拉刀(用于拉削的成形刀具)

拉刀是用于拉削的成形刀具。刀具表面上有多排刀齿,各排刀齿的尺寸和形状从切入端至切出端依次增加和变化。当拉刀作拉削运动时,每个刀齿就从工件上切下一定厚度的金属,最终得到所要求的尺寸和形状。拉刀常用于成批和大量生产中加工圆孔、花键孔、键槽、平面和成形表面等,生产率很高。拉刀按加工表面部位的不同,分为内拉刀和外拉刀;按工作时受力方式的不同,分为拉刀和推刀。推刀常用于校准热处理后的型孔。

拉刀(用于拉削的成形刀具)

拉削方式

拉刀的结构和刀齿形状与拉削方式有关。拉削方式通常分为分层拉削和分块拉削两类。

前者又分成形式和渐成式;后者又分轮切式和综合轮切式。成形式拉刀各刀齿的廓形均与被加工表面的最终形状相似;渐成式拉刀的刀齿形状与工件形状不同,工件的形状是由各刀齿依次切削后逐渐形成。轮切式拉刀由多组刀齿组成,每组有几个直径相同的刀齿分别切去一层金属中的一段,各组刀齿轮换切去各层金属。综合轮切式拉刀的粗切齿采用轮切式,精切齿采用成形式。轮切式拉刀切削厚度较分层拉削的拉刀大得多,具有较高的生产率,但制造较难。

拉刀常用高速钢整体制造,也可做成组合式。硬质合金拉刀一般为组合式,因生产率高、寿命长,在汽车工业中常用于加工缸体和轴承盖等零件,但硬质合金拉刀制造困难。生产拉刀的工厂有很多如《哈尔滨第一工具厂》《上海工具厂》《汉江工具厂》《重庆工具厂》《温岭市开元工具厂》等;

表面缺陷

在拉削过程中,拉削表面常见的缺陷有以下几种:

划伤

加工表面粗糙度基本符合要求,但有局部划伤缺陷时,应主要从使用方面进行检查。例如,刀齿刃口是否有碰伤的缺口;刀齿(尤其是精切齿)上是否有附着的切屑未被清除干净;拉刀经过多次刃磨后容屑槽的形状是否造成不光滑的台阶形,以致使切屑卷曲不顺利而挤坏.刀齿和划伤加工表面等。此外,预加工孔的表面上若有氧化皮,也可能碰伤刀齿而造成局部划伤缺陷。

挤亮点

是由于刀齿后刀面与已加工表面间产生较剧烈的挤压摩擦而造成的。常用选择合适的后角(尤其是粗切齿的后角不应太小)和齿升量;采用性能良好的切削液,并需浇注充足,以及采取对硬度高的工件进行适当的热处理以降低其硬度等方法来消除这种缺陷。拉削后的表面上还会产生一些其它缺陷。

环状波纹

其主要原因是拉削过程中切削力变化较大,拉刀工作不平稳,

使刀齿在圆周方向切削不均匀所致。为了消除这种缺陷,从设计方面主要检查齿升量的选定是否合理;同时工作齿数是否太少;刃带宽度是否均匀且偏小等,尤其要着重检查校准部的前七八个刀齿的加工精度。从使用方面看,拉削速度不要过高;拉床的精度与刚度要好,不产生颤动现象;拉刀的弯曲与径向跳动是否超差等。

拉刀刃磨

拉刀的磨损主要发生在后刀面上,龙其是在分屑槽的转角处更为严重。一般磨损量VB超过0.3mm时需重磨。重磨时,一般在专用磨床上进行,如M6110型拉刀刃磨机床,对于较为短小的拉刀,也可在万能工具磨床用碟形砂轮沿前刀面进行刃磨。刃磨时应保持拉刀设计前角不变和达到预定的表面质量要求。

