刀具相关技术

　　1　铰链式杯形圆球车刀

　　铰链式杯形圆球车刀，主要用来车削带柄的球。它的特点：杯形刀头采用双铰链与刀杆连接，能自动调整圆形刀口与工件中心的位置，避免了装刀高低对所加工球的圆度的影响；刀头采用圆柱套式，能消除切削过程中的振动；圆球的任一截面都是圆，所以一个一定尺寸的杯形刀，可以车削一定范围的球，其尺寸精度可以用进刀控制；结构简单，操作与刃磨方便，效率很高，车削一个手柄球，只需(1～2)min。

　　使用时，先用车刀按球径车好外圆，并留少量余量，再车成球的大致形状后，即可用铰链式杯形刀，对球坯进行车削，至达到所要求的尺寸。选用刀头孔径D，一般比所加工的球径d小(0.5～1.5)mm，也可按下式计算。

　　式中D——杯形刀内孔直径(mm)；

　　d——圆球直径(mm)；

　　d1——柄部直径(mm)。

　　此刀在切削过程中，工作前角为负值，主要用来加工脆性材料，如夹布胶木、铸铁、铸铜、胶木、尼龙、塑料等。因刀头材料是高速钢，切削速度，按所加工的工件材料来选择。若用来车钢球，应尽量减少工件加工余量，采用低速精车，其切削速度为νc=5m/min，并浇注润滑性能好的切削液。如需加工整球，可先加工成带柄的球，切断后掉头安装，接刀车好柄部球面即可。

　　2  内半球浮动刀

　　冲床等机床的球形关节的内球面的加工精度和表面质量的要求比较高，若用一般的车削方法，难以达到质量要求。这里介绍一种浮动圆形刀车削较高精度内半球的方法。

　　内半球浮动刀的材料为高速钢，淬火后硬度为HRC(62～66)。其几何参数：前角γ0=0°，后角α0=8°～12°，刃带宽bα=(0.05～0.1)mm，刀片外径d=内球面直径，前刀面宽一般(4～8)mm，刀片厚H=(4～16)mm。

　　刀杆用45钢制造，刀杆直径比刀片直径小(5～30)mm，安装刀片的槽与刀片厚为滑配合，槽深为1/2～2/3刀片直径。

　　使用前，先用钻头钻孔，然后用车刀将内半球孔进行粗加工，以提高其位置精度和减少余量。把刀杆插入车床尾座锥孔内，将刀片放入刀杆槽内，摇动尾座手轮向前进刀，直至使内球面达到要求的尺寸精度。根据工件材料不同，在切削过程选用不同的切削速度和切削液，以提高工件表面质量。

　　这种刀具的特点是：刀片和刀杆的制造工艺简单，采用对称式切削刀，切削力保持平衡，切削中无振动。内球面的尺寸精度和圆度，由刀片的制造精度保证。加工后的表面粗糙度，可达Ra(1.6～0.8)μm。刀尖处的横刃很窄，加工后的球面底部无凸凹缺陷。采用此刀，先后为40t、100t、300t等冲床和其它机床加工了φ40mm～φ140mm的半球，其加工精度可达IT6。

　　3　直柄钻头接长杆的方法

　　钻削φ12mm以下的深孔，在成批生产时，多采用枪钻，但在单件生产时，一般采用普遍麻花钻接长钻杆的钻孔方法。在钻头尾部接加长钻杆时，由于钻头直径小，所焊接的横截面积小，当在钻削过程中，受切削力和钻头与孔的摩擦力的影响，往往从焊口处开裂而掉在孔中，很难取出。

　　为了解决此问题，根据钻削时的扭力大于轴向力，更大于钻头退出时的拉力，就采用如图1-6所示的镶装与焊接的方法，增大了焊接的面积，使之能承受较大的扭力，防止了钻头与钻杆的开裂。

　　4　用麻花钻改磨成锥孔铰刀

　　在生产中，往往会遇到各种锥度不同的锥孔，没有合适的锥孔铰刀，尤其在单件或小批量生产时，为了减少加工锥孔所用的专用铰刀，以及减少所用的工艺流程和时间，可用普通麻花钻来改磨成锥孔铰刀，经多次使用，效果很好。

