正确使用铰刀的注意事项

切削液的选用

　　铰钢件孔通常用10﹪~15﹪浓度的乳化液或硫化油；铰铸件孔通常用湿润性较好、粘性较小的煤油。用硬质合金铰刀铰孔时，也应使用切削液，但此时切削液必须连续充分地供给，不然容易引起刃口的崩裂。

　　应注意的是，若用充足的乳化液冷却时，加工出工件的孔径尺寸会变小，其缩小程度要大于油类切削液加工时的变小量。原因是乳化液是一种水基切削液，水的导热性好，故刀具的热膨胀小；乳化液的润滑性比油类切削液差，所以刀具对工件的挤压作用也大，加工后工件的回弹量也就增加，因而孔径尺寸减小。利用上述规律，实际生产中就可通过改变切削液的种类和成份来控制实际加工的尺寸，以满足铰孔加工精度和质量的要求。

　　切削液一般都用注入式方法供给，但因切削液大部分流失，切削区得不到充分的冷却与润滑，从而影响加工的效果。采用高压内冷却方式供给切消液，冷却效果好，但刀具结构稍复杂，可是在生产中并不难实现。目前，随着刀具制造技术的进步，国内外各刀具公司已推出了各种带高压内冷却供液（油）通道孔铰刀的产品，为采用内冷却法创造了条件。

　　铰刀的正确装夹

　　铰刀在机床上的装夹，有刚性联接和浮动联接二种方法。采用浮动联接时，可以不受机床、刀具、被加工孔间同轴度误差的影响。但因铰刀切削量小，所以它无法纠正孔轴线歪斜等位置误差，因此，对预制孔的精度应有较高要求。

　　图5所示是一种销轴式浮动联接夹头，其夹头体与套筒、销轴与套筒之间都保持一定间隙，转矩和轴向力分别由销轴和垫块传递。当需要调整铰削中心偏差时，铰刀可以在任意方向自动作微量的偏移和歪斜。

　　对于孔径较大（Ф30~Φ330 mm）且尺寸精度要求较高（H7~H6）的孔，生产上也常用硬质合金可调节浮动铰刀来加工。铰孔时，将刀具装入刀杆方孔中，无需夹紧，通过作用在两侧切削刃上的背向切削力自动平衡定心，从而补偿由于刀具的安装误差或刀杆偏摆而引起的加工误差。这种铰刀切削速度一般为Vc=3~8 m/min；铰削钢料时进给量常取f=0.6~1.2 mm/r，铰削铸铁时f=0.8~1.5 mm/r；铰削余量在0.05~0.10 mm之间。

　　铰刀使用时注意事项

　　（1）铰削时，铰刀不可在孔中倒转，以免切削刃损坏或磨钝。

　　（2）机铰时要在铰刀退出孔后再停车，以免孔壁产生拉痕。铰通孔时铰刀校准部分不能全出孔口，以免损伤出口处并使铰刀难于退出。

　　（3）铰孔的尺寸精度，受铰刀尺寸和表面粗糙度、铰刀在机床上的装夹方式、工件材料性质和切削液性能等多种因素影响，所以在批量铰孔前，应先试铰，以免工件大量报废。

　　（4）铰刀用毕，要刷净容屑槽中切屑，然后涂油装入护套内，以防切削刃碰伤。

　　改进铰刀的结构 
　　硬质合金拉铰刀

　　图6所示为硬质合金拉铰刀，它不但适于加工直径为10~50 mm的通孔，而且能够加工深孔。这种刀具的刀杆承受拉力，不易弯曲，故铰出的孔直线度好。由于使用高压内冷却方式供给切削液，故切削温度低，刀具使用寿命长，工效高。

　　拉铰刀由刀体、刀片和导向套（或导向块）组成。这种刀具的特点是将切削与导向两部分分开，分别由铰刀上的两个不同元件来承担。拉铰刀按其各工作部分的作用又可分为连接部、导向部和切削部，连接部位上有方牙螺纹，可与刀杆快速相连，工作时刀杆须从工件内孔待加工表面中通过，以便与机床夹头相连，传递动力。导向套材料常用白桦木或青钢木，也可采用尼龙和夹布塑料。铰刀切削部分几何参数与普通硬质合金铰刀相同。切削用量可取：切削速度Vc=40~120 m/min，进给量f=0.08~0.4 mm/r，铰削余量为0.2~0.8 mm。

　　加工精度可达H8~H7级，表面粗糙度为Ra1.6~0.4μm 。刀片材料切铸件时用YG6X、YG8，切钢时用YT14、YW或YT798。

　　硬质合金弹性导向铰刀

　　图7所示是一种装有径向弹性导向条的专用铰刀，它可提高孔的加工质量与铰刀寿命，并能承受切入时的冲击，减小孔的扩张量与加工表面粗糙度。这种铰刀在圆周上配置有导向条1，通过弹性垫片2装在刀体3的槽内，导向条的两端用法兰盘4固紧（见图7中A-A剖面）。

　　弹性垫片的宽度b须比刀体槽的宽度小0.4~0.6 mm 。导向条与切削刀齿在圆周上相间排列。直径25~65 mm的铰刀（图7a）可将导向条安装在与切削刀齿的同一个刃瓣上；直径更大的铰刀（图7b）则可将导向条设置在独立的刃瓣上。为了提高导向条的耐磨性及强度，导向条可用YG8或 YT5硬质合金制造。弹性垫片可用聚氨酯泡沫塑料制作。

　　这种铰刀的切削刀齿主要起切削作用，而硬质合金的弹性导向条则起导向、支承、挤压、缓冲和减振作用，故能切出较高精度的孔（孔的尺寸偏差和几何形状偏差可比标准硬质合金铰刀减少1/2~1/3），而弹性垫片又可防止刀齿和导向条的崩刃和损坏。

