铰刀的结构及其工艺特点
可调铰刀简介介绍
确保工件安装牢固，避免在加工过程 中出现振动或松动。
在加工过程中，及时清除切屑和冷却 液，保持刀具和工件的清洁。
维护与保养方法
定期检查刀具的磨损情况，如发现磨损严重，应及时更换刀具。 对刀具进行清洗和涂油保养，以防止锈蚀和保持刀具的精度。
将刀具存放在干燥、通风的地方，避免阳光直射和碰撞。
06
可调铰刀的发展趋势与 展望
其他材料
一些特殊用途的可调铰刀 可能会采用其他材料，如 耐腐蚀的合金钢或轻量化 的铝合金。
制造工艺流程
粗加工
将锻打后的刀具进行粗加工， 进一步形成大致的形状和尺寸 。
精加工
对热处理后的刀具进行精细加 工，确保刀头的精度和表面光 滑度。
锻造
首先将高强度钢坯料加热至一 定温度，然后进行锻打，初步 形成刀头和柄部的形状。
特点
可调铰刀具有调节方便、加工精度高、使用寿命长等特点， 尤其适用于加工不同规格的孔，如飞机、轮船等制造业中的 高精度孔加工。
可调铰刀的用途
适用于各种材质的孔 加工，如金属、木材 、塑料等；
可加工不同直径和深 度的孔，如钻孔、铰 孔、攻丝等。
可用于各种行业，如 机械制造、航空航天 、汽车制造、家具家 电等；
可调铰刀简介介绍
汇报人： 2023-11-16
目录
• 可调铰刀概述 • 可调铰刀的结构与原理 • 可调铰刀的应用领域 • 可调铰刀的材料与制造工艺 • 可调铰刀的选用与操作 • 可调铰刀的发展趋势与展望
01
可调铰刀概述
定义与特点
定义
可调铰刀是一种具有调节功能的铰刀，能够根据不同的加工 需求调整刀头尺寸，以适应不同深度和直径的孔加工。
可调铰刀的历史与发展
历史
3-5铰刀解析
钻阶梯孔返 回源自 二、铰削余量的确定先车孔或扩孔，留出铰孔余量。 余量小：不能把前道工序所留下的加工痕迹铰去。 余量大：切削挤满在铰刀的齿槽中，是切削液不能进入切削 区，严重影响表面粗糙度。 或使切削刃负荷过大而迅速磨损，甚至崩刃。 铰削余量：高速钢铰刀为0.08-0.12mm。 硬质合金铰刀为0.15-0.20mm。
3-5
铰孔
铰刀
1.铰刀的几何形状
• (1)铰刀的组成铰刀由工作部分、颈部和柄部三个部分组成， 如图3-32所示。
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返 回
2、铰刀的种类
使用方法：机用铰刀和手用铰刀
切削部分的材料：高速钢铰刀和镶硬质合金铰刀
铰刀的种类
返 回
直 柄 手 用
机 用 直 柄
机 用 锥 柄
阶梯铰刀
三、铰削时的注意事项
1、铰削前对孔的要求 孔的表面粗糙度要小于3.2um。 铰刀不能修正孔的直线度误差。
对于难加工的孔一般步骤：
中心钻定位—钻孔—扩孔—铰孔
2、调整主轴和尾座套筒轴线的同轴度
同轴度最好在0.02mm
铰孔时最后使用浮动套筒。
3、选择合理的铰削用量
背吃刀量为铰削余量的一半铰削时，切削速度越低，表面 粗糙度值越小，切削速度最好小于5m/min。 铰削时，由于切削少，且铰刀上有修光部分，进给量可取 大些。 铰钢料时，选用进给量为0.2—1mm/r。
4、合理选用切削液
新铰刀铰削钢料时，课选用10%—15%的乳化液作切削液这 样孔不容易扩大。 铰刀磨损到一定程度时，可用油溶性切削液，使孔稍微扩大 一些。 铸件时：煤油 青铜或铝合金时：L-FD-2轴承油或煤油
常用铰刀的规格与类型
常用铰刀的规格与类型铰刀最大直径尺寸为30mm，最小直径尺寸为2mm。
铰刀精度为D4、H7、H8、H9等精度等级。
直径一般分为2、2.5、3、3.5、4、4.5等尺寸。
