铰刀介绍及使用
铰刀介绍及使用
铰刀具有一个或多个刀齿、用以切除已加工孔表面薄层金属的旋转刀具。具有直刃或螺旋刃的旋转精加工刀具，用于扩孔或修孔，因切削量少其加工精度要求通常高于钻头。可以手动操作或安装在钻床上工作。
铰刀是对预制孔进行半精加工或精加工的多刃刀具。铰孔是一种操作方便、生产率高、能够获得高质量孔的切削方式，故在生产中应用极为广泛。
根据使用方法铰刀可分为手用和机用两大类。
手用铰刀工作部分较长，齿数较多
机用铰刀工作部分较短
按铰刀结构有整体式(锥柄和直柄)和套装式。
选用铰刀时，要根据生产条件及加工要求而定。单件或小批量生产时，选用手用铰刀；成批大量生产时，采用机用铰刀。
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，分别适于铰削H7、H8、H9公差等级的孔。上述的多数铰刀，每一类又可分为A、B 两种类型，A型为直槽铰刀，B型为螺旋槽铰刀。螺旋槽铰刀切削过程稳定，故适于加工断续表面。
铰刀的结构，一般它由工作部分、颈部及柄部组成。工作部分包括引导锥、切削部、校准部，其中校准部由圆柱与倒锥两部分组成。为了使铰刀易于切入预制孔，在铰刀前端制出引导锥。圆柱部分用来校准孑L的直径尺寸并提高孔的表面质量，以及切削时增强导向作用。倒锥用以减少摩擦。
铰刀直径公差对被加工孔的尺寸精度、铰刀制造成本和铰刀的使用寿命有直接影响。铰孔时，由于铰刀径向跳动等因素的影响会使铰出孔的直径往往大于铰刀直径，称为铰孔“扩张”；而由于已加工表面的弹性变形恢复和热变形恢复等原因，会使孔径缩小，称为铰孔“收缩”。铰孔后是扩张还是收缩由实验或凭经验确定。经验表明，用高速钢铰刀铰孔一般会发生扩张，用硬质合金铰刀铰孔一般会发生收缩。
铰刀直径的基本尺寸等于孔的直径基本尺寸。铰刀直径的上下偏差应根据被加工孔的公差、铰孔时产生的扩张量或收缩量、铰刀的制造公差和磨损公差来决定。
铰孔后发生扩张现象时，设计及制造铰刀的最大、最小极限尺寸分别为：
若铰孔后发生收缩现象，则设计及制造铰刀的最大、最小极限尺寸分别为：
国家标准规定：铰刀制造公差G=O．35IT。通常情况下，高速钢铰刀最大扩张量Pmax可取O．15IT；硬质合金铰刀最小收缩量Pamin常取0或0．1IT。Pmax和Pamin的可靠确定办法是通过实验测定。
铰刀的几何角度、齿数与齿槽
1．铰刀的几何角度
(1)主偏角κr主偏角愈小，铰刀受到的轴向力愈小，导向性愈好，但κr 过小时，铰削时挤压摩擦较大，铰刀耐用度低，切入、切出时间长。故手用铰刀选择较小的主偏角，以减轻工人劳动强度和获得良好导向性，而机用铰刀选择较
大的主偏角，以减少切削刃长度和机动时间，加工铸铁取κr=3°～5°；加工钢料取κr=12°～15°；加工盲孔取κr=45°。
(2)前角γр铰刀的前角规定在切深剖面(即铰刀的端剖面)内表示。铰削时，由于切屑与前面在切削刃附近处接触，切削厚度较小，故前角对切削变形的影响并不显著。为便于制造，通常高速钢铰刀在精加工时取γр=O°；粗铰塑性材料时取γр=5°～10°。硬质合金铰刀一般取γр=0°～5°。
