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齒,各排刀齒的尺寸和形狀從切入端至切出端依次增加和變化。當(dāng)拉刀作拉削運(yùn)動時,每個刀齒就從工件上切下一定厚度的金屬,最終得到所要求的尺寸和形狀。拉刀常用于成批和大量生產(chǎn)中加工圓孔、花鍵孔、鍵槽、平面和成形表面等,生產(chǎn)率很高。拉刀按加工表面部位的不同,分為內(nèi)拉刀和外拉刀;按工作時受力方式的不同,分為拉刀和推刀。推刀常用于校準(zhǔn)熱處理后的型孔。

拉削方式
拉刀的結(jié)構(gòu)和刀齒形狀與拉削方式有關(guān)。拉削方式通常分為分層拉削和分塊拉削兩類。
前者又分成形式和漸成式;后者又分輪切式和綜合輪切式。成形式拉刀各刀齒的廓形均與被加工表面的最終形狀相似;漸成式拉刀的刀齒形狀與工件形狀不同,工件的形狀是由各刀齒依次切削后逐漸形成。輪切式拉刀由多組刀齒組成,每組有幾個直徑相同的刀齒分別切去一層金屬中的一段,各組刀齒輪換切去各層金屬。綜合輪切式拉刀的粗切齒采用輪切式,精切齒采用成形式。輪切式拉刀切削厚度較分層拉削的拉刀大得多,具有較高的生產(chǎn)率,但制造較難。
拉刀常用高速鋼整體制造,也可做成組合式。硬質(zhì)合金拉刀一般為組合式,因生產(chǎn)率高、壽命長,在汽車工業(yè)中常用于加工缸體和軸承蓋等零件,但硬質(zhì)合金拉刀制造困難。生產(chǎn)拉刀的工廠有很多如《哈爾濱第一工具廠》《上海工具廠》《漢江工具廠》《重慶工具廠》《溫嶺市開元工具廠》等;
表面缺陷
在拉削過程中,拉削表面常見的缺陷有以下幾種:
劃傷
加工表面粗糙度基本符合要求,但有局部劃傷缺陷時,應(yīng)主要從使用方面進(jìn)行檢查。例如,刀齒刃口是否有碰傷的缺口;刀齒(尤其是精切齒)上是否有附著的切屑未被清除干凈;拉刀經(jīng)過多次刃磨后容屑槽的形狀是否造成不光滑的臺階形,以致使切屑卷曲不順利而擠壞.刀齒和劃傷加工表面等。此外,預(yù)加工孔的表面上若有氧化皮,也可能碰傷刀齒而造成局部劃傷缺陷。
擠亮點(diǎn)
是由于刀齒后刀面與已加工表面間產(chǎn)生較劇烈的擠壓摩擦而造成的。常用選擇合適的后角(尤其是粗切齒的后角不應(yīng)太?。┖妄X升量;采用性能良好的切削液,并需澆注充足,以及采取對硬度高的工件進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚硪越档推溆捕鹊确椒▉硐@種缺陷。拉削后的表面上還會產(chǎn)生一些其它缺陷。
環(huán)狀波紋
其主要原因是拉削過程中切削力變化較大,拉刀工作不平穩(wěn),
使刀齒在圓周方向切削不均勻所致。為了消除這種缺陷,從設(shè)計(jì)方面主要檢查齒升量的選定是否合理;同時工作齒數(shù)是否太少;刃帶寬度是否均勻且偏小等,尤其要著重檢查校準(zhǔn)部的前七八個刀齒的加工精度。從使用方面看,拉削速度不要過高;拉床的精度與剛度要好,不產(chǎn)生顫動現(xiàn)象;拉刀的彎曲與徑向跳動是否超差等。
拉刀刃磨
拉刀的磨損主要發(fā)生在后刀面上,龍其是在分屑槽的轉(zhuǎn)角處更為嚴(yán)重。一般磨損量VB超過0.3mm時需重磨。重磨時,一般在專用磨床上進(jìn)行,如M6110型拉刀刃磨機(jī)床,對于較為短小的拉刀,也可在萬能工具磨床用碟形砂輪沿前刀面進(jìn)行刃磨。刃磨時應(yīng)保持拉刀設(shè)計(jì)前角不變和達(dá)到預(yù)定的表面質(zhì)量要求。
用弧線球面砂輪刃磨拉刀前刀面,是廣泛采用的刃磨圓孔拉刀的方法。碟形砂輪與拉刀繞各自的軸線轉(zhuǎn)動,并使砂輪的周邊與前刀面上的點(diǎn)接觸,點(diǎn)為前刀面與槽底圓弧的切點(diǎn)。
分類
由于拉削加工方法應(yīng)用廣泛,拉刀的種類也很多。按受力不同可分為拉刀和推刀。按加工工件的表面不同可分為內(nèi)拉刀和外拉刀。
內(nèi)拉刀是用于加工工件內(nèi)表面的,常見的有圓孔拉刀、鍵槽拉刀及花鍵拉刀等。
外拉刀是用于加工工件外表面的,如平面拉刀、成形表面拉刀及齒輪拉刀等。
