机用铰刀设计.doc

124第三节 机用铰刀设计一、高速钢机用铰刀设计(一)几何角度(见表321)表321 机用铰刀几何参数导锥角45刃倾角s一般s 0；加工韧性较大材料时s1520前角p一般p0；粗铰韧性较大材料时p510螺旋角一般0（直齿）；加工深孔或断续表面时可用螺旋齿铰刀，加工盲孔取右旋，加工通孔取左旋、加工灰铸铁、淬硬钢78 ，可锻铸铁、钢1220，铝和轻金属3545主偏角r加工铸铁等脆性材料r35加工钢等塑性材料r1215加工盲孔时r45后角p与刃带ba1直径d0/mm133101018183030505080后角p14181014812610610610刃带ba10.050.10.10.150.150.250.20.30.250.40.30.5倒锥d01d0直径2.82.86618183232505080倒锥量0.0050.020.020.040.030.050.040.060.050.070.060.08d02d02d0（1.31.4）2A（A为铰孔单边余量）(二)铰刀直径与公差1、铰刀的直径基本尺寸d0等于被铰孔的基本尺寸D即：do=D （331）2、铰刀直径的制造公差G按GB424684规定等于被铰孔公差IT的0.35倍，即：图314铰刀公差和孔公差配置 G=0.35IT （332）铰刀公差和孔公差的配合如图314。3、用高速钢铰刀铰孔后，孔径一般发生扩张，按GB424684规定铰刀直径的上限尺寸d0max等于孔的最大直径减0.15IT，即：Domax=Dmax0.15IT （333）铰刀直径的下限尺寸d0min等于铰刀的最大直径d0max减0.35IT，即：Domax=Dmax0.35IT0.15IT （334）0.15IT、0.35IT的值应圆整到0.001mm的整数倍。铰刀直径与偏差见表322。表322 GB113384所列铰刀直径与偏差铰刀直径d0与分级范围精度等级H7H8H95.366101018183030500.0100.0050.0120.0060.0150.0080.0170.0090.0210.0120.0150.0080.0180.0100.0220.0120.0280.0160.0330.0190.0250.0140.0300.0170.0360.0200.0440.0250.0520.030(三)齿数Z及分布铰刀齿数Z影响铰孔质量、刀齿强度和容屑空间并与工件材料、铰刀直径有关。一般可按下式计算： （335）加工韧性材料时Z取小值；加工脆性材料时Z取大值。为了测量方便通常取偶数。刀齿在圆周上分布为制造方便一般取等齿距分布。Z可按表323选取。表323 铰刀齿数高速钢机用铰刀直径d0/mm12.8320212536485055齿数Z4681012a)半圆形齿形 b)三角形齿形 c)五角形齿形图315铰刀公差和孔公差配置4、铰刀齿槽与尺寸当铰刀直径d03mm时铰刀齿槽形状可作成半圆形、三角形或五角形如图315所示。当铰刀直径d0320mm时，铰刀齿槽通常作成直线齿背截形；当铰刀直径d020mm时，铰刀齿槽采用圆弧齿背截形，尺寸见表图317。表317 铰刀齿槽形状与尺寸A型直线齿背 B型圆弧齿背铰刀直径d0槽形齿数Zba1FRr基本尺寸公差35.5A60.080.150.250.400.20850.35.510A60.100.200.500.700.2085900.51020A680.100.250.601.000.3075800.52028B80.150.301.001.200.400.50250.512834B8100.200.401.300.502013445B10120.200.401.401.600.601514550B120.250.501.701.800.602015、工作部分尺寸见表325表325 铰刀工作部分尺寸项目采用值或计算公式前导锥l3l312切削部分l1l1（1.31.4）Actgr（A为铰孔单边余量）圆柱校准部分l2l2(0.250.5)d0工作部分ll(0.83)d0焊接部分lclcl+(46)圆弧半径rr0.51.56.非工作部分结构尺寸见表326。表326 莫氏锥柄机用高速钢铰刀非工作部分结构尺寸直径总长刃长颈部直径莫氏锥号5.5138264.5167150315.58156336.591623671016838811175411218244913182441014189471520450112162105212172145413182195614192235815202286016212326217222376423241662426466193252686820262737027277712128223028173233231777254铰刀柄部型式有圆柱形和圆锥形两种，圆柱柄本资料从略，设计时可参见GB113284。圆锥柄为莫氏锥度，尺寸见表327。