硬质合金铰刀及其标准化

硬质合金精车刀片的执行标准可以根据不同的地区和行业有所差异。

以下是一些常见的执行标准和规范：
ISO标准：国际标准化组织（ISO）发布了一系列与硬质合金刀具相关的标准，其中包括针对精车刀片的标准。

例如，ISO 513:2012标准规定了硬质合金刀片的命名系统、几何特征和安装尺寸。

ANSI标准：美国国家标准学会（ANSI）也发布了一些与硬质合金刀具相关的标准，如ANSI B94.11M标准规定了刀具的几何特征、尺寸和公差。

DIN标准：德国工业标准（DIN）是硬质合金刀具领域的重要标准制定组织。

例如，DIN 6527标准规定了硬质合金铣刀的几何特征和尺寸。

此外，各个刀具制造商和行业协会也可能制定了自己的执行标准和规范，以确保硬质合金精车刀片的质量和性能符合要求。

在选择和使用硬质合金精车刀片时，建议参考相关的国际、国家或行业标准，并咨询专业的刀具供应商或生产厂家，以获得更详细和准确的执行标准信息。

硬质合金铰刀及其标准化硬质合金铰刀作为一种高效切削工具问世以来，已越来越广泛地被采用。

在ISO的硬质合金P, M和K类基础上，我国发展生产了碳化钨、碳化钻、碳化钛、碳化钽和钴等硬质合金材料，突破了高效铰削这一难关。

但是，对硬质合金铰刀如何正确设计、加工，特别是硬质合金铰刀各参数如何达到合理安排，使其标准化、优选化和系列化，并获得满意的经济效果，还是一个值得重视的课题。

1确定切削刃、校正刃、过渡刃刃带铰刀的要害部位之一就是刃带，不同的被加工材料，不同的工件铰削余量及不同的工件与铰刀的相对转速决定着不同的刃带宽度。

生产中使用的铰刀常出现以下情况：铰刀使用寿命短，刃带迅速磨损而报废；铰刀表面粗糙度差，导致被加工工件孔的表面粗糙度更差；工件经铰削加工后的孔变形，因而孔的圆度超差，往往造成产品报废。

分析现场使用后的硬质合金铰刀，发现所有报废的铰刀磨损量并不大，除靠近切削刃和过渡刃1～2mm处有磨损痕迹外，其余切削刃完好，因此得出结论：除了不断提高铰刀切削刃外圆的表面粗糙度要求外，还必须对硬质合金铰刀刃带宽度进行优化。

经过多次生产实践和试验，找出了铰刀刃带宽度的最佳尺寸范围，见表1。

表1碳钢用硬质合金铰刀刃带宽度推荐值(mm)表2硬质合金铰刀铰削不同硬度图一图二2掌握材料变形规律，合理确定硬质合金铰刀公差由于硬质合金铰刀与高速钢铰刀的切削状态不同，前者是切削加挤削，因此发热量大大超过了高速钢铰刀。

用硬质合金铰刀进行高速铰削时，最高发热量可达800℃，工件由热变冷时，工件内孔收缩量大，铰刀不立即取出还会有被咬死现象。

铰削中材料的硬度、单位切削力和铰削所产生的热量见表2。

不同的材料硬度和孔径，由于发热量变化，其变化规律如图1。

3正确制定企业标准，扩大硬质合金铰刀的使用范围从以上分析中可以看出，我们在制定硬质合金铰刀标准时不能硬套上级标准，在采用国际标准和国家标准普遍原则的前提下，还要注意制定企业内控标准。

针对不同特点制定的硬质合金铰刀公差原则已经被实践所证实，而且被广泛认可采纳。

硬质合金铰刀制造公差值的设计)关键字：刀具夹具切削铣削车削机床测量摘要：通过实践，发现运用国家的铰刀被加工孔名义尺寸标准制造硬质合金铰刀时，存在孔、备磨量，制造公差方而的问题。

通过分析，找出了原因及解决方法。

铰刀是定尺寸刀具，它的直径和制造质量直接影响被加工孔的精度和粗糙度。

对铰刀的直径和公差的制定应保证铰出高质量的孔，有足够的重磨备用量，同时容易制造。

我厂以往在选取铰刀制造公差时，不论高速钢铰刀或硬质合金铰刀，均根据国家标准选取的，即铰刀的名义尺寸为被加工孔的名义尺寸，铰刀的上偏差取工件孔公差的1/5，而下偏差为3/5。

根据多年的实践，按这种标准制造的硬质合金铰刀，铰出的孔存在以下问题：①加工出的孔一般偏小，尤其是薄壁零件和较软材质的零件，铰出的孔有收缩现象；②铰刀的备磨量小，使用为一次性报废，浪费较大；③由于铰刀的制造公差是根据工件孔公差的大小变动，这样对制造较低精度孔用的铰刀放宽了制造公差，以致降低了铰刀的使用寿命。

1 铰孔过程的分析和铰刀公差制订原则1.在一般隋况下，由于铰孔时余量偏心，铰刀刀齿对中心跳动，使铰刀各齿切削不平衡，刀具导向部分存在间隙、导向部分不圆等原因，使铰刀在加工中晃动，再加上铰削过程中可能产生刀瘤等现象，因而铰出的孔可能比较大。

另一方面，由于铰刀的校准部分在铰孔中起修光已加工而及引导铰刀的作用，在这里修光不仅有切削少量金属的作用，同时也有挤压的作用，考虑到工件在切削和挤压的作用下，发生弹性变形和热变形，这些变形将在加工后恢复，因此在铰孔后还存在着孔的收缩。