铰刀结构大部分由工作部分和刀柄组成。
工作部分主要有切割和校准功能，校准直径有倒锥度。
手柄部分用于夹钳、直柄和锥柄。
铰刀根据用途的不同可以分为很多种，所以对铰刀的标准比较多。
我们比较常用的一些标准有GB/T1131手用铰刀、GB/T1132直柄机用铰刀、GB/T1139直柄莫氏锥度铰刀等。
用一种具有一个或多个刀齿的旋转刀具，用于在孔的加工表面上切割薄金属层。
通过铰刀加工孔可以获得精确的尺寸和形状。
铰刀用于孔加工后已钻(或铰)孔的工件，主要是为了提高孔的加工精度，降低表面粗糙度，用于孔精加工和半精加工刀具，加工余量为一般很小。
铰刀特点：铰刀效率(精镗为单刃切削，而铰刀为4-8刃切削，因此效率远高)，精度高，铰刀刃带刃带，因此获得更好的粗糙度;用于铰链工件经过钻孔、铰孔、镗孔加工后的孔，主要是为了提高孔的加工精度，提高工件表面的粗糙度，用于孔的精加工和半精加工一个刀具，加工余量一般都很大。
常用于加工圆柱孔的铰刀。
用于加工锥形孔的铰刀是锥形铰刀，使用较少。
根据手用铰刀和机用铰刀的用途，机用铰刀可分为直柄铰刀和锥柄铰刀。
手是直柄。
铰刀结构大部分由工作部分和刀柄组成。
工作部分主要有切割和校准功能，校准直径有倒锥度。
手柄部分用于夹钳、直柄和锥柄。
铰刀根据用途的不同可以分为很多种，所以对铰刀的标准比较多。
我们比较常用的一些标准是手用铰刀、直柄机用铰刀、锥柄机用铰刀、直柄莫氏锥铰刀等。
铰刀按使用方式分为手动铰刀和机用铰刀;按铰孔形状分为圆柱铰刀和锥度铰刀，(标准锥度铰刀有1：50锥度销铰刀和莫氏锥度铰刀两种)。
铰刀溜槽方向有直溜槽和螺旋溜槽。
铰刀精度D4、H7、H8、H9等精度等级。
根据铰孔的形状，分为圆柱形、圆锥形和门形三种。
安装夹方式分为拉手式和套装式两种;按齿槽形状分直槽和螺旋槽两种定制铰刀：在定制非标刀具中，铰刀是比较常见的定制刀具，根据不同的产品、孔深、直径、精度、粗糙度要求、工件材质定制铰刀，会得到更好的寿命、精度、粗糙度和稳定性。
金刚石(PCD)铰刀的产品介绍及应用
量，是对金刚石铰刀寿命有很大的影响。 ⑥ 前导向部：前导部是考虑与加工前的孔，其中最小间隙为10--20米欧。
同时还需要注意冷却槽的设计 金刚石铰刀铰孔时，若热量和切屑来不及排出，刀体将发热膨胀，孔的加工质量会明显降低，严重时还会发生“咬死”刀现象。
内镀法
金刚石铰刀内镀的方法： 采用稳定材料制造一个与铰刀外形相反的
高精度内孔胎模，将金刚石磨粒电镀在胎模内表 面，加厚形成电镀层，再将镀层与刀杆粘结在一 起。
金刚石颗粒的顶端整齐，规则地排列在模具 的内表面上，等高性和均匀性较好；
无需修磨，微刃锋利；
所加工孔的尺寸精度和几何精度较高，表面 粗糙度较小，使用寿命较长。
2 PCD铰刀
PCD铰刀的定义及优势
PCD铰刀，一般根据直径大小，采用合金基体或者钢制基体。刃数为2刃或2刃以上。此类刀具主要用于加工公 差要求比较严格，光洁度要求比较高的孔，通孔盲孔均可加工。此类刀具加工的孔，光洁度最高可达Ra0.1以内。
PCD铰刀的优势
具有超高硬度和耐磨性； 具有超长刀具使用寿命； 切削性能稳定，加工效率高； 提高尺寸精度和工艺可靠性。
备注：一般直径15mm左右的可以做成可调式金刚石铰刀，但由于国内市场，可调式金刚石铰刀精度没有固定时金刚 石铰刀好，如果要求精度较高的情况下， 建议选择固定式金刚石铰刀
金刚石铰刀的组成结构及优势
金刚石铰刀的优势
