第九章 拉刀(新)

第九章拉刀
第一节拉刀的种类与用途
第二节拉刀的组成与拉削方式
第三节圆拉刀设计
第四节矩形花键拉刀的结构特点
第五节拉刀的合理使用
1.特点：高效率、高精度、高寿命、高难度。

2.公差等级：IT7~IT9 表面粗糙度值：
0.5~3.23.主要用于：大量、成批的零件加工
a R m
第一节拉刀的种类与用途
一、按被加工表面部位不同分类
二、按拉刀结构不同分类
三、按使用方法不同分类
一、按被加工表面部位不同分类
图9-1各种内拉刀和外拉刀
a) 圆拉刀b)
花键拉刀
内拉刀、外拉刀：圆拉刀、花键拉刀、四方拉刀、键槽拉刀、平面拉刀。

图9-1(续)
c) 四方拉刀d) 键槽拉刀e) 外平面拉刀
二、按拉刀结构不同分类
图9-2装配式拉刀和镶齿平面拉刀
a) 装配式内齿轮拉刀b)
硬质合金镶齿平面拉刀刀齿装夹结构
整体拉刀、焊接拉刀、装配拉刀、镶齿拉刀。

三、按使用方法不同分类
图9-3推刀
a) 圆推刀b)
花键推刀
拉刀、推刀、旋转拉刀
第二节拉刀的组成与拉削方式
一、拉刀的组成
二、拉削方式
一、拉刀的组成
图9-4
拉刀组成及拉削示意图
以圆拉刀为例
普通圆孔拉刀结构参数如下：
齿升量f
z
:相邻刀齿半径差，用以达到每齿切除金属层
前角γ
0、后角α
、刃带宽度b
α1
拉削长度L、切削厚度h
D 和切削宽度b
D
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二、拉削方式
拉削方式是指拉刀逐齿从工件表面上切除加工余量的方式。

分层式、分块式和综合式
1.分层式(图9-5a)
2.分块式(轮切式)(图9-5b)
3.综合式(图9-5c)
图9-5拉削方式
a) 分层式b) 分块式c) 综合式
⏹分层式是每层加工余量各由一个刀齿切除，但根据工件表面最终轮廓的形成过程不同又可以分为同廓式与渐成式两种(1) 同廓式它是指各刀齿的廓形与加工表面的最终廓形相似，最终廓形是由最后一个切削齿拉削后形成的。

(2) 渐成式它是指加工表面最终廓形是由各刀齿拉削后衔接形成的。

⏹分块式：各组刀齿分别切削加工表面不同位置的加
工余量，最后由一圆形齿修光。

⏹综合式：前部刀齿制作成单齿分块式，后面部分刀
齿作成同廓分层式。

第三节圆拉刀设计
一、综合式圆拉刀设计简介
(一) 拉刀工作部分设计
(二) 非工作部分组成
(三) 拉刀检验
一、综合式圆拉刀设计简介
图9-6综合式圆拉刀设计图
(一) 拉刀工作部分设计
1.确定齿升量、齿数和刀齿直径
2.选择几何参数
3.确定齿距、容屑槽和分屑槽
1.确定齿升量、齿数和刀齿直径
(1) 粗切齿齿升量为了缩短拉刀长度，应尽量加大，使各刀齿切除总余量60%～80%左右。

(2) 精切齿齿升量按拉削表面质量要求选取，一般=0.01～0.02mm 。

(3) 过渡齿齿升量在各齿上是变化的，变化规律在与之间逐齿递减，以使拉削力平稳过渡。

(4) 校准齿齿升量=0是起最后修光、校准拉削表面作用。

I Z f I I I Z f ∏Z f 齿升量的确定原则：
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I
III II f A A A Z 2)(1+-=拉刀上各齿齿数的确定
.过渡齿一般取4－8；精切齿齿数3－7，校准齿齿数
为5－10；粗切齿的确定采用公式计算各齿直径确定的方法
X
Z X X f D D 21+=-
图9-7拉刀齿升量的分布
2.选择几何参数
(1) 前角γo按被加工材料不同，γo在10°～15°之间选取。