表327 带扁尾外锥度尺寸莫氏锥号DD1d2d3l3l4abecRr01234569.04512.06517.78023.82531.26744.39963.3409.21212.24017.98024.05131.54244.73163.7606.1158.97214.05919.13125.15436.54752.4195.98.713.618.624.635.751.356.362.074.593.5117.7149.2209.659.565.578.598.0123.0155.5217.53.23.54.04.55.36.37.93.95.26.37.911.915.919.010.513.516.520.024.030.545.56.58.510.513.015.019.028.545679111711.251.522.53铰刀颈部直径应小于或等于d0，其长度由孔深和机床结构决定。铰刀中心孔按GB14585选取。见表328。表328 中心孔尺寸A型不带护锥中心孔 B型带护锥中心孔 C型带螺纹中心孔标记示例：d12的A型中心孔：中心孔A12dA、B、C型孔C型孔选择中心孔的参考数据A及B型孔C型孔D最大LL1alL2最小原料端部最小直径轴状原料最大直径工件的最大质量0.50.711.522.53456812162024M3M4M5M6M8M12M16M20M24122.54567.51012.5152030384558122.54567.51012.51520303845581.22.32.94.65.86.88.511.21416.82232.540.548620.20.30.40.60.80.811.21.51.822.52.5343.24.35.36.48.4131721250.811.21.52345523.546.5810121520253042506070由23.53.54477101018183030505080801201201801802202202602603003003603601512020050080010001500200030005000700010000注： 1、C型L1根据固定螺钉的尺寸决定，但不应小于表列数值。2、.中心孔之粗糙度按其用途自行规定。3、对于重型零件，采用此标准时可参考工件的最大质量选择。4、直径D0小于和等于3mm的工具可制成反顶尖，其锥角为75。5、不要求保留中心孔的采用A型，要求保留中心孔的零件采用B型，为了将零件固定在轴上的中心采用C型。二、机用铰刀技术条件（一）铰刀表面粗糙度见表329。表329 机用铰刀表面粗糙度Ra 铰刀部位Ra（m）高速钢机用铰刀前刀面；切削部分后刀面；校准部分刃带；锥柄表面0.63齿背表面5校准部分后刀面；直柄表面；铰刀中心孔1.25其余表面10硬质合金机用铰刀校准部分刃带0.16前刀面；校准部分后刀面0.63齿背表面5切削部分后刀面；过渡刃后刀面0.32柄部表面；后锥部后刀面；铰刀中心孔1.25其余表面10（二）铰刀的位置公差见表330。表330 机用铰刀位置公差项目公差（mm）切削部分校准部分柄部d030d030对公共轴线的径向圆跳动H7级0.0150.010.015H8、H9级0.02（三）铰刀校准部分倒锥量不大于0.008mm。（四）刀具材料及硬度。高速钢机用铰刀工作部分用W18Cr4V或其他牌号的高速钢制造，硬度HRC6265。整体铰刀柄部或扁尾硬度：铰刀直径d03mm不低于HRC40；铰刀直径d03mm，HRC为4055。当铰刀直径d010mm采用焊接式，柄部用45号钢制造，其硬度HRC3045。硬质合金机用铰刀刀具材料：当加工铸铁时选用YG6；加工钢料时选用YT15。刀体材料用40Cr制造，其柄部或扁尾硬度HRC35。5.铰刀刀齿表面不得有裂纹、划痕、锈迹及磨削烧伤等 影响使用性能的缺陷。6.在铰刀颈部打印记三、锥柄高速钢机用铰刀设计举例表331 锥柄高速钢机用铰刀设计举例 已知条件1、被加工孔直径和公差D27.4H7(+0.021)；表面粗糙度Ra1.6um2、工件材料：45号钢；铰削长度 L35mm3、预制孔直径：D127.2mm4、使用机床：Z525；使用乳化液润滑冷却5、设计锥柄高速钢机用铰刀 设计步骤序号项目数据来源或计算公式采用值1结构形式锥柄焊接整体式2刀具材料切削部分；W18Cr4V柄部；45号钢3几何角度表321=45；s=0；p=0 r=15；4铰刀直径及公差式331：d0D27.4 mm式332：G=0.35IT=(0.035X0.021)=0.008mmd0=27.4mmG=0.008mm5铰刀直径极限尺寸及铰刀直径标注式333：d0max=Dmax0.15ITd0max（27.40.021）0.15X0.02127.417mm式334：d0min=d0max0.35ITd0min=(27.4170.35X0.021)27.409mm计算得：查表322得d0max=27.417mmd0min=27.409mm6倒锥量及倒锥尾部直径表321：倒锥量为：0.040.06mmd01d0倒锥量0.05倒锥量：0.05mm7切削部分前端直径表321：d02=d0(1.31.4)2Ad02=27.41.3X(27.427.2)=27.14mmd02=27.14mm8齿数Z式335：表323：Z=8Z=89齿槽截形及参数表图317 B型圆弧齿背F1；R25；r=110前导锥l3切削部分l1圆柱校准部分l2工作部分L焊接部分lc圆弧半径r表325：l3=12mm表325：l1=(1.31.4)Actgrl1=1.4X0.1Xctg15=0.52mm表325：l2=(0.250.5)d0=0.5X27.4=13.7mm表325：l=(0.8