拉刀拉孔缺陷及消除方法

1、拉 孔 缺 陷 及 消 除 方 法 作者赵统钧2.1.1 拉削表面产生鳞刺（ 1）现象：在工件拉出端表面上有鳞片状毛刺，严重影响表面粗糙度，有时增大到Ra25/um。（ 2）解决途径1 ）采用低于2 m/min 或高于 5 m/min 的拉削速度试拉。2 ）采用较小的齿升量。3）适当增加前角。4）改变材料热处理状态，对低碳钢增加其硬度，中碳钢应降低其硬度等。5 ）使用极压切削液，尤其是以含氮的极压切削剂效果最好。2.1.2 拉削表面有深浅不一、宽窄不均的犁沟状划痕，最深可达100um.。（ 1 ）原因：拉刀切削刃上有积屑瘤，因积屑瘤的形状和高度不断在改变，所以划痕呈不规则状。（ 2）解决途径1

2、 ）在拉削速度、齿升量、前角、工件材料热处理和拉削液等方面采取与抑制鳞刺的相关措施。2）提高拉刀制造精度，保证拉刀前、后刀面有较小的表面粗糙度参数值。分屑槽应有后角。2.1.3 贯通整个拉削表面的条状划痕（ 1 ）原因：校准齿切削刃有崩刃，或后导部表面有磕、碰痕迹，造成局部突起。（ 2）解决途径：在拉刀制造、运输、保管和使用过程中都有轻拿轻放，防止和周围的硬物发生碰撞。如果发现拉刀有崩刃和磕、碰痕迹，可用油石仔细修整，严重的应重磨外圆、前刃面，。2.1.4 环形波纹通常环形波纹有两组，同组的环形波纹间距为一个齿距，异组之间的距离随拉削长度而改变。环形波纹对表面粗糙度约有几个微米的影响，而对表面

3、波纹度有1020 um. 的影响。（ 1 ）原因：刀齿周期性地切入、切出，引起拉削力和拉削速度周期性变化，造成工件表面周期性弹性变形所致。（ 2）解决途径1 ）增加同时工作齿数，使一个刀齿切出、切入引起的力和速度的变化所占比例减小。同时工作齿数与表面粗糙度的关系见后（附表1） 。2）减小齿升量。3）增大拉刀前角。4）适当增大后角和刃带宽度。5）采用不等齿距。6）使用刚性大的拉床。2.1.5 表面“啃刀”痕迹拉削圆孔时，局部表面有时出现“啃刀”痕迹。它可能在一侧，也可能在整个圆周上。 “啃刀”痕迹对表面粗糙度有较大的影响。（ 1 ）原因：拉刀弯曲度（径向跳动）超差、刀齿圆周上锋利程度不同，或外圆

4、刃带宽度不一致。（ 2）解决途径：检查拉刀弯曲度、刀齿锋利程度和刃带宽度的一致性，对拉刀进行校直或修磨。6 其他原因造成的拉削表面粗糙度增大。如果拉削表面消除了鳞刺、积屑瘤、划痕、环形波纹及啃刀等原因外，加工表面粗糙度仍然较大时，应对所用的拉床、夹具、拉刀和操作情况等具体情况进行分析。例如：1 ）拉圆孔时，如果拉刀过渡齿和精切齿齿数过少，也会造成表面粗糙度增大。2）拉圆孔时最后一个精切齿因为不开分屑沟，当齿升量大于0.01mm时，出现环形切屑，齿升量为 0.0085mm 时，切屑成半环状。当出现环状和半环状切屑时，卷屑排屑不畅，使加工表面粗糙度增大。但当齿升量为0.003mm时，出现不能正常切

5、屑的挤压状态，表面粗糙度也增大。所以应严格控制圆孔刀最后一个精切齿的齿升量，使其在（） mm间，校准齿的一致性0.005mmb3）采用渐成式拉刀加工键槽及其他孔、槽时，由于切成槽侧面的切削刃没有偏角和后角，摩擦严重，使表面粗糙度增大。通过保持刀齿锋利、减小齿升量和保证分屑槽宽度等措施可使表面粗糙度有所减少，但对韧性大的材料，这些措施的效果不大，应采用阶梯渐成式拉刀。对要求高的工件，应采用成形式拉刀最后进行精拉。4）用以润滑为主的切削液代替以冷却为主的切削液，并采取较低的拉削速度，对减小表面粗糙度有明显效果。拉削精度达不到要求2.2.1 工件内孔尺寸超差（ 1 ）孔扩现象：新拉刀或新刃磨的拉刀常