(3)后角αp校准刃后角αp在切深剖面内表示；切削刃后角αo在主剖面中表示。由于铰削时切削厚度小，磨损主要发生在后面上，因此后角应该选得稍大些。但铰刀又是定尺寸刀具(即由刀具尺寸直接确定工件尺寸)，后角过大在铰刀重磨后会使其直径减小得快而降低铰刀的使用寿命，故铰刀后角不能选得过大。通常硬质合金铰刀校准刃后角αp=10°～15°，切削刃后角αo=6°～10°。刃带bα=0．1～0．5mm。
2．铰刀的齿数及齿槽
铰刀齿数影响铰孔精度、表面粗糙度、容屑空间及刀齿强度。其值按铰刀直径或工件材料确定。一般可按下式计算：
式中do——铰刀的直径。
加工塑性材料时，齿数应取小值；加工脆性材料时，齿数可取大值。为了便于测量铰刀直径，齿数一般取偶数。在常用直径do=8～40mm范围内，取齿数z=4～8。
铰刀刀齿沿圆周可以等齿距分布或不等齿距分布。等齿距分布制造简单，得到广泛应用；不等齿距分布切削时可减少周期性振动。为便于铰刀制造，铰刀一般取等齿距分布。另外，铰刀直径小于20mm时，采用直线齿背；铰刀直径大于20mm时，采用圆弧齿背。
为改善排屑条件，提高铰孔质量，铰刀齿槽常做成左旋螺旋槽，螺旋角取3°～5°。为便于制造与刃磨，也可取直槽，槽形如同尖齿铣刀容屑槽的形状，用单面角度铣刀铣削而成。
铰刀的重磨、研磨及其它
1．铰刀的重磨与研磨
铰刀是精加工刀具，其重磨和研磨的质量对被加工孔的表面粗糙度和精度有很大的影响。
为避免铰刀重磨后的直径减小或校准部分刃带宽度的减小，故一般只磨切削部分的后面。重磨通常在工具磨床上进行，铰刀轴线相对磨床导轨倾斜坼，并使砂轮的端面相对于切削部分后面倾斜1°～3°，以免两者接触面积过大而烧伤刀齿。磨削时，后面与砂轮端面应处于平行位置，前面下的支撑片应比铰刀中心低h，其值为h=dosinαo/2，这样便可得到所要求的后角αo。重磨后的铰刀用油石在切削刃与校准刃的交接处研磨出宽度为0．5～1mm的倒角刀尖，以提高铰削质量和铰刀耐用度。
工具厂供应的新铰刀，一般留有0．01mm左右的直径研磨量，使用前需经研磨才能达到要求的铰孔精度。磨损后的铰刀通过研磨可用于铰削其它配合精度的孔。研磨铰刀可在车床上进行，铰刀低速转动，研具沿轴线均匀移动。研具由研磨套及外套组成，研磨时应加入少量研磨膏。
2．确定合理的铰削用量
铰削用量对铰削质量、生产效率及铰刀磨损影响较大。
铰削余量A，一般粗铰时0．2～O．6mm，精铰时取0．05～O．2mm。孔的精度较高时，A取小值；反之取大值。
切削速度νс对铰孔表面粗糙度Ra值影响最大，所以一般采用低速铰削来提高铰孔质量。用高速钢铰刀铰削钢或铸铁孔时，选νс<10m／min；用硬质合金铰刀铰削钢或铸铁孔时，可取νс=8～20m／min。
进给量f对铰孔质量、刀具耐用度和生产率也有明显的影响。所以在保证加工质量的前提下，f值可取得大些。用硬质合金铰刀加工铸铁时，通常取
f=0．5～3mm／r；加工钢时，可取f=O．3～2mm／r。用高速钢铰刀铰孔时，通常取f<1mm／r。
3．合理选用切削液
一般用高速钢铰刀铰削钢件时，常用10％～15％乳化液或硫化油；铰削铸铁件时，常用煤油。用硬质合金铰刀铰孔时应连续、充分地供给切削液，以免骤冷骤热造成刃口崩裂。另外在切削液中加入极压添加剂，有利于改善铰削效果。
4．金刚石铰刀
金刚石铰刀是采用电镀的方法将金刚石磨料颗粒包镶在45钢(或40Cr)刀体上制得的。用金刚石铰刀铰孔，铰削质量很高，加工精度可达IT5～IT4级，表面粗糙度值可低于Ra0．05μm。