金属切削原理与刀具：17 第九章 拉刀

1、第一节 拉刀的种类与用途第二节 拉刀的组成与拉削方式第三节 圆拉刀设计第四节 矩形花键拉刀的结构特点第五节 拉刀的合理使用第九章 拉 刀2拉削加工：利用拉刀上刀齿尺寸的变化来切除加工余量。精度：IT8IT7，表面粗糙度Ra3.20.5m。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，以获得较高精度和较好的表面质量。3拉削加工与其他切削加工方法相比较，具有以下特点：(1)生产率高 由于拉刀是多齿刀具，同时参加工作的刀齿多，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

2、时，效果尤为显著。(2)拉后工件精度与表面质量高 由于拉削速度比较低(目前一般不超过0.30 m/s)，拉削平稳，切削厚度薄(一般精切齿的切削厚度为0.0050.015 mm)，因此可加工出精度为IT7，表面粗糙度不大于Ra 0.8的工件，若拉刀尾部装有浮动挤压环,则可达Ra 0.4 0.2。4拉削加工与其他切削加工方法相比较，具有以下特点：(3)拉刀寿命高 由于拉削速度小，切削温度低，刀具磨损慢，因此拉刀的寿命较高。(4)拉削加工应用范围广 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，可以采用拉削加工完成。(5)拉床结构简单拉削一般只有主运动，进给运

3、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。5第一节 拉刀的种类与用途一、按被加工表面部位不同分类圆拉刀花键拉刀内拉刀和外拉刀6四方拉刀键槽第一节 拉刀的种类与用途一、按被加工表面部位不同分类内拉刀和外拉刀7第一节 拉刀的种类与用途一、按被加工表面部位不同分类内拉刀和外拉刀外平面拉刀81-圆孔 2-方孔 3-长方孔 4-鼓形孔 5-三角孔11-多边形孔 12-棘爪孔 13-内齿轮孔 14-外齿轮 15-成形表面6-六角孔 7-键槽 8-花键槽 9-相互垂直平面 10-齿纹孔10第一节 拉刀的种类与用途二、按拉刀结构不同分类整体式拉刀、焊接式拉刀、装配式拉刀和镶齿式拉刀整体式拉

4、刀圆拉刀花键拉刀11第一节 拉刀的种类与用途二、按拉刀结构不同分类整体式拉刀、焊接式拉刀、装配式拉刀和镶齿式拉刀装配式拉刀：加工大尺寸、复杂形状的表面。装配式内齿拉刀12第一节 拉刀的种类与用途二、按拉刀结构不同分类整体式拉刀、焊接式拉刀、装配式拉刀和镶齿式拉刀硬质合金镶齿平面拉刀刀齿装夹结构13在拉伸状态下工作在受压状态下工作(用于加工余量较小的内表面或修整热处理后的变形量)第一节 拉刀的种类与用途三、按使用方法不同分类拉刀、推刀和旋转拉刀14第一节 拉刀的种类与用途三、按使用方法不同分类拉刀、推刀和旋转拉刀推刀：在推力作用下工作。应用：校正硬度HRC45，变形量10mm，P精(0.60.8

5、)P ；P3若Ze3，将零件叠夹拉削，或减小齿距P。44第三节 圆拉刀设计五、拉刀的校验2、容屑空间检验在拉刀假定进给平面中，一个刀齿的容屑槽的有效面积A应大于该刀齿切下的金属层面积AD：AKAD，K23.5452、容屑空间检验K：容屑系数，分块拉削式 K=23.5。462、容屑空间检验设计容屑槽步骤：然后，在容屑槽标准中确定槽的齿宽 g、齿背圆弧 R、槽底圆弧 r 的尺寸。47普通拉削式圆孔拉刀的最大拉削力：综合拉削式圆孔拉刀的最大拉削力：圆孔拉刀的最大拉削力：Fz-拉刀切削刃单位长度上的拉削力；dm-拉削后孔的公称直径；Ze-最大同时工作齿数； Fc-拉刀切削刃单位宽度上的拉削力。3、拉刀

6、强度检验48拉应力小于或等于拉刀材料的许用应力：拉刀材料的许用应力。高速钢(W18Cr4V)：=343392MPa；切削部为高速钢，柄部和颈部是合金钢(40Cr)的拉刀： =245MPa。危险截面：柄部、颈部、第一个切削齿的容屑槽。3、拉刀强度检验49拉削塑性材料第三节 圆拉刀设计50第三节 圆拉刀设计五、拉刀的校验4、拉床的功率拉削时最大拉削力应小于拉床的实际拉力F实际Fmax=F实际实际拉力还应小于拉床的额定拉力新拉床 F实际=0.9F额良好状态的旧拉床 F实际=0.8F额不良好状态的旧拉床 F实际= (0.50.7)F额51可减少齿升量或加大齿距以减少拉削力Fmax，当拉床拉力不够时可以

