拉刀基本知识

校准齿的后角一般比切削齿的后角要小。目的是使拉刀重 磨后直径变化小，以延长拉刀的使用寿命。如表2.4-2所示。
为了使拉刀重磨后校准部的直径变化小，拉削过程平稳， 校准齿上的刃带宽度比切削齿宽得多，其宽度比精切齿还要 大，如表2.4-2所示。
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4．校准齿的直径
为了使拉刀重磨次数增多，使用寿命延长，拉刀校准齿的直 径doj应取工件孔的最大尺寸dmmax。还应考虑到拉孔后孔径可 能产生的扩大或缩小ε，因此校准齿的直径应取为：
但同廓拉削的拉刀加工平面、圆孔和形状简单的成形表面 时，刀齿廓形简单，容易制造，并且能获得较好的加工表面， 因而一般也常采用。但其它形状的廓形制造时比较困难。
B
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(2)渐成式拉削法 按如图2.4-6所示渐成式拉削法设计 的拉刀，刀齿廓形与被拉削表面的形状不同，被加 工表面的最终形状和尺寸是由各刀齿切出的表面连 接而成。因此，每个刀齿可制成简单的直线或圆孤， 拉刀制造比较方便，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，因此加工出的工件表 面质量较差。键槽、花键槽及多边孔常采用这种拉 削方式加工。
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图2.4-4 成形式拉削图形
图2.4-5 同廓拉削拉刀的分屑槽
B
图2.4-6 渐成式拉削图形
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2.4.2.2分块式拉削
图2.4-7 分快式拉刀外形
图2.4-8 轮切式拉刀截形及拉削图形
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2.4.2.3综合式拉削
图2.4-2.4 综合拉削图形 1-第一刀齿；2-第二刀齿；3-第三刀齿；4-第四刀齿；
HB>222.4
16°～18°
可锻铸铁
10°
15°
铝及其合金、巴氏合金、
10°～12°
紫铜
20°
不锈钢、耐热奥氏体钢
20°
一般黄铜
10°
灰铸铁
HB≤180 HB>180
10°
青铜、黄铜
5°
5°
粉末冶金及铁石墨材料 15°
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表2.4-2 拉刀后角与刃带
拉刀类型
粗切齿
后角 αo
刃带 bα1
圆孔拉刀
金属层而造成滑行和挤压现象，反而加剧刀齿的磨损。
齿升量af应根据工件材质和拉刀的类型确定。拉刀的粗切齿的齿
升量af最大，一般不可超过0.15mm，每个齿的齿升量af相等，切去
整个拉削余量的80%左右。为了使拉削过程平稳和提高加工表面质
量，并使拉削负荷逐渐下降，齿升量应从粗切齿经过渡齿逐渐递减
至精切齿。过渡齿的齿升量约为粗切齿的3/5～2/5，精切齿的齿升
拉刀可以用来加工各种截面形状的通孔、直线或 曲线的外表面。图2.4-2所示为拉削加工的典型工 件截面形状。
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图2-42 拉削 加工的
各种内
外表面
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2.4.1.3拉刀的结构
图2.4-3 圆孔拉刀的组 成
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(1) 头部 拉刀与机床的联接部分，用以夹持拉刀、传递动力。 (2) 颈部 头都与过渡锥之间的联接部分，此处可以打标记(拉刀的材料、 尺寸规格等)。 (3) 过渡部分 颈部与前导部分之间的锥度部分，起对准中心的作用；使 拉刀易于进人工件孔。
(7) 后导部 用于保证拉刀最后的正确位置，防止拉刀在即将离开工件时， 因工件下垂而损坏已加工表面和刀齿。
(8) 尾部 用于支撑拉刀，防止其下垂而影响加工质量和损坏刀齿。只有 拉刀既长又重才需要。
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2.4.2 拉削图形
在拉削过程中，拉削余量在各个刀齿上切下顺序 和方式，称这种图形为“拉削图形”，拉削图形又 叫拉削方式。它决定着每个刀齿切下的切削层的截 面形状。拉削图形选择的合理与否，直接影响到刀 齿负荷的分配、拉刀的长度、拉削力的大小、拉刀 的磨损和耐用度、工件表面质量、生产率和制造成 本等。
l1 l l2 lw (l4 l5)
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3．拉刀的后导部与尾部
后导部的长度可取为工件长度的1/2～2/3，但不得20mm。 当拉削有空刀槽的内表面时，后导部的长度应大于工件空刀 槽一端拉削长度与空刀槽长度的和。其直径等于或略小于拉 削后工件孔的最小直径，公差按f7取。
图2.4-15 拉刀颈部长度的计算
