由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，工業(yè)用電量持續(xù)上升， 因此電站成套設(shè)備制造行業(yè)生產(chǎn)任務(wù)大幅增加，使得原有的一些機(jī)械加工方法無法滿足生產(chǎn)的需要，其中鉸孔加工尤為突出。鉸孔加工以往使用高速鋼鉸刀，加工時(shí)間長(zhǎng)，刀具消耗量大，生產(chǎn)效率低，采用硬質(zhì)合金鉸刀是有效的解決方案。以前使用標(biāo)準(zhǔn)鉸刀，當(dāng)被加工孔較深(L/D>4)時(shí)，加工過程中排屑困難， 堵塞的切屑刮傷了已加工表面，孔的表面質(zhì)量達(dá)不到要求；并且由于堵塞的切屑擠壓破壞了鉸刀刀刃，致使鉸刀破損嚴(yán)重。為了解決這一問題，在對(duì)加工條件和標(biāo)準(zhǔn)鉸刀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了三種刃形硬質(zhì)合金鉸刀的設(shè)計(jì)與開發(fā)研究工作。
　　本文以解決生產(chǎn)實(shí)際需要為目標(biāo)，并結(jié)合國(guó)際先進(jìn)加工業(yè)日益廣泛采用的干式加工為手段，對(duì)直刃鉸刀、斜刃鉸刀和螺旋刃鉸刀進(jìn)行了鉸削實(shí)驗(yàn)研究，獲得了大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)三種刃形鉸刀的鉸削力、表面粗糙度、切屑形狀進(jìn)行了綜合對(duì)比評(píng)判，得到直刃鉸刀、斜刃鉸刀、螺旋刃鉸刀的鉸削綜合性能排序，實(shí)現(xiàn)了鉸刀的優(yōu)化，從而優(yōu)選出最佳使用效果的鉸刀，解決了生產(chǎn)實(shí)際需求。
1 三種刃形硬質(zhì)合金鉸刀實(shí)體建模
　　為更好地直觀了解設(shè)計(jì)的鉸刀幾何形狀及其切削性能， 利用I-DEAS軟件進(jìn)行實(shí)體建模工作。在造型的時(shí)候，首先，依據(jù)莫氏錐柄的尺寸，旋轉(zhuǎn)出莫氏錐度圓錐體，利用體切割做出刀柄，再拉伸出圓柱體作為刀體的頸部， 旋轉(zhuǎn)拉伸并切割圓柱體，形成鉸刀的螺旋槽，將刀體的頸部與莫氏錐柄連接在一起， 接下來做出刀具工作部分長(zhǎng)度圓柱體，并在此圓柱上面切割出刀片槽，將此帶有刀槽的刀具工作圓柱體部分與前面的刀體頸部和莫氏錐柄連接在一起，形成刀體。依據(jù)刀片的實(shí)際幾何尺寸進(jìn)行刀片的實(shí)體模型設(shè)計(jì)， 并將刀片移至刀片槽位置，從而鉸刀實(shí)體模型完成，刃形鉸刀的實(shí)體模型。根據(jù)實(shí)體模型加工出種刃形鉸刀。
2 鉸削力的試驗(yàn)結(jié)果及分析
　　實(shí)驗(yàn)采用了干式鉸削，通過試切的辦法最終確定了應(yīng)采取的合理切削用量。使用了直刃鉸刀、斜刃鉸刀和螺旋刃鉸刀刃型鉸刀， 試驗(yàn)材料為40Cr鋼，切削用量采用在相同進(jìn)給量(f=0.1mm/r)與背吃刀量的情況下，通過改變不同的主軸轉(zhuǎn)速獲得切削力值。整理采集的數(shù)據(jù)，將刃形鉸刀的鉸削力分別進(jìn)行了對(duì)比鉸刀， 直刃鉸刀受力大于斜刃鉸刀，斜刃鉸刀受力又大于螺旋刃鉸刀。在相同切削條件下，螺旋刃鉸刀的受力最小。