(2) 后角αo拉削普通钢和铸铁切削齿αo=2.5°～4°；校准齿αo=0.5°～1°。

(3) 刃带后角αb1和刀齿上刃带是起支承拉刀平稳工作，保持重磨后直径不变和便于检测直径尺寸。

3.确定齿距、容屑槽和分屑槽
(1) 拉刀齿距齿距P为相邻刀齿间的轴向距离。

(2) 拉刀容屑槽它的形状和尺寸要求：能宽畅地容屑，有利于切屑卷曲，不削弱刀齿强度和便于制造。

(3) 分屑槽一般拉削宽度超过5mm时，在拉刀切削刃宽度上磨制分屑槽，以利于切屑变形和卷曲，便于容屑。

(2) 拉刀容屑槽
1)直线齿背型(图9-8a)：制造简单，适用于拉削脆性材料和分层拉削拉刀上。

2)圆弧齿背型(图9-8b)：容屑空间较大，适用于拉削塑性材料和综合拉削拉刀上。

3) 直线加长齿背型(图9-8c)：容屑空间大，制造较易，适用于分块拉削拉刀上。

图9-8容屑槽形式
a) 直线齿背型b) 圆弧齿背型c)
直线加长齿背型
(3) 分屑槽
1)弧形槽(图9-9a)：拉削宽度小，槽转角处强度高，散热快，适用于分块拉
削刀齿上。

2)角度槽和直形槽(图9-9b、c)：槽数多，制造容易，适用于分层拉削刀齿上。

图9-9分屑槽的形式
a) 弧形槽b) 角度槽c) 直形槽
(二) 非工作部分组成
图9-10拉刀非工作部分组成及作用
a) 拉削起始位置b) 拉削终了位置1—柄部2—拉床夹头3—颈部4—床壁5—衬套6—过渡锥7—前导部8—工件9—后导部10—后柄11—
承托柄
1 柄部、颈部与过渡锥
(三) 拉刀检验
1.同时工作齿数检验如若ze ＜3，则将若干零件叠夹拉削，或适当减小齿距p 。

2.容屑空间检验
容屑空间的设计检验是指，在拉刀的假定进给平面中，一个刀齿容屑槽的有效面积A 应大于该刀齿下的金属层面积A D ，即A ＞A D 或A=KA D 如图9-11所示，，A D =Lh D 或A D =Lf z ,因此，容屑槽深度h 为确定容屑槽深度h 后检验容屑空间所容许的齿升量f z (h D ）
为使拉刀能顺利工作，在设计拉刀时，甚至在使用外购拉刀前，应对拉刀的同时工作齿数、容屑空间、拉刀强度等项目进行检验。

31≥+=P
L z e 42h A π=D D KL h KLh h h 13.14,2==πKL
h h f D z 2781.0==
图9-11容屑槽有效面积与金属层面积
3.拉刀强度检验
拉削时产生的拉应力σ要小于拉刀材料的许用应力[σ]，即：][m in
σσ≤=A F mzx 式中Amin 一拉刀的危险断面面积
(m2)，危险断面一般在第一个切削齿的容
屑槽处或在头部；
[σ] 一拉刀材料的许用应力(Mpa)，
对高速钢[σ]=343～392Mpa ；对于合金钢
[σ]= 245Mpa 。

第四节矩形花键拉刀的结构特点
一、刀齿结构
二、前、后导部
矩形花键拉刀主要用于拉削大径定心和小键定心的矩形花键孔。

图9-12矩形花键拉刀
a) 内孔—花键组合拉刀b) 倒角—花键组合拉刀c) 倒角—内孔—花键组合拉刀
一、刀齿结构
倒角齿、圆孔齿、花键齿。

图9-13小径定心花键拉刀结构示意图
二、前、后导部
前导部：常选圆柱形
后导部：花键形
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第五节拉刀的合理使用
一、防止拉刀的断裂及刀齿损坏
二、消除拉削表面缺陷
一、防止拉刀的断裂及刀齿损坏
1) 要求预制孔精度IT10～IT8、表面粗糙度Ra≤5μm，预制孔与定位端面垂直度偏差不超过0.05mm。

2) 严格检查拉刀的制造精度。

3) 拉削高性能和难加工材料，可选取适当热处理改善材料的加工性，也常使用高性能材料的拉刀或涂层拉刀。

4) 保管、运输拉刀时，防止拉刀弯曲变形和碰坏刀齿。

二、消除拉削表面缺陷
1) 提高刀齿刃磨质量，防止刃口微崩产生并保持刃口锋利。

2) 保持拉削过程稳定性，增加同时工作齿数，减小精切齿和校准齿的齿距，提高拉削工艺系统刚性。

3) 合理选用拉削速度。

4) 使用硬质合金拉刀、涂层拉刀、激光强化高速钢拉刀等，对于提高拉削速度、减少拉刀磨损、延长拉刀寿命和改善拉削表面质量均有良好作用。

5) 合理选用与充分浇注切削液。

图9-14Rz关系1、2、3、5—耐热钢4—碳钢6—轴承钢。