单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第,9,章 拉刀,9.1,概述,拉削特点,图,9-1,拉削的过程,1-,工件；,2-,拉刀,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)加工精度与外表质量高 一般拉床采用液压系统，传动平稳；拉削速度较低，一般为0.040.2 m/s(约为2.512 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0.0050.015mm，因此拉削精度可达IT7、外表粗糙度值Ra=2.50.88m。,(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。,拉刀类型,拉削加工按拉刀和拉床的结构可分为内外表拉削、外外表拉削等。内表拉削多用于加工工件上贯穿的圆孔、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。外外表拉削是指用拉刀加工工件外外表。拉刀常制成组合式。,拉刀的类型拉刀按所加工外表的不同，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外表，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外表。在生产中，内拉刀比外拉刀应用更普遍。,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。,拉刀可以用来加工各种截面形状的通孔、直线或曲线的外外表。图9-2所示为拉削加工的典型工件截面形状。,图9-2 拉削加工的各种内外外表,拉刀的结构,图,9-3,圆孔拉刀的组成,(1)头部 拉刀与机床的联接局部，用以夹持拉刀、传递动力。,(2)颈部 头都与过渡锥之间的联接局部，此处可以打标记(拉刀的材料、尺寸规格等)。,(3)过渡局部 颈部与前导局部之间的锥度局部，起对准中心的作用；使拉刀易于进人工件孔。,(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外表质量，也可以作精切齿的后备齿。,(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外表和刀齿。,(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。,9.2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、工件外表质量、生产率和制造本钱等。,拉削图形根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。,分层式拉削,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，拉削外表质量较高；但单位切削力大，需要的切削齿数目多，拉刀较长，刀具的本钱高，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。,分层式拉削又可分为两小类。,同廓式拉削法 按如图9-4所示同廓式拉削法设计的拉刀，各刀齿的廓形与被加工外表的最终形状一样。,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9-5所示的交错分布的窄的分屑槽。采用这种拉削方式能到达较小的外表祖糙度值。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，刀具本钱高，生产率低，并且不适于加工带硬皮的工件。,但同廓拉削的拉刀加工平面、圆孔和形状简单的成形外表时，刀齿廓形简单，容易制造，并且能获得较好的加工外表，因而一般也常采用。但其它形状的廓形制造时比较困难。,(2)渐成式拉削法 按如图9-6所示渐成式拉削法设计的拉刀，刀齿廓形与被拉削外表的形状不同，被加工外表的最终形状和尺寸是由各刀齿切出的外表连接而成。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外表上可能出现副切削刃的交接痕迹，因此加工出的工件外表质量较差。键槽、花键槽及多边孔常采用这种拉削方式加工。,图,9-4,成形式拉削图形,图,9-5,同廓拉削拉刀的分屑槽,图,9-6,渐成式拉削图形,分块式拉削,图,9-7,分快式拉刀外形,图,9-8,轮切式拉刀截形及拉削图形,综合式拉削,图,9-9,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；,5-,第五刀齿；,6-,第六刀齿,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，精切齿那么采用分层式结构。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外表质量。,图9-9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。,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，加工外表质量高。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。,9.3,圆孔拉刀设计,1拉削余量A,图,9-10,圆孔拉削余量,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。,3齿升量af,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，刀齿本钱相对较低。但齿升量af过大，那么拉削力越大，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，否那么因为切削刃不是绝对锋利的，难以切下很薄的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外表质量，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3/52/5，精切齿的齿升量最小，一般取0.0050.025mm，圆孔拉刀的过渡齿也是粗切齿的后备齿。,4齿距p与刀齿的几何参数,图,9-11,拉刀的齿距与容屑槽形式,a-,曲线齿背型；,b-,加长齿距型；,c-,直线齿背型,表,9-1,拉刀前角,工 件 材 料,前 角,o,工 件 材 料,前 角,o,结构钢,HB197,16,18,可锻铸铁,10,HB=198,229,15,铝及其合金、巴氏合金、紫铜,20,HB229,10,12,不锈钢、耐热奥氏体钢,20,一般黄铜,10,灰铸铁,HB180,10,青铜、黄铜,5,HB180,5,粉末冶金及铁石墨材料,15,表,9-2,拉刀后角与刃带,拉刀类型,粗切齿,精切齿,校准齿,后角,o,刃带,b,1,后角,o,刃带,b,1,后角,o,刃带,b,1,圆孔拉刀,3,4,0.1,2,2.5,0.05,0.2,1,1.5,0.3,0.5,花键拉刀,0.05,0.15,1.5,2,0.05,0.2,0.5,键槽拉刀,0.2,2,3,0.2,0.4,2,2.5,0.6,7分屑槽,图,9-12,分层式拉刀常用的分屑槽,图,9-13,轮切式拉刀的分屑槽,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,a,f,，可按下式计算：,求出的齿数要按四舍五入的原那么进行圆整，一般过渡齿取35个，精切齿取37个。其余为粗切齿。拉刀的第一个切削齿通常没有齿升量，这是为了防止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。,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。,校准部,1校准齿的齿数,孔的加工精度,H7,H9,H11,H12,H13,校准齿齿数,5,7,3,4,2,3,2齿距pj,由于校准齿只起修光作用，其齿距,p,j,可以短些，以缩短拉刀长度。校准齿的齿形与切削齿的相同。当粗切齿的齿距,p10mm,，取,当,粗切齿的齿距,p10mm,时，为了制造方便，取,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。,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,9-2,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,9-2,所示。,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,d,oj,应取工件孔的最大尺寸,d,mmax,。还应考虑到拉孔后孔径可能产生的扩大或缩小,，因此校准齿的直径应取为：,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310m 范围内。收缩现象常发生在拉削韧性金属或薄壁工件时。,其他局部,1头部,图,9-14,拉刀的头部,2拉刀的颈部与过渡锥,图,9-15,拉刀颈部长度的计算,1-,拉刀；,2-,工件；,3-,法兰盘；,4-,挡壁；,5-,卡头,拉刀颈部的直径D2通常比头部直径Dl小0.51 mm，也可以将头部和颈部一次磨出，那么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，法兰盘突出局部厚度l3 及间隙 l 等有关数值。颈部长度l1应满足以下条件：,3拉刀的后导部与尾部,后导部的长度可取为工件长度的1/22/3，但不得20mm。当拉削有空刀槽的内外表时，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。,当拉刀用于实现工作行程和返回行程的自动循环时，需要有尾部结构，尾部设置在拉刀后导部的后边。尾部直径据拉床拖架确定。为了便于制造，一般制成与后导部直径相等。其长度不得小2025mm。,4拉刀的总长,拉刀总长度是拉刀所有组成局部长度的总和，即：,拉刀强度及拉床拉力校验,1计算拉削力,对于综合式圆孔拉刀,2,拉刀强度验算,拉削时产生的拉应力,要小于拉刀材料的许用应力,，即：,式中,A,min,一 拉刀的危险断面面积,(m,2,),，危险断面一般在第一个切削齿的容屑槽处或在头部；,一 拉刀材料的许用应力,(Mpa),，对高速钢,=343,392Mpa,；对于合金钢,=245Mpa,。,3,拉床拉力校验,拉床新旧