拉刀的拉削机械加工方法

(1)生产率高
由于拉刀是多齿刀具，同时参加工作的刀齿多(如图9-1所示为三 个)，切削刃总长度大，一次行程能够完成粗—半精—精加工，因 此生产率很高，尤其是加工形状特殊的内、外表面工件时，效果 尤为显著。 (2)拉后工件精度与表面质量高 由于拉削速度比较低(目前一般不超过0.30m／s)，拉削平稳，切 削厚度薄(一般精切齿的切削厚度为0· 005∽ 0.015mm)，因此可加 工出精度为IT7～8，表面粗糙度Ra3.2～0.5的工件，若拉刀尾部 装有浮动挤压环,则可达Ra0.4 ∽0.2. (3)拉刀耐用度高 由于拉削速度小，切削温度低，刀具磨损慢，因此拉刀的耐用 度较高.
图9-10渐成式拉削图形
14
2、分块式（轮切式）
这种拉削方式，工件上的每一层金属不是由一个刀齿切去，而是将 加工余量分段由几个刀齿先后切去。
按分块式设计的拉刀称为轮切式拉刀，有制成两齿一组、三齿一组及 四齿一组的，原理相同。
3、综合式
综合式拉刀的前部刀齿做成单齿分块式，后部刀齿作成同廓分层式。 三种拉削方式的主要特点是： 分层式：同廓分层式齿升量较小，拉削质量高，拉刀较长；同廓渐成 式拉刀拉削成形表面时，拉刀较易制造，拉削质量差。分层式适合于 拉削余量小的光面。 分块式：齿升量较大，适宜于拉削大尺寸、大余量表面，也可拉削毛 坯面，拉刀长度短，效率高，但不易提高拉削质量。 综合式：具有分块、分层拉削的优点，目前拉削余量较大的圆孔，常 采用综合式圆拉刀
图9-3各种内拉刀和外拉刀
6
a)圆拉刀 b)花键拉刀 )四方拉 刀 d)键槽拉刀e)外平面拉刀
2）按拉刀构造不同，可分为：整体式和组合式
图9-4
装配式拉刀和镶齿平面拉刀 b)镶齿平面拉刀
7
a)装配式拉刀
3）按受力方式，可分为：
拉刀和推刀 在拉伸状态下工作 在受压状态下工作
用于加工余 量较小的内 表面或修整 热处理后的 变形量
15
图9-13 a)分层式
拉削方式 c)综合式
16
b)分块式
第三节 拉刀的合理使用
在生产中常由于拉刀结构和使用方面存在问题，而影响拉削质 量和拉刀使用寿命，严重时会损坏拉刀。其中较常出现的弊病及解 决的措施简述如下。
一、防止拉刀的断裂即刀齿损坏
拉削时由于刀齿上受力过大，拉刀强度不够，是损坏拉刀的主要 原因。造成刀齿受力过大的因素：拉刀齿升量过大、拉刀弯曲、切 削刃各点拉削余量不均匀、刀齿径向圆跳动大、预制孔太粗糙、材 料内部有硬质点、工件强度过高、严重粘屑和容屑槽挤塞以及工件 夹持偏斜等。 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破坏刀齿。
18
1、分层式
分层式拉削又可分为同廓式和渐成式两种。 1）同廓式：它的特点是，刀齿的刃形与被加工表面形状相同，仅尺寸 不同，即刀齿直径(或高度)向后递增，加工余量被一层一层地切去。 如图9-9 这种拉削方式切削厚度小而切削宽度大，因此可获得较好的工件表面 质量。拉削力及功率较大，分屑槽转角处容易磨损而影响拉刀耐用度。 这种方式的拉刀除圆孔拉刀外，其他制造比较困难
图9-6 拉刀和推刀的工作方式 a)拉刀 b)推刀
8
4）链式连续拉削： 普通拉削时，工件不 运动， 拉刀作主运动。为了 提高生产率和实现自 动化生产，出现了链 式连续拉削方式。如 图9-7所示。图中拉 刀固定不动，被加工 工件装在连续运动的 链式传送带的随行夹 具上作主运动，从而 实现连续拉削方式。 这种拉削方式已在汽 车制造业中得到应用。
后导部——它能在拉削终了前保持拉刀的后几个刀齿与工件间具有正 确的相对位置，防止工件偏斜。
后柄部——只有当拉刀又长又重时才需要，用于支撑拉刀、防止拉刀 下垂。尾部的直径视拉床托架尺寸而定，其长度一般应不小于20mm。
12
二、 拉削方式
拉刀逐齿从工件表面上切除加工余量的方式。这种拉削方式也 称为拉削图形。拉削图形对拉刀刀齿负荷分配、拉刀长度、拉削力 的大小、拉刀耐用度及加工质量等都有很大影响。 拉削方式可分为分层式、分块式及综合式三大类。
