第16章 拉削与拉刀

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第16章 拉削与拉刀

发布日期:2024-04-09 来源:行业新闻

  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。