6、发生孔扩现象。这是由于刃磨前刀面时产生的毛刺在拉削时倒向后刀面，增大了拉刀实际直径。毛刺对直径的影响一般为（） mm有时也可达到（） mm解决途径：为提高前刀面刃磨质量，在刃磨后刀面前先予磨前刀面，将前刀面的精磨余量减少到最小；刃磨前刀面时进给要轻缓；刃磨之后进行适当研磨；新拉刀或新刃磨的拉刀先拉削一次铸铁制件，可消除大部分毛刺。（ 2）孔缩现象：圆拉刀消除毛刺以后，在拉削韧性材料时（如45、 40Cr、 18CrMnTi 钢等） ，有孔缩现象，拉削薄壁工件时也有孔缩现象。孔缩量随情况不同而有较大的差异，最大可达到。1 ）原因径向拉削力使工件内孔产生弹性涨大变形，拉刀通过后，工件弹性恢复。2）

7、解决途径a. 通过实验找出孔缩量数值，适当修改拉刀校准齿尺寸。b. 保持切削刃锋利、增大前角、减少齿升量、提高拉削速度和采用润滑性能好的切削液均能减少径向拉削力，有利于减小孔缩量。c. 对薄壁零件尽可能先拉孔、后加工外表面，尽量减少拉削时工件的薄壁状况。2.2.2 工件孔形畸变（ 1 ）圆孔呈椭圆形，正多边形孔呈不等边多边形1 ）原因：拉刀下垂或偏斜见附图1（图 1 ） , 工件基准面与预制孔不垂直见附图1（图2） , 或在工件基准面和夹具定位面之间有异物见附图1（图 3） ，都会造成拉刀轴线和工件基准面不垂直，使孔形畸变。2）解决途径：保持拉刀的正确工作位置，保持工件基准面与预制孔的垂直度，

8、保持工件及夹具端面的清洁，平整。（ 2）拉削工件外表面时，廓形畸变1 ）原因：带黑皮的毛坯夹固不牢，拉削过程中移动，夹紧力过大时又造成工件变形。2）解决途径：提高工件刚度，采用渐成式拉刀，粗、精拉削在不同工位进行。（ 3）端面或轴截面孔形畸变薄壁工件壁后不一致时，在端面中孔形畸变见附图2（图5） , 或在轴截面中孔形畸变见附图2（图4、 6、 7） 。解决途径：减少齿升量，减少同时工作齿数，在工艺上先拉孔，后加工薄壁，利用夹具加强薄壁部分等。（ 4）薄板工件内孔成锥形孔1 ）原因：拉削时工件绕曲，弹性恢复后，进刀一测孔径变大，出刀一测孔径变小。2）解决途径：保持拉刀锋利，加大前角，减少刃带宽度

9、。2.2.3 孔位置偏移孔位置偏移情况见附图3（图8、 9、 10） 。孔形位置偏移的原因和解决途径如下：1) 预制孔和拉刀前导部间隙过大。拉键槽时，预制孔和导套的间隙过大。解决途径是严格控制制造精度，保证要求的配合间隙。2) )拉刀柄部和机床卡头配合不良，安装不当，使拉刀倾斜。解决途径是保证卡头和柄部的良好配合，使用滑动支架支撑拉刀尾部。3) 圆拉刀直径两边锋利程度不同，拉刀向径向力较小的一侧偏移。解决途径是刃磨前刀面时要仔细操作。对弯曲的拉刀要校直后再刃磨。4) 拉削花键孔时不拉圆孔，由于小径和拉刀前导部间隙大而是花键位置偏移。最好使用内孔花键复合拉刀一次拉出大、小径。此外，应用避免拉刀弯

10、曲。5) 工件材料硬度不均匀，拉刀偏向硬度较低的一侧。因此，在热处理工艺上应保证工件硬度均匀一致。6) 拉削时，切削液仅浇注拉刀的一侧，该侧切削力小，拉刀会向切削力小的一侧偏移。因此，要保证切削液充分的浇注到各方向上。7) 拉刀本身精度不高，拉刀型面偏离理论中心，因此应更换新的合格的拉刀。 拉刀寿命低 通常拉刀重磨一次可以拉削数百个以上的工件，整个拉刀可重磨数次到数十次。拉刀寿命低时，可比正常情况差数十倍。拉刀严重磨损时，可能即将报废。 拉刀寿命低的主要原因有：(1)拉刀材料不合适硬度为63-66HRC的普通高速钢拉刀，只能加工硬度低于 250HBs的工件。工件硬度高于 250HBs最好采用硬