　　大直径可换刀片式铰刀

　　SECO刀具公司新推出了一款X-Fix可重复定位、高精度、模块化的大直径可换刀片式铰刀。X-Fix铰刀上的刀片拥有8个切削刃，刀具可以和任何锥度的刀柄连接。与同类型刀具相比，X -Fix铰刀的齿数更多，包括了3、5、7、9四种齿数，可为不同工况提供最优化的生产率。不同的直径范围对应不同的齿数，直径覆盖范围从40~155 mm，能获得IT6级的公差等级（IT8及以下的公差等级无需调整）。专利的浮动导条减少了刀具的振动，使加工更加稳定，且不受长径比的限制。据称，该公司独创的专利刀夹设计提高了加工的可靠性和稳定性，即使发生撞刀，也只需更换刀夹，最大程度地保护了刀体，大大降低了加工成本。 
　　可转位硬质合金单刃铰刀

　　图8所示为可转位硬质合金单刃铰刀。刀片3通过双头螺柱1和压板4固定在刀体5上，用两只骡钉6和顶销7调节铰刀的尺寸，8为刀片轴向限位销钉，导向块2焊接在刀体槽内。该刀具的最大特点是利用单刃（单齿）切削，两个导向块支承和导向，刀片磨损后可转位一次使用，刀体可重复使用。刀具切削部分分为两段：前端刃长1~2 mm，主偏角为15°~45°的切削刃切除大部分余量；倒角刀尖（刀尖倒角偏角为3°）及圆柱校准部分用作精铰；两个导向块起导向、支承和挤压作用。导向块相对刀齿的位置角为45°和180°（或84°和180°）。导向块尖端相对于切削刃上尖端沿轴向应滞后0.5~1.5 mm，以使导向块能以已加工孔表面进行导向。导向块直径应与刀齿直径有一差值，以保证有一定挤压余量。这种铰刀能获得很高的尺寸精度和孔形圆直度，尺寸精度可达H8~H7级，铰出的孔圆度为0.003~0.008 mm，圆柱度为0.005 mm/100 mm ，表面粗糙度可稳定在Ra1.6μm以下，个别的可达Ra0.4~0.2μm 。

　　切削时如采用0.3~2.5MPa的压力供给切削液，还能进行高速铰孔，切削速度可达80~150 m/min。

　　电镀金刚石或CBN铰刀

　　电镀金刚石或电镀CBN铰刀，它是以金属镍、铜和钴等作结合剂，利用电镀工艺把金刚石或CBN细小磨粒包镶在一定尺寸和几何形状的铰刀基体表面上，再经修磨而制成。这种铰刀由前导部、工作部、后导部和柄部组成。由于电镀层薄，磨料颗粒细，所以加工余量不能太大，一般不大于0.03 ~0.05 mm。通常分2~4次铰削，粗铰余量为0.01~0.03 mm，半精铰余量为0.007~0.015 mm；精铰余量为0.0025~0.005 mm 。因CBN的热稳定性好，与铁族元素化学惰性大，故适用于加工普通钢、淬硬钢、耐热钢和钛合金等材料；而金刚石铰刀主要用于加工铸铁、铝和铜合金等材料。用这种铰刀加工出的孔，具有尺寸分散度小、几何形状精度高（可达2~1 m）、表面粗糙度值小（Ra﹤0.4~0.1 m）、和刀具寿命长（平均每把铰刀可加工1~2万个工件）等特点，目前已广泛用于液压元件的主阀孔、机械和精密仪表中各种精密孔的最终加工上。磨粒的粒度，应根据孔的加工余量和表面粗糙度等要求来选择。一般粗铰用80/100~170/200的粒度号，半精铰用170/200~230/270号粒度， 精铰用270/325~325/400或MP20~30以粗的微粉。但是细颗粒的铰刀镀层薄，牢固度差，铰刀工作时常出现“咬死”（铰刀卡住在工件孔中） 现象。因此，目前国内外趋向于用粗颗粒的铰刀来加工高精度和表面粗糙度参数值小的工件。实践证明，只要对粗颗粒磨料（磨粒尺寸为70~30μm）铰刀进行适当修磨（可在外圆磨床上用金刚石砂轮来修磨，用煤油作切削液），使其对工件产生一定的挤压摩擦和拋光作用，同样也能获得表面粗糙度参数值小的加工表面。铰刀的结构有固定式和可调整式两种（国内已有专业厂生产）。粗铰和半精铰时采用可调整式铰刀，利用其尺寸的可调性可适应上道工序加工时孔径尺寸的变化和保证最后精铰时的加工余量。精铰时使用固定式铰刀，以利用其便于修磨、加工出孔尺寸稳定的特点，保证在一定批量的生产条件下产品具有良好的互换性。

　　用整体烧结法制作的PCD或CBN铰刀

　　德国August Beck公司开发了用整体烧结法制作的PCD（聚晶金刚石）或CBN铰刀。该方法是把PCD或CBN材料直接烧结在硬质合金铰刀的毛坯上，两者做成一个整体。因为没有复合片的硬质合金衬底，所以减轻了对刀体强度的削弱程度；此外还省去了刀片的焊接过程，从而避免了焊接面对切削性能的影响。PCD主要用于加工非铁金属、纤维增强型合成材料和石墨材料，而CBN则适合于加工铸件和淬硬钢等材料。这种新结构的铰刀用于加工发动机汽缸盖、变速箱、泵壳、剎车器和减振器等耐磨零部件时，可采用的切削速度是其它刀具材料（如硬质合金）所无法比拟的。

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