导柱螺旋复合铰刀的设计
2013-8-7 来源：数控机床市场网 作者：贾丽敏
（哈尔滨第一工具制造有限公司 通用刀具技术科，黑龙江 哈尔滨150037）
摘 要：阐述了复合铰刀在设计过程中，针对刀具的切削受力情况、排屑能力、使用寿命和被加工件的表面光洁度等，采用合理的设计思路，有效地解决了上述问题，满足了用户的使用要求。
关键词：导柱螺旋复合铰刀；技术要求；设计创新
1 前言
用普通铰刀铰孔时，有时会出现积屑瘤，引起刀具寿命缩短、加工中容易崩齿、被加工表面质量差等诸多不良现象。为减少这些现象的发生，改善铰刀的铰削条件，使排屑顺畅，提高被加工件的质量，可以设计一种带导柱的螺旋复合铰刀。这种铰刀与普通铰刀的不同之处在于，给铰刀的工作部分增加了一段螺纹，使其切削刃的切削受力得到了缓解。让切削刃及修光刃带有15°的螺旋角，这种结构有效地改善了铰刀的切削条件和排屑性能，极大地提高了被铰削表面的光洁度。
2 导柱螺旋复合铰刀的设计原理
2.1 外轮廓尺寸的设计
如图1所示，导柱螺旋复合铰刀由导柱、前颈部、螺纹部分、后颈部、螺旋修光刃、柄部组成。导柱直径d1、螺纹部分直径d2和螺旋修光刃d3的关系为d3>d2>d1,其直径分别相差0.2mm。铰刀设计成螺旋齿槽，其螺旋角可根据工件材料性质而定。铰削灰铸铁、硬钢，螺旋角选7～8°；铰削可锻铸铁、钢，螺旋角选12～20°；铰削铝、轻合金，螺旋角选30～45°。
图 1 复合铰刀外轮廓尺寸
螺旋刃刀具的优点是：切削平稳、振动小、耐用度高，可铰出高精度的孔径。铰刀的齿数可根据用户要求及加工材质而定。修光刃可设计成倒锥形，其倒锥为d3-d4=0.02mm0.04mm。为使刀具便于切入工件，螺纹部分与修光刃必须有前锥。修光刃的前锥是切削刃，因此刀齿必须锋利，故不留刃带。
2.2 导柱、修光刃的齿形设计
导柱的齿形没有要求，是在加工螺纹及修光刃的前刃面过程中，进、出刀自然形成的。修光刃部分留有刃带，但宽度不宜过大，其齿形的几何参数如图2所示。
图2 齿形的几何参数
① 前角：10°±2°；
② 后角：12°；
③ 刃宽F：根据铰刀规格确定F=2mm。
④ 齿形角θ：根据外圆直径和齿数确定θ=85°。修光刃可留有0.15-0.20mm的刃带。齿形沟底圆弧为r1.5mm。
2.3 螺纹部分的设计
螺纹牙型的设计如图3所示
螺纹牙型角60°，牙型半角为30°，牙距p=1.5mm, 前斜角度根据铰刀的外径、底径和前斜长的不同而变化。前斜角度根据下式计算：（d-dx）/2L，其中dx是螺纹的前端直径。
3 导柱螺旋复合铰刀的加工工艺
根据设计要求，编制导柱螺旋复合铰刀的加工工艺流程为：车各部 →铣方尾 →铣刃沟 →铣修光刃刃背 →去毛刺 →热处理、喷砂 →研两端中心孔 →磨刀齿前刃面→磨刃、柄部外圆 →磨修光刃后角 →磨修光刃前斜 →磨螺纹扣 →磨螺纹部分前斜→ 激光烧字。
4 技术要求
（1）导柱螺旋复合铰刀刃部的热处理硬度为：刃部64-66HRC，柄部30-45HRC;
（2）导柱、螺纹、修光刃部分的径向圆跳动公差不大于0.01mm；
（3）螺纹相邻齿累积误差不大于0.01mm；
（4）刀齿前角圆周不等分累积误差不大于0.05mm。
5 结论
导柱螺旋复合铰刀经用户使用后表明，该刀具可改善切削条件，使排削顺畅，增强了切削能力，延长了刀具的使用寿命，极大的提高了铰削面的精度及光洁度。
投稿箱：
如果您有机床行业、企业相关新闻稿件发表，或进行资讯合作，欢迎联系本网编辑部， 邮箱：skjcsc@vip.sina.com
如果您有机床行业、企业相关新闻稿件发表，或进行资讯合作，欢迎联系本网编辑部， 邮箱：skjcsc@vip.sina.com
更多相关信息
- target=_blank>金属陶瓷刀具切削铸铁的磨损机理研究
- target=_blank>用圆盘形刀具加工二次旋转非球面
- target=_blank>用标准刀具加工非标准齿轮的理论探讨
- target=_blank>加工镍基高温合金的新基准
- target=_blank>高速钢刀具的磨损机制
名企推荐