11、度高于 67HRC的高性能高速钢制造拉刀，或对拉刀进行氮化钛涂 层或渗氮处理。8) 2)齿升量不当，拉削一般材料时，齿升量过大，或齿升量不均匀，都会缩短拉刀寿命，因为切削负荷大的刀齿很快磨损，导致下一个刀齿也很快磨损。但拉削不锈钢时，因其有() mm勺冷硬层，采用齿升量() mm寸，拉刀磨损反而减小。拉削钛合金时，将齿升量由 0.05mm增加到0.1mm,使且 学人避开冷硬层，效果良好。拉刀多次重磨后，齿升量会不均匀，必要时，需重磨拉刀刀面，以校正 各刀齿屑。刀齿刃带过宽也会降低拉刀寿命。(3)刀齿硬度不够拉刀刀齿硬度达不到规定的硬度下限63HRCM,拉刀寿命会明显降低。要求必须有正确的工艺和

12、严格的管理。在拉削时发现拉刀的硬度不够时，将难以补救。( 4)刀刃退火刃磨拉刀时，砂轮在刀齿前刀面上连续靠磨，接触面又大，温度升高较快，刀刃容易过热退火，造成拉刀寿命下降。正确的刃磨应该轻上刀、小进给，尽量减少磨去量。(5 )工件材料有硬质点普通铸铁、合金铸铁等脆性材料中容易有硬质点，这些硬质点甚至比拉刀硬度还要高，对拉刀寿命影响很大，因此，最好选用含杂质少的工件材料。( 6) 拉削速度过高拉削速度过高会使拉刀寿命迅速降低。对于内表面拉削，由于系统刚性较差，还会使刀齿受到更大的冲击，拉削加工属封闭式切削，刀齿瞬间产生很高的切削热，且得不到及时冷却，导致各种不正常损坏，拉刀寿命明显降低，而且造成

13、崩齿、断裂等，。( 7) 切削液选择或浇注方式不当切削液对保证拉刀寿命致关重要，并且对加工表面粗糙度和加工精度都有影响，必须予以充分注意。( 8) 震动：拉削时如有震动，将导致拉刀急剧磨损或损坏，因此，应采取措施减少震动。拉刀刀齿崩刃或断裂1) )拉刀容屑空间不足，切屑堵赛，而导致崩刃或断裂。除设计时注意外，使用拉刀时切勿使工件长度超过允许值，每次拉削后必须仔细清除切屑。2) ) 容屑槽槽形不正确，前刀面直线部分过长，槽不圆滑，有凸台，切屑不能顺利卷曲。3) 拉刀前角过大。4) 个别刀齿齿升量过大。5) 花键拉刀底径过大，底径参加切削时，可造成拉刀断裂。6) )成组花键拉刀的后几把拉刀前导部尺

14、寸不当，不能顺利导入工件的花键槽，如强行拉削，易造成拉刀断裂。7) 刀齿热处理硬度过高、有裂纹、或回火不足时，容易崩刃。8) )拉刀校直时敲击过重，在使用或运输过程中断裂。9) 刃磨拉刀时刃口因热应力产生磨削裂纹，拉削时崩刃。10) 拉刀弯曲过大，拉削时产生拉偏，导致拉刀崩齿、折断。11) )拉削中途停车，会使拉力骤减，造成拉刀、工件自重下垂，改变原拉削轨迹，同时工件因弹性抱紧拉刀刀齿，致使刀刃嵌入工件内壁，此时若试图拉出工件，将造成拉刀严重崩齿，别断拉刀。此时应在车床上将工件车至-2mm厚，用切割机沿键底方向切开，取下工件。12) 工件内孔与端面垂直度误差太大，导致拉刀拉偏，圆周拉力不均，易造成拉刀崩齿、断裂。13) 拉刀安装不正确，工件定位不良，使拉刀受较大弯矩，有时造成折断。14) 拉刀容屑槽内铁屑清理不干净，导致铁屑无法容纳，导致拉刀崩齿、折断。15) 后托架与拉刀卡头不等高，使拉刀经受过大弯矩而折断。16)键槽拉刀导套外圆与工件配合间隙过大，锥孔与工件锥度不符，拉削时工件松动。17)拉床拉力小，拉削时产生颤抖、停顿，将造成拉刀崩刃，甚至断裂。18) 预制孔尺寸偏小