当许用容屑系数【K】确定之后,根据切削厚度 可确定容屑槽深度h。容屑槽深度h用公式16.8计 算。P224。计算出的槽深结果应元整为稍大一级 的标准槽深h值。 6、选择几何参数 1)前角。拉刀前角应根据工件材料的性质选取, 其规律是材料的强度硬度低时前角选大些,切脆 性材料前角选小些。 特殊情况:单面齿拉刀(键槽拉刀、平面拉刀、 角度拉刀等)前角不超过15°否则刀齿容易扎入
三、综合式 粗切齿采用分块式拉削方式,精切齿采用成形式 拉削方式,即追求高的生产效率,有追求好的表 面质量。这就是所谓的综合式拉削方式。见图 16.15。 综合式特点:粗切齿齿升量大,圆弧分屑槽槽宽 略小于刃宽,前后刀齿分屑槽交错排列。 前一个刀齿分块切除圆周上金属层的一半,第二 个刀齿比前一个刀齿高出一个齿升量,该刀齿除 了切除第二层金属的一半以外,还要切除前一个
第二节 拉刀的结构 一、拉刀的组成部分 1、头部——与机床连接,传递运动和拉力。 2、颈部——头部与过渡锥之间的连接部分, 其长度与拉床有关,可供打拉刀标记。 3、过渡锥部——使拉刀容易进入工件孔中, 起对准中心的作用。 4、前导部——起导向和定心作用,防止拉刀 歪斜,并可检查拉削前孔径是否太小,以免 拉刀第一刀齿负荷太大而损坏。
因此,切削厚度大,切削宽度小,刀齿数量可减 少,拉刀长度可缩短,效率较高,表面粗糙度较 大。 分块式又称为轮切式,可以用三个刀齿为一组, 交错排列,分别切去同一层金属的一部分,可以 加大切削厚度,提高刀具使用寿命。 另外,圆弧分屑槽也不会产生加强筋。 采用圆弧形分屑槽,容易磨出槽底后角和侧刃后 角,有利于减轻刀具磨损,提高刀具使用寿命。 分块式拉削的已加工表面上的质量不如成形式好。
容屑槽和切屑的纵向截面积之比来表示,见图 16.19。 设计拉刀时,许用容屑系数【K】必须认真选择 其大小与工件材料性质、切削层截形和拉刀磨损 有关。 加工一般钢件【K】=2.5—5.5。 加工铸铁、青铜【K】=2—2.5。 【K】值的最终确定应根据《复杂刀具设计手册》 《切削用量手册》来合理选取。如选择不当会造 成拉刀拉断。所以一定要非常慎重。
图16。9 圆孔拉刀的结构 1-头部;2-颈部;3-过渡圆锥;4-前导部 5-切削部;6-校准部;7-后导部;8-尾部
1、切削角度 1)前角γo。根据工件材料选择。 2)后角αo。为使刀齿前刀面重磨之后,直径 变小较慢,以及延长拉刀的常规使用的寿命,拉刀的 后角应取较小值。 3)主偏角 r 主切削刃在基面的投影与进给 (齿升)方向之间的夹角在基面内测量。除成 形拉刀外,各种拉刀的主偏角多为90°。 , 4)副偏角 r 副切削刃在基面的投影与进给 (齿升)方向之间的夹角,在基面内测量 。
重磨前刀面,如后角取得大,刀齿直径就会减 小的很快,拉刀常规使用的寿命会显著缩短。因此, 内拉刀切削齿后角都选得很小,校准齿后角比 切削齿的更小,见表16.3。 特殊情况:当拉削弹性大的材料时,为减小切 削力,后角可取得较大些。 外拉刀的后角可取大些。 3)刃带宽度。拉刀各刀齿均留有刃带,以便于 制造拉刀时控制刀齿直径;校准齿的刃带还可 以保证沿前刀面重磨时刀齿直径不变。刃带宽 度见表16.3。
工件,使拉削表面上的质量下降,严重时会造成崩齿 或使拉刀刀齿折断。 小直径小齿距的拉刀,由于刃磨砂轮对前刀面的 干涉,前角值要小于15°。 高速拉削时,为防止拉削冲击而崩刃,前角要比 一般拉削小2°—5°。 校准齿前角应取小些,为制造方便,也可与切削 齿相同。前角的选取见表16.2。P224。 2)后角。拉削时切削厚度很小,按照切削原理 后角的选择原则,应取较大后角。但由于内拉刀