镀层结合力，金刚石粘结牢度，金刚石颗粒分布均匀，外观质量高； 金刚石铰刀前后导向外圆度达到0.005mm，圆柱度为0.005mm/100mm，前导向外圆粗糙度Ra0.63微米， 后导向外圆粗糙度Ra0.16um，刀柄与前后导向部分的同轴度达到0.015mm； 被铰孔工件圆柱度小于0.003，粗糙度可达Ra0.4-0.2，精度高，效率高，使用寿命长； “量体裁衣”式服务，规范化流程，为客服创造的价值超越契约。
§ 8-2 铰刀
铰刀由工作部分、颈部和柄部组成，如图8-15 所示。工作部分有切削部分和校准部分组成，校 准部分有圆柱部分和倒锥部分。
铰削过程的特点
由于铰削余量较小，一般为0.05~0.2mm。铰刀的主偏角＜45°，因此铰削 时的切削厚度很薄。由于切削刃具有一定的刃口钝圆半径rn，在切削 厚度小于刃口钝圆半径的情况下进行切削时，真正起切削作用的前角 为负值，因而产生挤刮现象。经受挤刮作用的已加工表面产生弹性恢 复时，又受到校准部分后角为零的刃带的挤压与摩擦，所以铰削过程 是个非常复杂的切削、挤压与摩擦的过程
§ 8-2 铰刀
铰刀用于中小直径孔的精加工或半精加工。铰刀的
齿数多，刚性和导向性好，铰孔后孔的加工精度可达IT6~IT7级， 甚至IT5级。表面粗糙度可达Ra1.6~0.4μm。所以铰刀得到了广 泛的应用。
铰刀的种类和结构
铰刀的种类很多，如图8-14所示。按使用方式可 分为手用铰刀和机用铰刀两大类；机用铰刀又可分 为高速钢机用铰刀和硬质合金机用铰刀；按铰刀的 柄部可分为直柄（直径1~20mm）、锥柄（直径 5.5~50mm）和套式（直径25和公差 铰刀的直径和公差是指校准部分的直径和公差，对铰孔精度、铰刀制造 成本和铰刀寿命有直接影响。 铰孔时，由于刀齿的径向跳动、铰刀和工件的安装误差、积屑瘤等因素 影响，铰出孔的直径往往大于铰刀直径，其差值称为扩张量。而由于已 加工表面的弹性变形和热变形恢复等原因，也会产生孔径收缩现象。铰 孔时的扩张量和收缩量，通常通过实验测定，一般扩张量为 0.003~0.02mm，收缩量为0.005~0.02mm。
思考如何解决导向问题？ 仅在轴线一侧有切削刃，没有横刃。且钻尖偏离钻头轴线一定距离，内 刃切出的孔底有锥形凸台，可帮助钻头定心导向。 如何解决冷却、排屑问题？ 用高压的切削液
铰刀铰孔注意事项
用铰刀对已粗加工半精加工过的孔进行精加工称为铰孔。
1、铰刀的特点：刀刃数量多（6~12个），导向性能好，刃具精度高，刚性好。
2、铰孔精度：铰削余量小，起修光孔避的作用，公差等级一般可达IT9~IT7，表面粗糙度可达Rα3.2~R0.8μm。
3、适用范围：铰孔一般是在钻扩孔之后进行的，对精度要求高的孔应分为粗铰、精铰二步来完成，分手铰和机铰二种。
二、铰孔的工具1、铰手（铰杠）：铰手是手工铰孔时夹持铰刀的工具，用它带动铰刀旋转，常用的是活络式铰手。
2、铰刀的种类：①、按其使用方法可分为手铰刀和机铰刀（图6-24）手铰刀多用于手工铰孔，其柄部为直径，工作部分较长。
机铰刀多为锥柄，安装在钻床上进行铰孔。
图6.24 铰刀 a）、手铰刀 b）、机铰刀②、按其形状可分为圆柱形铰刀和圆锥形铰刀（图6.25）。
圆柱形铰刀按直径尺寸可分为固定式和可调节式（直径在一定范围内可用螺母调节）。
可调节式铰刀主要用在装配和修理时铰削非标准尺寸的通孔（图6.26）。
圆锥铰刀用来铰圆锥孔，其锥度为1：50（即在50mm长度内，铰刀两端直径差为1mm），使铰削的圆锥孔与锥销紧密配合。
图6.27 螺旋铰刀螺旋铰刀有左旋也有右旋，多用于铰有缺口或带槽的孔，其特点是在铰削时刀刃不被槽边钩住，而且切削平稳。
三、铰孔方法1、铰削余量：铰孔前所留的铰削余量是否合适，直接影响到铰孔后的精度和粗糙度。
余量过大，铰削时吃刀太深，孔壁不光，而且铰刀容易磨损。