　　改制的方法：将标准的麻花钻，在磨床上磨成所需铰刀的锥体尺寸，然后用工具磨(或手工磨)磨出后角，并留有合理的刃带即可使用。

　　使用时，先用小于锥孔小端直径的钻头钻出底孔，再使用锥孔铰刀进行铰孔。在铰削的过程中，可根据不同的工件材料，选用相应的切削液，以延长刀具寿命和提高铰孔质量。

　　5　钻玻璃孔的砂轮钻头

　　在日常生活中，若需在玻璃上钻孔，可采用图1-7所示的钻头，它具有工具制造简单、使用方便、钻削效率高等特点。

　　砂轮采用树脂结合剂的黑碳化硅单面凹形砂轮，粒度为20#～36#，硬度为H～K，砂轮尺寸d，即为工件的孔径，H应大于玻璃厚度。

　　加工时，将玻璃用木板垫实，切削速度为100m/min左右，走刀量不宜大，以“沙沙”声不太明显为宜，并使用充足的冷却液。

　　6　用铸铁棒修磨圆弧样板刀

　　用铸铁棒(板)修磨成形刀，是生产中常用的行之有效的方法。它具有修磨速度高、精度高、切削时不啃刀的特点。

　　修磨圆弧样板刀时，先在砂轮上磨出样板刀的毛坯，取后角7°～12°，比所需后角大2°～3°。再在车床上车出长(60～120)mm的铸铁棒，其直径为所要加工圆弧的直径。然后将水和砂轮灰涂抹在棒上，手持样板刀，掌握好刀具与棒的角度(所需要的刀具后角)，以(200～380)r/min的速度进行粗磨。在粗磨中，如发现刀具形状与要求不符，再到砂轮上进行修磨。经粗磨后，再用(600～1200) r/min的速度，进行精磨，用样板仔细检查后，如相符即可使用。

　　用铸铁来研磨成形刀，如掌握得比较熟练，修磨一把样板刀，只需几分钟。

　　7　在海绵橡胶板上钻小孔的钻头

　　钻头采用45钢或工具钢、合金工具钢来制造，刃口必须淬火。钻刃表面粗糙度应小于Ra0.8μm，以利于提高其使用寿命。d为钻孔直径，ι为应钻孔深度加(3～5)mm。

　　使用时，钻头的转数约1000r/min左右，海绵橡胶下面用木板或三合板当垫板，以防止钻透时损伤钻刃。钻孔时，可用肥皂水润滑。

　　8　自制少齿数插齿刀

　　在插齿机用插齿刀插内齿轮时，插齿刀的齿数要比所插削的内齿轮的齿数少12个齿以上，否则在插削时，插齿刀与工件同步运动发生干涉，将工件所插出的齿形多切去一部分，不能插出完整齿形。

　　在制造易拉罐机床中，由于联接离合器用的内齿轮，其模数为5，齿数28。用标准模数5的插齿刀，它的齿数为20，在切削过程中发生干涉，给加工带来困难。

　　为了解决这一问题，根据插齿的原理，自制少齿数的插齿刀，其方法如下：

　　(1)选用新制插齿刀的齿数为13齿～14齿。

　　(2)采用高速钢作刀具材料，按刀具设计手册有关参数设计。

　　(3)在没有刀具制造专用设备的条件下，先用插齿机将刀坯用标准插齿刀插出正确的齿形，再用齿轮铣刀在万能铣床上用分度头，铣出6。齿形后角，但不能铣伤刀具前面的齿形。然后由钳工将齿形后面余下的部分，用锉刀精心修去，再进行真空淬火，使硬度达到HRC(63～66)。

　　(4)在磨床上磨端面，磨内孔，磨主后角6°。在外圆磨上用心轴磨前刀面和5°前角。

　　采用自制的少齿数插齿刀，先后插削了近百个内齿轮，质量均达到要求。

　　9　废硬质合金铰刀改微调铰刀

　　在生产中常用硬质合金机用铰刀铰孔，当铰刀直径磨损以后，磨损了的铰刀铰出的孔，就达不到图纸规定的要求，使铰刀报废。为了使废铰刀不废，就采用了加装涨芯的装置，如图1-14所示，把铰刀改制成可微调直径的铰刀，延长了使用寿命，节约了工具费用。

　　加工方法：将直径用小了的铰刀头部，车出锥孔，深度为铰刀刃长的一半左右，锥度为1：4～1：6为宜，表面粗糙度为Ra3.2μm，再往深车出螺孔，然后按图示的位置，用手锯在刀体每个刃间锯出开口，去除毛刺，配上锥体涨芯，适当拧紧后，将铰刀直径调整或鐾磨成所需要的尺寸，就可重新使用了。