本章主要讲解内容
拉刀的组成及设计
1
第九章
拉刀
第一节 拉削特点及拉刀类型
一、拉削特点 拉刀是一种多齿 刀具，拉削时由于拉 刀的后一个(或一组) 刀齿高出前一个(或 一组)刀齿，从而能 够一层层地从工件上 切下金属(图9-1)，以 获得较高精度和较好 的表面质量。
9-1拉削过程
2
拉削加工与其他切削加工方法相比较，具有以下特点：
17
二、消除表面缺陷
拉削时表面产生鳞刺、纵向划痕、压痕、挤光、环形坡纹和啃刀等是影响拉 削表面质量的常见缺陷，其形成原因很多，其中主要有：刃口钝化或微小崩 刃、刃口粘屑，刀齿刃带过宽或宽度不均、前角太大或太小、拉削过程中产 生振动。 消除拉削缺陷，提高拉削表面质量的途径： 1）提高刀齿刃磨质量，防止刃口微刃产生并保持刃口锋利。各齿前角和刃带 宽度保持一致。 2）保持拉削过程稳定性，增加同时工作齿数，减少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，避免速度过低产生爬行，过高产生振动。 4）使用硬质合金拉刀、涂层拉刀、激光强化高速钢拉刀等，这对于提高拉削 速度，减少拉刀磨损、提高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9-7链式传送带连续拉削
1-拉刀
2-工件
3-链式传送带
9
为了提高拉削的生产率，近年来高速拉削已逐渐采用。高速拉削所用机床 应有足够的刚度和运动精度，应有较大的速度范围(v=1～50m／min)。试验表 明，高速拉削不仅提高了拉削生产率，同时也改善了工件的表面质量，提高 了刀具耐用度。采用硬质合金机夹拉刀进行高速拉削，已在汽车工业加工缸 体中得到应用，拉削速度为25～35m／min。
第二节
一、拉刀组成
拉刀的组成与拉削方式
以圆拉刀为例，拉刀的组成如图9-8所示：前柄、颈部、过渡锥部、 前导部、工作部、后导部组成，对于长或重的拉刀还必须作出支承用的后 柄部。
拉刀工作部分的结构参数有：齿升量 ，即切削部前、后刀齿（或组） 高度之差；每齿上具有前角γ0 ，后角α0 及后角上有刃带，在相邻齿间 作出容屑槽。
3
(4)拉削加工应用范围广 拉刀可以加工出各种形状的通孔及没有障碍的外表面有些其他 切削加工方法难于完成的加工表面，可以采用拉削加工完成. (5)拉床结构简单 拉削一般只有主运动，进给运动靠拉刀切削部分的齿升量来完 成,因此拉床结构简单，操作也方便。
4
5
二
拉刀的类型及用途
1）按加工表面的不同，可分为：内拉刀和外拉刀
13
图9-9同廓式拉削图形
a)拉削图形 b)切削部分齿形 c)切屑
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。如图9-10所示， 图中工件最后要求是四方形，拉刀刀齿可制 成简单的直线形或弧形，与被加工表面形状 不同，被加工工件表面形状和尺寸是由各刀 齿的副刃所切成。 它的优点是：复杂形状的工件，拉刀制造 却不太复杂。 缺点是：在工件已加工表面上可能出现副 切削刃的交接痕迹，因此被加工表面较粗 糙。
拉削层尺寸有：拉削长L,切削厚度和切削宽度
10
图9-8
拉刀组成及拉削示意图
前柄——用于将拉刀装夹在拉床的夹头中以传送运动和拉力。 颈部——用于连接头部与刀体，一般在颈部上刻印拉刀的标记。 过渡锥——使前导部能顺利进入初孔(工件上予先加工的孔)，起对准中 心的作用。
11
前导部——起引导作用，防止拉刀进入工件孔后发生歪斜，并可检查 拉削孔径是否符合要求。 切削部——它担负主要的切削工作，其刀齿尺寸逐渐增大，又分为粗 切齿与精切齿两部分。有的拉刀在粗切齿与精切齿之间还有过渡齿。 校准部——用于校准与修光被切削表面，起到提高工件加工精度和表 面质量的作用。其刀齿尺寸不变。当切削部分的刀齿经过刃磨尺寸变 小后，前几个校准齿依次变成切削齿，所以校准齿还具有精切齿的后 备作用。