按拉刀構(gòu)造不同,可分為整體式與組合式兩類。整體式主要用于中、小型尺寸的高速鋼拉刀;組合式主要用于大尺寸拉刀和硬質(zhì)合金拉刀,這樣不僅可以節(jié)省貴重的刀具材料,而且當(dāng)拉刀刀齒磨損或破損后,能夠更換,延長整個拉刀的使用壽命。
特點(diǎn)
⑴生產(chǎn)效率高:拉削時刀具同時工作齒數(shù)多,切削刃總長厚大,拉刀刀齒又分為力粗切齒、精切齒和校準(zhǔn)齒,一次行程便能夠完成粗、精加工,尤其是加工形狀特殊的內(nèi)外表面時,更能顯示拉削的有點(diǎn)。
⑵加工精度與表面質(zhì)量高:一般拉削速度vc=2m/min~8m/min,拉削平穩(wěn),切削層厚度很?。ㄒ话憔旋X的切削層厚度為0.005mm~0.015mm),因此拉削精度可以達(dá)到IT7級~IT8級,表面粗糙度Ra值可達(dá)2.5μm~0.8μm,甚至可達(dá)0.2μm。
⑶拉刀耐用度高:由于拉削速度慢,切削溫度低,且每個刀齒在工作行程中只切削一次,刀具磨損慢,因此拉刀的耐用度高。
⑷拉床結(jié)構(gòu)簡單:由于拉削一般只有主運(yùn)動,無進(jìn)給運(yùn)動,因此,拉床結(jié)構(gòu)簡單,操作容易。
⑸切削條件差:拉削屬于封閉式切削,切削困難,因此,在設(shè)計(jì)和使用時必須保證拉刀切削齒間有足夠的容屑空間。拉刀工作時拉削力以幾萬年至幾十萬年計(jì),任何切削方法均無如此大的切削力,設(shè)計(jì)時必須考慮。
⑹加工范圍廣:可拉削各種形狀的通孔和外表面,但拉刀的設(shè)計(jì)、制造復(fù)雜,價格昂貴,不適合單件小批量生產(chǎn)。
種類
拉刀的種類很多,可按不同方法分類。按拉刀的結(jié)構(gòu)可分為整體拉刀和組合拉刀。前者主要用于中小型高速鋼拉刀,后者用于大尺寸和硬質(zhì)合金拉刀,這樣可節(jié)省貴重的刀具材料和便于更換不能繼續(xù)工作的刀齒。按加工表面可分為內(nèi)拉刀和外拉刀,按受力方式又可分為拉刀和推刀。
⑴內(nèi)拉刀:內(nèi)拉刀用于加工內(nèi)表面,內(nèi)拉刀加工工件的預(yù)制孔通常呈圓形,經(jīng)各齒拉削,逐漸加工出所需內(nèi)表面形狀。鍵槽拉刀拉削時,為保證鍵槽在孔中位置的精度,將工件套在導(dǎo)向心軸上定位,拉刀與心軸槽配合并在槽中移動。槽底面上可放墊片,用于調(diào)節(jié)所位鍵槽深度和補(bǔ)償拉刀重磨后刀齒高度的變化量。
⑵外拉刀:外拉刀用于加工工件外表面。大部分外拉刀采用組合式結(jié)構(gòu),其刀體結(jié)構(gòu)主要取決于拉床形式,為便于刀齒的制造,一般做成長度不大的刀塊。為了提高生產(chǎn)效率,也可以采用拉刀固定不動,被加工工件裝在鏈?zhǔn)絺鲃訋У碾S行夾具上作連續(xù)運(yùn)動而進(jìn)行拉削。生產(chǎn)中有時還采用回轉(zhuǎn)拉刀。
⑶推刀:拉刀一般是在拉應(yīng)力狀態(tài)下工作,如在壓應(yīng)力狀態(tài)下工作則被稱為推刀。為避免推刀在工作中彎曲,推刀齒數(shù)一般較少,長度也較短(其長度與直徑比一般不超過12~15。主要用于加工余量較小,或者校正經(jīng)熱處理(硬度小于45HRC)后工件的變形和孔縮。
結(jié)構(gòu)組成
拉刀的組成部分:拉刀的種類雖然多,刀齒形狀各異,結(jié)構(gòu)也各不相同,但它們的組成部分仍有共同之處,在此以圓孔拉刀為例加以說明。
⑴柄部:由拉床的夾頭夾住,傳遞拉力,帶動拉刀運(yùn)動。
⑵頸部:用來連接柄部與其后各部分,便于柄部穿過拉床的擋壁,其長度與機(jī)床結(jié)構(gòu)有關(guān),也是打標(biāo)記的地方。
⑶過渡錐:引導(dǎo)拉刀逐漸進(jìn)入工件孔中,并起對準(zhǔn)中心的作用。
⑷前導(dǎo)部:前導(dǎo)部用于導(dǎo)向、防止拉刀進(jìn)入工件孔后發(fā)生偏斜,并可檢查拉前預(yù)制孔尺寸是否符合要求。
⑸切削部:擔(dān)負(fù)。
