硬質合金鉸刀作為一種高效切削工具問世以來，已越來越廣泛地被采用。在ISO的硬質合金P, M和K類基礎上，我國發展生產了碳化鎢、碳化鉆、碳化鈦、碳化鉭和鈷等硬質合金材料，突破了高效鉸削這一難關。但是，對硬質合金鉸刀如何正確設計、加工，特別是硬質合金鉸刀各參數如何達到合理安排，使其標準化、優選化和系列化，并獲得滿意的經濟效果，還是一個值得重視的課題。
表1 碳鋼用硬質合金鉸刀刃帶寬度推薦值(mm)
| 材料硬度 |
～15HRC |
～30HRC |
～40HRC |
～50HRC |
| 切削刃寬 |
0.04～0.07 |
0.07～0.10 |
0.10～0.13 |
0.13～0.16 |
| 過渡刃寬 |
0.07～0.10 |
0.10～0.13 |
0.13～0.16 |
0.16～0.22 |
| 校正刃寬 |
0.10～0.13 |
10.13-0.16 |
0.16～0.22 |
0.22～0.30 |
| 注表中數據為鉸削?12孔的試驗結果。 | |
表2 硬質合金鉸刀鉸削不同硬度材料發熱量
| 工件材料 |
硬度 |
單位切削力
N/mm2 |
產品發熱量
℃ |
Q235
45
45(調質)
45(淬火)
55(淬火) |
160 HB
200 HB
15 HRC
30 HRC
40 HRC |
～20
～30
～35
～45
～60 |
約200
約300
約400
約500
約650 | |
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圖1
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圖2
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1 確定切削刃、校正刃、過渡刃刃帶
鉸刀的要害部位之一就是刃帶，不同的被加工材料，不同的工件鉸削余量及不同的工件與鉸刀的相對轉速決定著不同的刃帶寬度。
生產中使用的鉸刀常出現以下情況：
- 鉸刀使用壽命短，刃帶迅速磨損而報廢;
- 鉸刀表面粗糙度差，導致被加工工件孔的表面粗糙度更差；
- 工件經鉸削加工后的孔變形，因而孔的圓度超差，往往造成產品報廢。
分析現場使用后的硬質合金鉸刀，發現所有報廢的鉸刀磨損量并不大，除靠近切削刃和過渡刃1～2mm處有磨損痕跡外，其余切削刃完好，因此得出結論:除了不斷提高鉸刀切削刃外圓的表面粗糙度要求外，還必須對硬質合金鉸刀刃帶寬度進行優化。經過多次生產實踐和試驗，找出了鉸刀刃帶寬度的最佳尺寸范圍，見表1。
2 掌握材料變形規律，合理確定硬質合金鉸刀公差
由于硬質合金鉸刀與高速鋼鉸刀的切削狀態不同，前者是切削加擠削，因此發熱量大大超過了高速鋼鉸刀。用硬質合金鉸刀進行高速鉸削時，最高發熱量可達800℃，工件由熱變冷時，工件內孔收縮量大，鉸刀不立即取出還會有被咬死現象。鉸削中材料的硬度、單位切削力和鉸削所產生的熱量見表2。
不同的材料硬度和孔徑，由于發熱量變化，其變化規律如圖1。
3 正確制定企業標準，擴大硬質合金鉸刀的使用范圍
從以上分析中可以看出，我們在制定硬質合金鉸刀標準時不能硬套上級標準，在采用國際標準和國家標準普遍原則的前提下，還要注意制定企業內控標準。針對不同特點制定的硬質合金鉸刀公差原則已經被實踐所證實，而且被廣泛認可采納。公差帶如圖2所示。
從圖2可以看出，根據實際情況可設計多種位置不同的公差帶。由于材料硬度變化，鉸孔后材料收縮量也隨之而改變，其鉸刀的制造公差應隨材料的膨脹或收縮值浮動，并且也可以超越產品公差帶。
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