第一节 概述 一、拉削特点。拉削加工质量好,生产率高。拉 刀寿命长,并且拉床结构简单。但拉刀结构复杂, 制造比较麻烦,价格较高,因而多用于大批量和 大量生产的精加工。 拉削时,拉刀沿其轴线作等速直线运动,由于拉 刀的后一个(或一组)刀齿高出前一个(或一组)刀 齿,所以能够依次从工件上切下金属层,从而获 得所需的表面(如图16.1所示)。
拉床拉力的校核。3、绘制拉刀工作图等。 综合式圆孔拉刀工作图见下图。 一、工作部分的设计 主要考虑生产效率和加工质量。同时要控制拉刀制造成 本。 1、确定拉削图形 采用综合式拉削图形。 2、确定拉削余量 拉削余量应保证去除前道工序的加工误差和表面破坏层 的前提下,拉削余量尽量小的原则。 具体确定拉削余量应根据拉前孔的状态来定。
2、拉刀切削部分几何参数 1)齿升量——即切削部前、后刀齿(或组)高度 之差。 2)齿距——即两相邻刀齿之间的轴向距离。 3)容屑槽深度——从齿顶到容屑槽槽底的距离。 4)齿厚——从切削刃到齿背棱的轴向距离。 5)齿背角——齿背与切削平面的夹角。 6)刃带宽度——沿轴向测量的刀齿 =0°部分 o 的宽度。
较小或拉削韧性材料时采用。 3)加长齿背形。这种槽形底部由两段圆弧和一 段直线组成。当齿距P16mm时可选用。此槽形 容屑空间大,适用于拉刀长度大或带空刀槽的工 件。 容屑槽尺寸应满足容屑条件。由于切屑在容屑槽 里卷曲和填充不可能很紧密,为保证容屑,容屑 槽的有效容积必须大于切屑所占的体积,两者体 积之比称为容屑系数用K来表示。因此,K为1 的数值。 由于切屑在宽度方向变形很小,故容屑系数可用
刀齿没切掉的金属层,第二个刀齿留下的金属层 由第三个刀齿切除,如此交错地切下去。粗切齿 保持了分块式拉削的切削层厚度大宽度小的特点。
综合式精切齿采用成形式拉削,齿升量较小,以 保证加工表面质量。 在粗切齿和精切齿之间设计过度齿,其齿升量逐 渐减小,一般加工余量的80%以上部分由粗切齿 完成,其余部分由精切齿完成。 显然综合式拉削方式综合了上述两种拉削方式的 优点,拉刀短,生产率高,加工表面粗糙度小。 第四节 圆孔拉刀设计 圆孔拉刀设计的主要内容有:1、拉刀工作部分 和非工作部分结构参数的设计。2、拉刀强度和
二、拉刀的种类与用途 拉刀是一种高生产率、高精度的多齿刀具。由于 拉削加工方法应用广泛,拉刀的种类也很多。 1、按加工表面不同 可分为内拉刀和外拉刀。 前者用于加工如圆孔、方孔、花键孔等内表面; 后者用于加工平面、成形面等外表面。 2、按拉刀工作时受力方向的不同 可分为拉刀 和推刀。 3、按拉刀的结构 可分为整体式和组合式 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组合拉刀。
刃带用于在制造拉刀时控制刀齿直径,也为 了增加拉刀校准齿前刀面的可重磨次数,提 高拉刀常规使用的寿命,有了刃带,还可提高拉削 过程稳定性。 第三节 拉削图形 拉削图形是指拉刀从工件上切除余量的顺序 和方式。拉削图形也叫拉削方式。拉削图形 可分为分层式、分块式和综合式三种。 一、分层式 分层式一层层地切去拉削余量。
7、分屑槽。分屑槽的作用在于将切屑分割成较 小宽度的窄切屑,以便于切屑的卷曲、容纳和清 除。拉刀的分屑槽,前后刀齿上应交错磨出。 分层式拉削采用角度形分屑槽见图16.20。 分块式拉刀采用圆弧形分屑槽见图16.21。 综合式拉刀粗切齿、过渡齿采用圆弧形分屑槽, 精切齿采用角度形分屑槽。 设计分屑槽时应注意以下几点: 1)分屑槽的深度必须大于齿升量,否则不起分 屑作用。圆弧形分屑槽的槽宽应小于刀刃宽度。