7、更换大拉床来加工。第三节 圆拉刀设计五、拉刀的校验4、拉床的功率拉力没有通过校验：圆孔拉刀的最大拉削力52第三节 圆拉刀设计六、校准部校准齿没有齿升量和分屑槽。为了方便制造，校准齿的前角、齿距与齿形均可以做成精切齿相同。刃磨：第一个切削齿到最后一个精切齿。最后一个精切齿重磨后直径减小，第一个校准齿自动变成最后一个精切齿。理论上校准齿直径等于被拉削后孔的最大直径dmmax。拉削后孔径发生扩张或收缩，实际校准齿直径 dO校dmmaxu u为孔的扩张量或收缩量。53第三节 圆拉刀设计六、校准部五、拉刀的校验四、齿距、溶屑槽和分屑槽 一、拉削余量三、几何参数二、齿升量、齿数和刀齿直径54第四节 矩形花

8、键拉刀的结构特点矩形花键拉刀主要用于拉削大径定心和小径定心的矩形花键孔。一般的齿轮传动采用小径定心传动副，减小径向跳动，传动平稳，减轻了传动的噪声。图9-12 矩形花键拉刀（内孔花键组合拉刀、倒角花键组合拉刀、倒角内孔花键组合拉刀）。一、余量切除方式55第四节 矩形花键拉刀的结构特点1、单独拉花键：拉刀刀齿全都是花键齿。2、拉花键及其倒角：先拉倒角后拉花键、先拉花键后拉倒角。要求拉削前孔径精度较高。一、余量切除方式563、拉花键及其圆孔：先拉圆孔后拉花键、先拉花键后拉圆孔。 由于圆孔余量已经被花键刀齿分割，圆形刀齿不需要做出分屑槽，而且齿升量可以增大，还能消除花键槽的毛刺。 4、拉圆孔、花键及

9、其倒角：圆孔花键倒角、倒角花键倒角、倒角圆孔花键。第四节 矩形花键拉刀的结构特点一、余量切除方式57二、刀齿结构小径定心花键拉刀上刀齿有倒角齿、花键齿，以及呈前后交错排列的圆孔切削齿、花键切削齿、圆孔校准齿和花键校准齿。58圆齿孔：拉削余量小，一般为0.20.35 mm，减小交错排列的圆孔齿数。倒角齿结构：切出槽底需要倒角尺寸，清除键槽齿角毛刺。起始倒角齿直径d1为预制孔直径，终了前倒角齿直径d2可由计算得到，最后一组倒角刀齿的直径d3= d2 +2fz，再根据齿升量确定其他倒角刀齿的直径。二、刀齿结构59B1=B+2fsin1=B1/d键槽宽度 B开始倒角处的直径 d 倒角角度 倒角尺寸 f

10、二、刀齿结构花键齿的结构参数FD60二、刀齿结构花键齿的结构参数OFE，OE = OF/sinECN，NE = 0.5B/tanOFD，OF = 0.5dsin(+1)FD61二、刀齿结构花键齿的结构参数为了保证重磨后仍能拉削出全部倒角部分，最后一个倒角刀齿的直径d2应稍大于dB: d2=dB+(0.10.3)FD62刀齿宽度 b=BmaxuBmax: 花键槽最大宽度u-键槽宽的扩张量或收缩量二、刀齿结构花键齿的结构参数63花键刀齿高度大于1.5mm时，刀齿侧刃上磨出副偏角 r 130。为使重磨后刀齿宽度减小较少及其修光作用，侧刃上需要留有刃带，宽度f0应大于齿升量，为0.80.2mm。二、刀

11、齿结构花键齿的结构参数64二、刀齿结构第四节 矩形花键拉刀的结构特点一、余量切除方式65损坏主要原因：拉刀刀齿受力过大，拉刀强度不够。预制孔IT10IT8、表面粗糙度 Ra= 5 m，预制孔与定位面垂直度偏差不超过 0.05 微米；检查拉刀的制造精度。齿升量、容屑空间和拉刀强度；拉削难加工材料，通过热处理改善材料的加工性，选择高性能拉刀；保管和运输时，防止拉刀弯曲、碰撞。第五节 拉刀的合理使用一、防止拉刀的断裂以及刀齿损坏66鳞刺、纵向划痕、压痕、挤光、环行波纹提高刀齿刃磨质量，防止刃口微崩，保持刃口锋利。各齿前角和刃带宽度保持一致；保持拉削过程稳定性，增加同时工作齿数，减小精切齿和校准齿的齿距，提高工艺系统刚性；合理选择拉削速度。速度低时，容易产生爬行；速度过高时，产生振动。第五节 拉刀的合理使用二、消除拉削表面缺陷67第五节 拉刀的合理使用二、消除拉削表面缺陷1、2、3、5耐热钢，4碳钢，6轴承钢68鳞刺、纵向划痕、压痕、挤光、环行波纹使用硬