在不同条件下，“扩大”和“收缩”的主次不同，因而扩大量不同。

一般讲，孔的扩大、收缩情况与工件材料、余量大小、切削用量、工件壁厚、铰刀几何参数，温度等很多因素有关，因此，铰刀的尺寸必须根据加工的具体情况决定。

铰刀的制造公差，在可能情况下，希望能小一些，以提高铰刀的寿命。

2.我厂在生产中，硬质合金铰刀一般多用于加工铸铁和低、中碳钢，有刀具引导装置。

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()。

铰刀的合理使用与改进本文以笔者在工厂中长期的使用经验与验证为依据，对标准铰刀结构上存在的问题提出了改进意见，同时还对铰刀如何合理使用的问题作了分析与介绍。

在机械加工中，孔加工约占加工总量的1/3。

而铰孔是普遍应用的一种精加工和半精加工孔的方法，加工孔径通常在Φ1~Φ100mm之间，尺寸精度一般可达H9~H7级（甚至H6级），加工表面粗糙度为Ra1.6~0.2μm。

铰孔用的刀具，目前生产上仍以标准的多齿铰刀为主。

我们知道，标准铰刀铰孔时通常会出现很多问题，例如误差度、直线度、排屑、让刀、振动现象、刀具使用寿命低、退刀时产生划痕等等，由于文章篇幅有限，在此不做详细列举。

改进铰刀的几何参数图1 铰削时切削厚度由于铰刀主要用于孔的精加工和半精加工，故应将切削层的厚度减薄，并且切削厚度愈小，切削刃参加工作部分长度相应增大，铰刀切入时的导向性好，刀具寿命也愈高。

由图1可知，铰削时的切削厚度：h D=f z sinκr=（f/z）sinκr上式中，fz为铰刀每齿进给量，单位mm/z；f为铰刀每转进给量，单位mm/r；z为铰刀齿数；κr为铰刀上的主偏角。

由此可见，为了提高铰孔质量和刀具的使用寿命，铰刀上的主偏角κr应取小值为宜。

试验也表明，κr角愈小，孔的表面粗糙度值Ra也愈小。

但通常认为手用铰刀应采用小的κr角，以使刀具工作时能保持良好的导向并减小轴向进给力，而机用铰刀的导向和轴向进给力均由机床和夹具来保证，为减少切屑变形，故使用较大的主偏角。

目前标准上（见技术标准出版社出版的“铣刀铰刀生产图册”）推荐的高速钢机用铰刀的主偏角为15°，手用铰刀的主偏角为1°；硬质合金铰刀的主偏角，切钢时推荐用15°，切削铸件为3°~5°。

但经生产验证，标准上推荐的主偏角数值，并不完全合适，作者在生产中将硬质合金机用铰刀的主偏角切钢件时也改为5°，无论是加工量与铰刀寿命均有明显提高。

1.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。

2. 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。

3.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。

硬质合金刀具制造标准硬质合金刀具作为一种重要的工业工具，广泛应用于机械加工、金属切削等领域。

为了保证硬质合金刀具的质量和性能，制定相应的制造标准是必不可少的。

本文将探讨硬质合金刀具的制造标准，从原材料、加工工艺和质检等方面进行介绍，希望能对读者有所启发。

1. 原材料选择硬质合金刀具的制造以钴基和钨基二类为主。

在原材料的选择上，必须确保材料的质量稳定，并且符合相关标准。

对于钴基硬质合金刀具，钴、钛和铬是常用的添加元素。

而钨基硬质合金刀具则需要添加钴、碳和钼等元素。

原材料的品质对硬质合金刀具的性能和使用寿命有直接影响，因此必须进行严格的质量检测和筛选。

2. 加工工艺硬质合金刀具的加工工艺包括粉末冶金、成形、烧结和刃磨等环节。

在粉末冶金过程中，需要保证原材料的均匀混合，以及粉末颗粒的合理粒径分布。

成形过程需要使用对刀具形状和尺寸有精确掌握的成形模具，保证刀具的几何形状和尺寸精度。

烧结环节是硬质合金刀具制造中至关重要的一步，它决定了刀具的硬度、抗断裂性和耐磨性等性能。

而刀具磨削则需要掌握合适的磨削方法和工装，确保刃部光滑度和尺寸精度。

3. 质检标准硬质合金刀具制造过程中的质检工作至关重要，它可以及早发现问题并及时纠正。

质检标准包括外观检验、尺寸检测、硬度测试、抗断裂性能测试和耐磨性测试等项目。

外观检验主要检查刀具表面是否有划痕、裂纹等缺陷。

尺寸检测则需要使用精密测量工具，确保刀具的长度、直径和各个面的平行度等尺寸要求。

硬度测试是评估硬质合金刀具硬度水平的重要方法，常用的有洛氏硬度和维氏硬度两种。

抗断裂性能测试针对刀具在剧烈负荷下是否会发生破裂进行评估，一般常用冲击试验和弯曲试验等方法。

耐磨性测试则是评价刀具使用寿命的重要指标，常用的方法有磨损试验和切削测试等。

总结制定硬质合金刀具制造标准的目的在于确保刀具质量、提升性能、延长使用寿命，并且满足不同领域的实际需求。

在制造过程中，原材料的选择、加工工艺的控制和严格的质检是保证刀具质量的关键。