　　改制后的铰刀，当直径磨损后，可以多次微调。因此，一把直径用小了的铰刀，改制以后，又可代替四、五把新铰刀使用，大大延长了铰刀的寿命。

　　10　钻玻璃孔钻头

　　打孔时，先把玻璃垫平垫实，进刀要均匀，不要用力压，要连续浇冷却液，钻头磨损了要及时修磨。

　　11　五方铰刀

　　铰刀的材料为W18Cr4V高速钢，切削部分淬火硬度为HRC(63～66)。

　　铰刀切削部分的截面，磨成五方形，如图1-20所示，校准部分留圆柱刃带0.1mm，工作部分的偏摆量不大于0.02mm，切削锥角为5°～15°，切削锥上的五方应磨尖，不保留刃带。五方和刃带表面的粗糙度应小于Ra0.2μm，在铰削起挤压和刮光作用。

　　它适用于铰削φ0.5mm～φ2mm的小孔，铰削一般碳钢、合金钢，铰削后的表面粗糙度可达Ra0.8μm，孔径可达IT6级精度。

　　12　大螺旋铰刀

　　铰刀切削部分为W18Cr4V高速钢，尾部为45钢，切削部分的硬度为HRC63～66，尾部的硬度为HRC35～40。

　　切削部分的刀刃为一双头左螺旋，螺距(4～5)mm，导程为(8～10)mm，如图1-21所示，因而形成很大的螺旋角，圆周分力很小，导屑容易。切削锥的斜角为2°，齿深为(1.5～2)mm，前角γ0=5°，后角α0=10°～12°，刀齿强度好，切屑因刀具有很大的工作前角，所以很薄，而且不会拉伤工件的已加工表面，粗糙度可达Ra0.8μm，精度可达IT6。

　　这种铰刀的螺旋槽可在车床加工，刃磨前角及后角，可在铲齿车床进行刃磨。

　　13　薄锯片疏齿铣刀

　　目前标准高速钢薄锯片铣刀，由于齿数太多，容屑槽容积小，前角也小，在切削过程中，切屑变形大，容易堵塞在刀具的容屑槽中，增大了切屑与工件已加工表面的摩擦，使切削力增大或增大已加工表面粗糙度，所以，在锯切时只能采用很小的每齿进给量疋和铣削接触弧深αc，及较低的切削速度，严重地影响切削效率的提高。

　　为了改变上述不良现象，提高切削效率和防止刀具损坏，将原来的标准锯片铣刀的齿数成倍减少，增大铣刀的容屑空间，把铣刀的直线齿背改变成曲线齿背，并将原铣刀的前角γ0=5°～10°改磨成γ0=20°～25°，后角减小到8°～10°，使刀具在切削过程中，切屑变形减小，排屑轻快，消除了切屑堵塞现象，从而降低了切削力和切削温度，切削效率成倍提高，见表1-2。

　　14　三个45°车刀

　　为切削锻铸毛坯，提高刀具在大前角条件下，抗冲击能力，降低切削力和切削温度，设计制造了前角45°、主偏角45°和刃倾角45°的三个45°车刀，在断续切削锻钢件时的效果很好，如图1-24所示。

　　这种刀在45°大前角的基础上，配合有大的刃倾角，在切削中，增大实际工作前角，增强刀尖强度，切屑变形大大减小，降低了切削力和切削温度，因而，可以大幅度的提高切削速度和切削深度，有利于提高生产效率。它不仅适用于锻件、铸件的车削，还适用于刨削和铣削。

　　15　管子封口刀

　　管子封口刀的一种，它是采用无切屑加工的一种工艺方法。其特点是利用高速旋转的工件，在刀具挤压摩擦作用下，产生大量的摩擦热使管料软化，在刀具进给的作用下，使管子封口。此方法操作简单，生产效率极高，封口严密质量好。

　　管子封口刀的刀片材料为硬质合金。封铜管口的刀具材料，也可用高速钢。工件材料为紫铜管、黄铜管、钢管等。加工时的工件转速应大于1000r/min，因为速度越高，温度升高越快，加工效率就越高。刀具工作部分的粗糙度必须低于Ra0.4μm，而且无锐边。封口时，一般根据目测工件表面颜色来控制，加工铜管时工件表面颜色发蓝即可进刀，加工钢管时，刀具与钢管摩擦使颜色发红后，才可进刀。封口刀在安装时，应高于工件旋转中心2mm左右。

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