆性材料时一般κr=3°～5°；手用铰刀一般κr=30′～1°30′。

图6-26　铰刀的刃倾角