用弧线球面砂轮刃磨拉刀前刀面,是广泛采用的刃磨圆孔拉刀的方法。碟形砂轮与拉刀绕各自的轴线转动,并使砂轮的周边与前刀面上的点接触,点为前刀面与槽底圆弧的切点。

分类

由于拉削加工方法应用广泛,拉刀的种类也很多。按受力不同可分为拉刀和推刀。按加工工件的表面不同可分为内拉刀和外拉刀。

内拉刀是用于加工工件内表面的,常见的有圆孔拉刀、键槽拉刀及花键拉刀等。

外拉刀是用于加工工件外表面的,如平面拉刀、成形表面拉刀及齿轮拉刀等。

按拉刀构造不同,可分为整体式与组合式两类。整体式主要用于中、小型尺寸的高速钢拉刀;组合式主要用于大尺寸拉刀和硬质合金拉刀,这样不仅可以节省贵重的刀具材料,而且当拉刀刀齿磨损或破损后,能够更换,延长整个拉刀的使用寿命。

特点

⑴生产效率高:拉削时刀具同时工作齿数多,切削刃总长厚大,拉刀刀齿又分为力粗切齿、精切齿和校准齿,一次行程便能够完成粗、精加工,尤其是加工形状特殊的内外表面时,更能显示拉削的有点。

⑵加工精度与表面质量高:一般拉削速度vc=2m/min~8m/min,拉削平稳,切削层厚度很薄(一般精切齿的切削层厚度为0.005mm~0.015mm),因此拉削精度可以达到IT7级~IT8级,表面粗糙度Ra值可达2.5μm~0.8μm,甚至可达0.2μm。

⑶拉刀耐用度高:由于拉削速度慢,切削温度低,且每个刀齿在工作行程中只切削一次,刀具磨损慢,因此拉刀的耐用度高。

⑷拉床结构简单:由于拉削一般只有主运动,无进给运动,因此,拉床结构简单,操作容易。

⑸切削条件差:拉削属于封闭式切削,切削困难,因此,在设计和使用时必须保证拉刀切削齿间有足够的容屑空间。拉刀工作时拉削力以几万年至几十万年计,任何切削方法均无如此大的切削力,设计时必须考虑。

⑹加工范围广:可拉削各种形状的通孔和外表面,但拉刀的设计、制造复杂,价格昂贵,不适合单件小批量生产。

种类

拉刀的种类很多,可按不同方法分类。按拉刀的结构可分为整体拉刀和组合拉刀。前者主要用于中小型高速钢拉刀,后者用于大尺寸和硬质合金拉刀,这样可节省贵重的刀具材料和便于更换不能继续工作的刀齿。按加工表面可分为内拉刀和外拉刀,按受力方式又可分为拉刀和推刀。

⑴内拉刀:内拉刀用于加工内表面,内拉刀加工工件的预制孔通常呈圆形,经各齿拉削,逐渐加工出所需内表面形状。键槽拉刀拉削时,为保证键槽在孔中位置的精度,将工件套在导向心轴上定位,拉刀与心轴槽配合并在槽中移动。槽底面上可放垫片,用于调节所位键槽深度和补偿拉刀重磨后刀齿高度的变化量。

⑵外拉刀:外拉刀用于加工工件外表面。大部分外拉刀采用组合式结构,其刀体结构主要取决于/n拉床形式,为便于刀齿的制造,一般做成长度不大的刀块。为了提高生产效率,也可以采用拉刀固定不动,被加工工件装在链式传动带的随行夹具上作连续运动而进行拉削。生产中有时还采用回转拉刀。

⑶推刀:拉刀一般是在拉应力状态下工作,如在压应力状态下工作则被称为推刀。为避免推刀在工作中弯曲,推刀齿数一般较少,长度也较短(其长度与直径比一般不超过12~15)。主要用于加工余量较小,或者校正经热处理(硬度小于45HRC)后工件的变形和孔缩。

结构组成

拉刀的组成部分:拉刀的种类虽然多,刀齿形状各异,结构也各不相同,但它们的组成部分仍有共同之处,在此以圆孔拉刀为例加以说明。

⑴柄部:由拉床的夹头夹住,传递拉力,带动拉刀运动。

⑵颈部:用来连接柄部与其后各部分,便于柄部穿过拉床的挡壁,其长度与机床结构有关,也是打标记的地方。

⑶过渡锥:引导拉刀逐渐进入工件孔中,并起对准中心的作用。

⑷前导部:前导部用于导向、防止拉刀进入工件孔后发生偏斜,并可检查拉前预制孔尺寸是否符合要求。

⑸切削部:担负。

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