分层式拉削方式又可分为成形式和渐成式两种。 成形式也称同廓式见图16.11。 1、成形式。特点:刀齿廓形与被加工表面相似, 最终尺寸由最后一个刀齿实现。每个刀齿都切除 一层金属,切削厚度小,切削宽度大,拉削力大, 拉刀长度长,效率较低,刀具常规使用的寿命长,切屑 不易排除,需开分屑槽。见图16.12。(a) 如果分屑槽开得不好,会使切屑上形成加强筋见 图16.12。(b)加强筋使切屑难以卷曲,同时需 要更大的容屑空间。成形式的表面粗糙度小,使 用比较普遍。
2、渐成式 渐成式拉削方式见图16.13。特点:渐成式拉刀 的刀齿廓形与工件最终形状不同,工件最终形状 和尺寸由各刀齿的副切削刃逐渐形成,刀齿可做 成圆弧或直线等简单形状,拉刀制造简单,表面 粗糙度较差。 二、分块式 分块式拉削图形见图16.14。 特点:分块式拉削时,工件的每层金属都由一组 刀齿切除,一组中的每个刀齿仅切除该层金属的 一部分,
按公式计算出的齿距应当元整为标准值。 齿距确定后,同时工作的刀齿数Ze可按公式 16.5计算P223。 过渡齿齿距与粗切齿相同;精切齿齿距可做成 粗切齿齿距的0.7倍;精切齿齿距与校准齿齿距 相同;当拉刀总长度允许时为了制造方便,也 可制成各齿齿距完全相等。齿距一般不规定公 差。 为提高拉削表面上的质量,避免拉削过程中产生周 期性振动,拉刀也可制成不等齿距。
5、确定容屑槽形状和尺寸 拉削属于封闭式切削,切下的切屑全部容纳在容 屑槽里,因此,容屑槽应当足够的大。 在保证拉刀强度的条件下,根据齿距可选用基本 槽形、深槽形、浅槽形,以适应容屑的不一样的需求。 常用的容屑槽形式见图16.18所示。 1)直线齿背型。这种槽形的齿背与前刀面均为 直线,与槽底圆弧圆滑过渡,其特点是:容屑空 间较小,形状简单,制造容易。 2)曲线齿背型。这种槽形有两段圆弧和前刀面 组成,容屑空间大,便于切屑卷曲。深槽或齿距
1)按经验公式计算 拉前孔为钻孔或扩孔时 按公式16.1。计算。 拉前孔为镗孔或铰孔时 按公式16.2。计算。 2)已知拉前孔直径和拉后孔直径时 可用拉前孔的最小值与拉后孔的最大值来计算拉 削余量。见公式16.3。 3)拉削余量也可以查表确定
3、确定齿升量 拉削余量确定后,齿升量越大,齿数就越小,拉 刀就越短,生产效率能大大的提升。但齿升量不能过 大,过大会拉断拉刀。 粗切齿、精切齿、过渡齿的齿升量各不相同,其 齿升量的确定见表16.1。P222。精切齿取小值, 粗切齿取大值,过渡齿的齿升量由粗切齿逐渐过 渡到精切齿。 最小齿升量的限制:由于刀刃钝圆半径的存在, 齿升量最小不能小过0.005mm。否则挤压严重。
2)分屑槽的两侧刃和底刃应有充足的后角。 3)分屑槽的槽数应保证切屑宽度合适,使切屑 易卷曲。为便于测量直径,分屑槽的槽数应取偶 数。 4)在拉刀最后一个精切齿上不做分屑槽。 拉削铸铁等脆性材料时,切屑呈崩碎状,也不必 做分屑槽。 分屑槽槽数和尺寸的具体数值可参考有关联的资料。 8、确定拉刀齿数和直径。 1)拉刀齿数。根据拉削余量和刀齿升量可估算
5、切削部——切除全部的加工余量,由粗切 齿、过渡齿和精切齿组成。 6、校准部——起校准和修光作用,并作为精 切齿的后备齿。
7、后导部——保持拉刀最后几个刀齿的正确位 置,防止拉刀即将离开工件时,工件下垂而损 坏已加工表面。 8、尾部——防止长而重的拉刀自重下垂,影响 加工质量和损坏刀齿。 圆孔拉刀的组成部分见下图。
4、确定齿距P 齿距大,同时工作的齿数就少,拉削平稳性就降 低,生产效率就降低。反之,齿距小,同时工作 的刀齿数就大,拉削平稳性好转,拉削力增加, 生产效率提高,拉刀强度受到威胁。 拉刀同时工作的齿数Ze=3—8为合适。 一般齿距可按经验公式计算。见公式16.4。 其中系数1.25—1.5用于分层式拉削。1.45—1.9用 于分块式拉削及带空刀槽孔的拉削。见图16.17。 被加工孔的长度大时系数宜取大值。