拉刀的拉削机械加工方法

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拉刀的拉削机械加工方法

发布日期:2023-12-15 来源:爱游戏体育平台app

  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。

  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。

  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征是: 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

  在生产中常由于拉刀结构和使用方面有一定的问题,而影响拉削质 量和拉刀常规使用的寿命,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。

  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。

  (4)拉削加工应用场景范围广 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,能够使用拉削加工完成. (5)拉床结构相对比较简单 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)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。

  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。

  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。

  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。

  为了更好的提高拉削的生产率,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上的质量,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。

  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。

  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上的质量高 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.

  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

  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。

  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。

  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。

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