余量太小，上道工序留下的刀痕不易铰去，达不到铰孔的要求，一般情况下，铰削余量的可见表6.2。
表6.2 铰孔余量mm注：二次铰时，粗铰余量可取一次铰余量的较小值通常对于IT9~IT8级的孔可一次性铰出，对IT7级以上的孔应分两次铰出（粗铰和精铰），对于孔径大于20mm的孔，可先钻孔，再扩孔，然后再进行铰孔。
2、手铰圆柱孔的步骤和方法（讲解、示范）①、根据孔径和孔的精度要求，确定孔的加工方法和工序之间的加工余量。
铰刀的结构及其工艺特点
铰刀的结构及其工艺特点
描述不得拘泥实物
铰刀是一种可以将金属零件固定在车床上并精确旋转进行加工的工具，它具有高精度、高效率、安全性强等优点。
市面上常见的有普通铰刀、调
节螺口铰刀以及多节式铰刀等。
铰刀被广泛用于机床加工，如车床、铣床、镗床、冲床、孔车等等。
它们也可以用来加工其他金属类材料，如铝合金、钛合金、钢板等。
一、普通铰刀的结构及工艺特点
普通铰刀由刀体、进给螺旋、急停开关、气缸组成。
刀体为抛光处理
不锈钢材质，表面光洁无尖角，所有结构均采用球型结构；进给螺旋锥度12°，表面精致；气缸表面用氟渗碳涂层，具有耐磨性强，耐腐蚀能力强
等特点；急停开关采用钨丝熔断式，具有安全可靠的性能。
普通铰刀的特
点是加工件圆柱形表面，技术要求不是很高，它的切削深度大小可以在螺
旋锥度范围内任意调节，无需安装卡盘，所以具有较高效率和精度。
二、调节螺口铰刀的结构及工艺特点
调节螺口铰刀由刀体、滑触组件、进给螺口、控制开关组成。
刀体采
用精研处理的不锈钢材质，表面光洁无尖角，所有结构均采用球型结构；
进给螺口也采用12°锥度，表面精致；。
铰孔与铰刀
铰孔与铰刀
铰孔是孔的精加工方法之一，在生产中应用很广。
对于较小的孔，相对于内圆磨削及精镗而言，铰孔是一种较为经济实用的加工方法。
铰刀一般分为手用铰刀及机用铰刀两种。
手用铰刀柄部为直柄，工作部分较长，导向作用较好。
手用铰刀又分为整体式和外径可调整式两种。
机用铰刀可分为带柄的和套式的。
铰刀不仅可加工圆形孔，也可用锥度铰刀加工锥孔。
铰刀由工作部分、颈部及柄部组成。
工作部分又分为切削部分与校准（修光）部分。
4．铰孔的工艺特点及应用
铰孔余量对铰孔质量的影响很大，余量太大，铰刀的负荷大，切削刃很快被磨钝，不易获得光洁的加工表面，尺寸公差也不易保证；余量太小，不能去掉上工序留下的刀痕，自然也就没有改善孔加工质量的作用。
一般粗铰余量取为0.35－0.15mm，精铰取为0.15－0.05mm。
铰孔通常采用较低的切削速度以避免产生积屑瘤。
进给量的取值与被加工孔径有关，孔径越大，进给量取值越大。
铰孔时必须用适当的切削液进行冷却、润滑和清洗，以防止产生积屑瘤并减少切屑在铰刀和孔壁上的粘附。
与磨孔和镗孔相比，铰孔生产率高，容易保证孔的精度；但铰孔不能校正孔轴线的位置误差，孔的位置精度应由前工序保证。
铰孔不宜加工阶梯孔和盲孔。
铰孔尺寸精度一般为IT9－IT7级，表面粗糙度Ra一般为3.2－0.8μm。
对于中等尺寸、精度要求较高的孔（例如IT7级精度孔），钻→扩→铰工艺是生产中常用的典型加工方案。
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铰刀的结构及其工艺特点铰刀一般由高速钢和硬质合金制造。
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，分别适用于铰削H7、H8、H9公差等级的孔。
多数铰刀又分为A、B两种类型，A型为直槽铰刀，B型为螺旋槽铰刀。
