微调硬质合金机用铰刀的设计

微调硬质合金机用铰刀的设计
摘要：介绍一种可换式微调硬质合金机用铰刀，该铰刀主要用于孔的镗削及
铰削加工，主要解决铰孔的收缩和铰刀寿命低等问题。

关键词:可换;硬质合金;机用铰刀
A kind of exchangeable and adjustable hard
Alloy reamer in machine tools
Simayi.aimiduli
(Xinjiang Institute of EngineeringUrumqi830011)
Abstractthis paper ;introduces a kind of hard alloy reamer that can be used in a
machine tool and that can exchanbeable and adjustable .It can be used to bore and
ream hole and to solve the problems of hole contructing after reaming and the low
cifetime of the reamer .

Key wordreamer ;hard metals; Jobber’s remer

使用硬质合金铰刀镗孔时经常产生孔的收缩现象，从而影响孔的加工精度和
正常生产，某些零件的加工中也遇到削后铰削等问题。针对这些问题本人通过反
复研究推荐一种可换式微调硬质合金铰刀，组装后倒锥量为0.05—0.08mm左右，
主切削部分相当于一把微调镗刀，使用过程中出现刀刃磨损或崩刃时此部分可更
换及可以扩大直径尺寸，本铰刀可一机多用，可以扩大机床和刀具的使用范围，
所以这种铰刀生产中有一定的使用参考价值。

一、铰刀的结构
本铰刀利用薄壁柔性原理，由铰刀体内锥孔与刀杆外锥体位置的不同使直径
较均匀地扩张或收缩实现微调，内外锥度的接触长度不少于全接触长度的60%
以上，调节时主要靠两端的调节螺母1.6；铰刀由刀杆通过键及刀体断面键槽来
传递扭矩，主副刀同时移动同时扩大缩小，在设计刀具时为了确保刀具的刚性和
加工时避免刀刃嘣脆选择不开槽刀体，因为开槽刀体会影响刀具的寿命和刚性。

图1铰刀的结构
1.前螺母2.垫圈 3.主切削刀4.副切削刀 5.断面带键槽套 6.后调整螺母 7.
锥度心轴 8.键

这种通用可换可调铰刀的调整原理如下；微调螺母1使得螺母1右边的套筒
向右移动并靠本身的锥度使得主铰刀3张开，同时使得带断面的副铰刀4的前端
张开并使副铰刀4的后段保持原有的倒推量。本铰刀由两部分组成；主切削部分
是由主切削刃，直刃和薄壁圆维面(孔)组成的套式铰刀；倒锥部分是由副切削刃，
薄壁圆锥组成，带断面键套式铰刀，倒锥量为0.05—0.08mm，圆锥体长度为
20mm，锥度为1：55，个刀齿前部容削槽处于一段较薄的部位，以确保铰刀有
一定的弹性，刀体使用了合金钢（gsirc）并经热处理淬火HRC50左右。

二、铰刀几何参数的确定
制造铰刀的最关键的问题是确定外径D刀max，D刀max包括铰刀扩张或
收缩量因素，再加上一定的扩大保险量，用经验公式来确定。

1. 外径的确定
（1）当孔径>50mm时，6 , 7 , 8级精度孔用铰刀的直径为
D刀max=Dkmax-（0.01—0.02）
（2）当孔径50时，k=0.25
Fn的计算公式：
Fn=2*F*L/d2*tg（a1+￠1）+tg（a2+￠2）*A
式中F为扳手螺张的力，F=10—20kg；L为扳手壁长度，L=250—300mm；
d2为螺母直径；a1为螺母升角；a2为铰刀内孔锥角，a2=1°34’，℅为摩擦角tg￠
=0.1—0.15时，￠=5°34’—8°32’；A为铰刀内锥孔有效面积。

图2主切削刀结构尺寸 、副切削刀结构尺寸
计算出最小薄壁h1值后，在保证铰刀刚性的前提下薄壁处的理论厚度h2，
根据经验公式来确定。

当h1≤4mm时，LD/D≤1，LD为刀具长度，取h2=0.95h1；LD/D>1取h2=0.85h1；
h1>4mm时LD/D刀1，取h2=0.8h1+0.027.外径为￠40+0.018铰刀结构如图2 所
示。
本铰刀主要用于通孔的铰削或镗削（换配备镗刀），使铰刀的外径于最小的
位置，以便获得充分的调节余地，加工孔的直径范围d=￠30—￠100z左右，重
磨次数2—3次，经过调整能稳定控制加工尺寸及质量。

参考文献：
[1]成都工具研究所工作组编，铣刀，铰刀生产图册，北京；技术标准出版
社，1997

[2]王世刚.机械制造工艺手册.北京.机械工业出版社，1990
[3]浦林祥，夹具设计手册.北京：机械工业出版社，1984