1-拉刀；2-工件；3-法兰盘B；4-挡壁；5-卡头
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拉刀颈部的直径D2通常比头部直径Dl小0.5～1 mm，也可 以将头部和颈部一次磨出，则D2 =Dl。
拉刀颈部的长度l1 应保证拉刀第一个刀齿尚未进入工件以 前，拉刀的头部能被拉床夹头夹住；所以，要考虑拉床挡壁 厚度，法兰盘突出部分厚度l3 及间隙 l 等有关数值。颈部长 度l1应满足下列条件：
最后一个精切齿的直径等于校准齿的直径。切削齿的直径应献 宝一定的制造公差，一般取-0.008～-0.02mm。最后一个精切齿 的直径偏差应与校准齿相同。
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2.4.3.2校准部
1．校准齿的齿数
孔的加 工精 度
校准齿 齿数
H7～ H2.4
5～7
H11 3～4
H12～ H13
2～3
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2．齿距pj 由于校准齿只起修光作用，其齿距pj可以短些，以缩短拉刀长
分层式拉削又可分为两小类。
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(1)同廓式拉削法 按如图2.4-4所示同廓式拉削法设计的拉刀， 各刀齿的廓形与被加工表面的最终形状一样。 (2)采用同廓式拉削时，为了使切屑容易卷曲和切削力，在每 个切削齿上都开有如图2.4-5所示的交错分布的窄的分屑槽。 采用这种拉削方式能达到较小的表面祖糙度值。但单位切削 力大，且需要较多的刀齿才能把余量全都切除，拉刀较长， 刀具成本高，生产率低，并且不适于加工带硬皮的工件。
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3
(3) 生产率高 由于拉刀是多齿刀具，同时参加工作的 刀齿多，切削刀总长度大，一次行程能完成粗、半精及 精加工，因此生产率很高。
(4) 拉刀耐用度高，使用寿命长 由于拉削速度较低， 拉刀磨损慢，因此拉刀耐用度较高，同时，拉刀刀齿磨 钝后，还可磨几次。因此，有较长的使用寿命。
B
4
2.4.1.2拉刀类型
5-第五刀齿；6-第六刀齿
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综合式拉削集中了分层式拉削与轮切式拉削的优 点，即粗切齿和过渡齿制成轮切式结构，精切齿则 采用分层式结构。这样，既缩短了拉刀长度，保持 较高的生产率，又能获得较好的工件表面质量。
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B
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图2.4-2.4所示为综合式拉刀结构及拉削图形。粗切齿采取 不分组的轮切式拉刀结构，即第一个刀齿分段地切去第一层 金属的一半左右，第二个刀齿比第一个刀齿高出一个齿升量， 除了切去第二层金属的一半左右外，还切去第一个刀齿留下 的第一层金属的一半左右，因此，其切削厚度比第一刀齿的 切削厚度大一倍。后面的刀齿都 以同样顺序交错切削，起 到把粗切余量切完为止。第五齿和第六刀齿就按分层拉削工 作，但第五刀齿不仅要切除本圈的金属层，还要切除第四圈 中剩下的一半。精切刀齿齿升量较小，校正齿无升量。
d0j dmmax
对拉削后孔缩小时取“+”号；扩大时取“-”号。一般被加工孔
径问题大于校准齿直径，扩大量与收缩量都应通过试验确定，一
般在3～10μm 范围内。收缩现象常发生在拉削韧性金属或薄壁工
件时。
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2.4.3.3其他部分 1．头部
图2.4-14B 拉刀的头部
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2．拉刀的颈部与过渡锥
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按拉刀工作时受力方向的不同，可分为拉刀和推 刀。前者受拉力，后者受压力，考虑压杆稳定性， 推刀长径比应小于12。
按拉刀的结构不同，可分为整体式和组合式，采 用组合拉刀，不仅可以节省刀具材料，而且可以简 化拉刀的制造，并且当拉刀刀齿磨损或损坏后，能 够方便地进行调节及更换。整体式主要用于中小型 尺寸的高速钢整体式拉刀；装配式多用于大尺寸和 硬质合金组合拉刀。
≤0.1
花键拉刀
3°～ 4°
0.05 ～ 0.15
精切齿
后角 αo
2°～ 2.5°
刃带 bα1
0.05 ～0.2
1.5°
～2°
0.05 ～0.2
校准齿
后角 αo
刃带 bα1
1°～ 1.5°
0.3～ 0.5
0.5
键槽拉刀
0.2
2°～ 3°
0.2～
2°～ 2.5°
0.4
0.6
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7．分屑槽
图2.4-12 分层式拉刀常用的分屑槽