螺旋槽铰刀切削平稳，适用于加工断续表面。
如图7－42为一般机用硬质合金铰刀的结构，它由工作部分、颈部和柄部组成。
工作部分包括引导锥、切削部和校准部。
为了使铰刀易于引入预制孔，在铰刀前端制出引导锥。
校准部由圆柱部分和倒锥部分组成。
圆柱部分用来校准孔的直径尺寸并提高孔的表面质量，以及在切削时增强导向作用；倒锥部分用来减小摩擦。
铰刀的主要设计内容是确定工作部分的参数。
1．铰刀直径及其公差的确定
铰刀直径公差直接影响被加工孔的尺寸精度、铰刀制造成本和使用寿命。
铰孔时，由于刀齿径向跳动以及铰削用量和切削液等因素会使孔径大于铰刀直径，称为铰孔“扩张”；而由于刀刃钝圆半径挤压孔壁，则会使孔产生恢复而缩小，称为铰孔“收缩”。
一般“扩张”和“收缩”的因素同时存在，最后结果应由实验决定。
经验表明：用高速钢铰刀铰孔一般发生扩张，用硬质合金铰刀铰孔一般发生收缩，铰削薄壁孔时，也常发生收缩。
铰刀的公称直径等于孔的公称直径。
铰刀的上下偏差则要考虑扩张量、收缩量，并留出必要的磨损公差。
图7－43所示为铰刀直径及其公差。
dω—工件直径; do—新铰刀直径; —工件孔公差; P—扩张量
Pa—收缩量; G—铰刀制造公差; N—铰刀磨损公差
若铰孔发生扩张现象，则设计及制造铰刀的最大、最小极限尺寸分别为：
domax=dωmax-Pmax（6-1）
domin=domax-G（6-2）
若铰孔发生收缩现象，则设计及制造铰刀的最大、最小极限尺寸分别为：
domax=dωmax+Pamin（6-3）
domin=domax-G（6-4）
国家标准规定：铰刀制造公差G＝0.35()。
根据一般经验数据，高速钢铰刀可取Pmax＝0.1 5()；硬质合金铰刀铰孔后的收缩量往往因工件材料不同而不同，故常取Pamin＝0，或取Pami n＝0.1()。
Pmax及Pamin的可靠确定办法是由实验测定。
2．铰刀的齿数及齿槽
铰刀的齿数影响铰孔精度、表面粗糙度、容屑空间和刀齿强度。
其值一般按铰刀直径和工件材料确定。
铰刀直径较大时，可取较多齿数；加工韧性材料时，齿数应取少些；加工脆性材料时，齿数可
取多些。
为了便于测量铰刀直径，齿数应取偶数。
在常用直径do=8~40mm范围内，一般取齿数＝4~8个。
铰刀刀齿沿圆周可以等齿距分布，也可以不等齿距分布。
为了便于制造，铰刀一般按等齿距分布。
如图7-44所示，铰刀的齿槽形状一般有直线齿背（图7－48a）、圆弧齿背（图7－48b）和折线齿背（图7－48c），硬质合金铰刀一般采用折线齿背。
铰刀齿槽方向有直槽和螺旋槽两种，如图7－45所示。
为了便于制造，常采用直槽。
为改善排屑条件，提高铰孔质量，硬质合金铰刀常做成左螺旋槽，螺旋角取3°~5°。
3．铰刀的几何角度
①主偏角
加工钢等韧性材料一般取=15°；加工铸铁等脆性材料一般取=3°~5°；粗铰和铰盲孔时一般取=45°；手用铰刀一般取=0.5°~1.5°。
②前角
铰孔时一般余量很小，切屑很薄，切屑与前刀面接触长度很短，故前角的影响不显著。
为了制造方便，一般取均＝0°。
加工韧性材料时，为减小切屑变形，可取＝5°~10°。
③后角
铰刀系精加工刀具，为使其重磨后径向尺寸不致变化太大，一般铰刀后角取＝6°~8°。
④刃倾角
一般铰刀的刃倾角＝0°。
但刃倾角能使切削过程平稳，提高铰孔质量。
在铰削韧性较大的材料时，可在铰刀的切削部分磨出＝15°~20°刃倾角，如图7－46a所示，这样可使铰削时切屑向前排出，不致于划伤已加工表面（见图7－46b）。
在加工盲孔时，可在这种带刃倾角的铰刀前端开出一较大的凹坑，以容纳切屑（见图7－46c）。