量最小，一般取0.005～0.025mm ，圆孔拉刀的过渡齿也是粗切齿
的后备齿。
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4．齿距p与刀齿的几何参数
图2.4-11 拉刀的齿距与容屑槽形式 a-曲线齿背型；b-加B 长齿距型；c-直线齿背型 23
工件材料
表2.4-1 拉刀前角
前 角γo
工件材料
前 角γo
结构钢
HB≤12.47
HB=12.48～ 222.4
拉削加工按拉刀和拉床的结构可分为内表面拉削、外表 面拉削等。内表拉削多用于加工工件上贯通的圆孔、多边形 也、花键孔、键槽及螺旋角较大的同螺纹等。从受力状态又 可分为拉削和推削。外表面拉削是指用拉刀加工工件外表面。 拉刀常制成组合式。
拉刀的类型拉刀按所加工表面的不同，可分为内拉刀和 外拉刀两类。内拉刀用于加工各种形状的内表面，常见的有 圆孔拉刀、花键拉刀、方孔拉刀和键槽拉刀等；外拉刀用于 加工各种形状的外表面。在生产中，内拉刀比外拉刀应用更 普遍。
(4) 前导部 用于引导拉刀的切削齿正确地进人工件孔，防止刀具进入工 件孔后发生歪斜，同时还可以检查预加工孔尺寸是否过小，以免拉刀的第
一个刀齿负荷过重而损坏。
(5) 切削部 担负切削工作，切除工件上全部的拉削余量，由粗切齿、过 渡齿和精切齿组成。
(6) 校准部 用以校正孔径、修光孔壁，以提高孔的加工精度和表面质量， 也可以作精切齿的后备齿。
综合轮切式拉刀刀齿的齿升量分布较合理，拉削过程较平 稳，加工表面质量高。它既缩短了拉刀长度，提高了生产率， 又能获得较好的加工质量。但综合轮切式拉刀的制造较困难。 我国生产的圆孔拉刀较多地采用这种结构。
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2.4.3圆孔拉刀设计 1．拉削余量A
图2.4-10 圆孔拉削余量
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2．拉削方式
采用不同的拉削方式，拉刀的结构也不同。圆孔拉 刀一般采用综合式，即粗切齿和过渡齿采用不分组 的轮切式结构，精切齿采用分层式。
拉削图形基本上分为分为分层式和分块式两大类， 分层式包括同廓式和渐成式两种；分块式常用的有 轮切式削
分层拉削是拉刀的刀齿把拉削余量一层一层地依次切去， 每个刀齿根据齿升量的多少切去一层余量。
分层式拉削的切削厚度（齿升量）小，所以拉削过程较 为平稳，拉削表面质量较高；但单位切削力大，需要的切 削齿数目多，拉刀较长，刀具的成本高，生产率低，且在 拉削有硬皮的铸、锻件时，拉刀的切削齿磨损较快。
3．齿升量af
B
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拉刀的齿升量af是指相邻两个刀齿(或者是两组刀齿)的半径差。
拉刀齿升量 af越大，切削齿数就越少，拉刀长度越短，拉削生产率
越高，刀齿成本相对较低。但齿升量af过大，则拉削力越大，影响
拉刀强度和机床负荷，同时拉刀使用寿命和加工质量降低。齿升量
af也不能太小，否则因为切削刃不是绝对锋利的，难以切下很薄的
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图2.4-13 轮切式拉刀的分屑槽
B
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8．切削齿的齿数与直径 切削齿的齿数包括粗切齿、过渡齿和精切齿。根据已选 定的拉削余量A和齿升量 af ，可按下式计算：
z A ( 3～5)
2af
求出的齿数要按四舍五入的原则进行圆整，一般过渡齿取3～5 个，精切齿取3～7个。其余为粗切齿。拉刀的第一个切削齿通 常没有齿升量，这是为了避免因拉削余量不均匀或金属内含有 杂质而承受过大的偶然负荷，而损坏刀齿。
度。校准齿的齿形与切削齿的相同。当粗切齿的齿距p>10mm，
～ 取 pj (0.6 0.8)p
当粗切齿的齿距p≤10mm时，为了制造方便，取
pj p
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3．校准齿的几何参数
校准齿的几何参数包括前角、后角和刃带宽度。由于校准 齿不起切削作用，只起修光作用，前角一般取0°～5°，有 时为了制造方便，常取的与切削齿相同。
2.4 拉刀
主要内容： 2.4.1 拉刀概述 2.4.2 拉削图形 2.4.3 圆孔拉刀的设计 2.4.4 拉刀的合理使用及刃磨
B
1
2.4.1.1拉削特点
图2-4-1 拉削的过程 1-工件；2-拉刀
B
2
拉削加工与其它切削加工方法相比较，具有以下特点。 (1) 拉床结构简单：拉削通常只有一个主运动（拉刀直 线运动），进给运动由拉刀刀齿的齿升量来完成，因此拉 床结构简单，操作方便。 (2) 加工精度与表面质量高： 一般拉床采用液压系统， 传动平稳；拉削速度较低，一般为0.04～0.2 m/s (约为2.5～ 12 m/min) ，不会产生积屑瘤，切削厚度很小,一般精切齿的 切削厚度为0.005～0.015mm ，因此拉削精度可达IT7、表面 粗糙度值Ra=2.5～0.88μm。