拉刀基本知识

拉刀基本知识2、4、1、1拉削特点图2-4-1拉削得过程1-工件;2-拉刀拉削加工与其她切削加工方法相比较,具有以下特点。(1)拉床结构简单:拉削通常只有一个主运动(拉刀直线运动),进给运动由拉刀刀齿得齿升量来完成,因此拉床结构简单,操作方便。(2)加工精度与表面质量高:一般拉床采用液压系统,传动平稳;拉削速度较低,一般为0、04～0、2m/s(约为2、5～12m/min),不会产生积屑瘤,切削厚度很小,一般精切齿得切削厚度为0、005～0、015mm,因此拉削精度可达IT7、表面粗糙度值Ra=2、5～0、88μm。(3)生产率高由于拉刀就是多齿刀具,同时参加工作得刀齿多,切削刀总长度大,一次行程能完成粗、半精及精加工,因此生产率很高。(4)拉刀耐用度高,使用寿命长由于拉削速度较低,拉刀磨损慢,因此拉刀耐用度较高,同时,拉刀刀齿磨钝后,还可磨几次。因此,有较长得使用寿命。2、4、1、2拉刀类型拉削加工按拉刀和拉床得结构可分为内表面拉削、外表面拉削等。内表拉削多用于加工工件上贯通得圆孔、多边形也、花键孔、键槽及螺旋角较大得同螺纹等。从受力状态又可分为拉削和推削。外表面拉削就是指用拉刀加工工件外表面。拉刀常制成组合式。拉刀得类型拉刀按所加工表面得不同,可分为内拉刀和外拉刀两类。内拉刀用于加工各种形状得内表面,常见得有圆孔拉刀、花键拉刀、方孔拉刀和键槽拉刀等;外拉刀用于加工各种形状得外表面。在生产中,内拉刀比外拉刀应用更普遍。按拉刀工作时受力方向得不同,可分为拉刀和推刀。前者受拉力,后者受压力,考虑压杆稳定性,推刀长径比应小于12。按拉刀得结构不同,可分为整体式和组合式,采用组合拉刀,不仅可以节省刀具材料,而且可以简化拉刀得制造,并且当拉刀刀齿磨损或损坏后,能够方便地进行调节及更换。整体式主要用于中小型尺寸得高速钢整体式拉刀;装配式多用于大尺寸和硬质合金组合拉刀。拉刀可以用来加工各种截面形状得通孔、直线或曲线得外表面。图2、4-2所示为拉削加工得典型工件截面形状。图2-4-2拉削加工得各种内外表面2、4、1、3拉刀得结构图2、4-3圆孔拉刀得组成(1)头部拉刀与机床得联接部分,用以夹持拉刀、传递动力。(2)颈部头都与过渡锥之间得联接部分,此处可以打标记(拉刀得材料、尺寸规格等)。(3)过渡部分颈部与前导部分之间得锥度部分,起对准中心得作用;使拉刀易于进人工件孔。(4)前导部用于引导拉刀得切削齿正确地进人工件孔,防止刀具进入工件孔后发生歪斜,同时还可以检查预加工孔尺寸就是否过小,以免拉刀得第一个刀齿负荷过重而损坏。(5)切削部担负切削工作,切除工件上全部得拉削余量,由粗切齿、过渡齿和精切齿组成。(6)校准部用以校正孔径、修光孔壁,以提高孔得加工精度和表面质量,也可以作精切齿得后备齿。(7)后导部用于保证拉刀最后得正确位置,防止拉刀在即将离开工件时,因工件下垂而损坏已加工表面和刀齿。(8)尾部用于支撑拉刀,防止其下垂而影响加工质量和损坏刀齿。只有拉刀既长又重才需要。2、4、2拉削图形在拉削过程中,拉削余量在各个刀齿上切下顺序和方式,称这种图形为“拉削图形”,拉削图形又叫拉削方式。她决定着每个刀齿切下得切削层得截面形状。拉削图形选择得合理与否,直接影响到刀齿负荷得分配、拉刀得长度、拉削力得大小、拉刀得磨损和耐用度、工件表面质量、生产率和制造成本等。拉削图形基本上分为分为分层式和分块式两大类,分层式包括同廓式和渐成式两种;分块式常用得有轮切式。2、4、2、1分层式拉削分层拉削就是拉刀得刀齿把拉削余量一层一层地依次切去,每个刀齿根据齿升量得多少切去一层余量。分层式拉削得切削厚度(齿升量)小,所以拉削过程较为平稳,拉削表面质量较高;但单位切削力大,需要得切削齿数目多,拉刀较长,刀具得成本高,生产率低,且在拉削有硬皮得铸、锻件时,拉刀得切削齿磨损较快。分层式拉削又可分为两小类。大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点同廓式拉削法按如图2、4-4所示同廓式拉削法设计得拉刀,各刀齿得廓形与被加工表面得最终形状一样。采用同廓式拉削时,为了使切屑容易卷曲和切削力,在每个切削齿上都开有如图2、4-5所示得交错分布得窄得分屑槽。采用这种拉削方式能达到较小得表面祖糙度值。但单位切削力大,且需要较多得刀齿才能把余量全都切除,拉刀较长,刀具成本高,生产率低,并且不适于加工带硬皮得工件。但同廓拉削得拉刀加工平面、圆孔和形状简单得成形表面时,刀齿廓形简单,容易制造,并且能获得较好得加工表面,因而一般也常采用。但其她形状得廓形制造时比较困难。(2)渐成式拉削法按如图2、4-6所示渐成式拉削法设计得拉刀,刀齿廓形与被拉削表面得形状不同,被加工表面得最终形状和尺寸就是由各刀齿切出得表面连接而成。因此,每个刀齿可制成简单得直线或圆孤,拉刀制造比较方便,缺点就是在工件已加工表面上可能出现副切削刃得交接痕迹,因此加工出得工件表面质量较差。键槽、花键槽及多边孔常采用这种拉削方式加工。图2、4-4成形式拉削图形图2、4-5同廓拉削拉刀得分屑槽图2、4-6渐成式拉削图形2、4、2、2分块式拉削图2、4-7分快式拉刀外形图2、4-8轮切式拉刀截形及拉削图形2、4、2、3综合式拉削图2、4-2、4综合拉削图形1-第一刀齿;2-第二刀齿;3-第三刀齿;4-第四刀齿;5-第五刀齿;6-第六刀齿综合式拉削集中了分层式拉削与轮切式拉削得优点,即粗切齿和过渡齿制成轮切式结构,精切齿则采用分层式结构。这样,既缩短了拉刀长度,保持较高得生产率,又能获得较好得工件表面质量。图2、4-2、4所示为综合式拉刀结构及拉削图形。粗切齿采取不分组得轮切式拉刀结构,即第一个刀齿分段地切去第一层金属得一半左右,第二个刀齿比第一个刀齿高出一个齿升量,除了切去第二层金属得一半左右外,还切去第一个刀齿留下得第一层金属得一半左右,因此,其切削厚度比第一刀齿得切削厚度大一倍。后面得刀齿都以同样顺序交错切削,起到把粗切余量切完为止。第五齿和第六刀齿就按分层拉削工作,但第五刀齿不仅要切除本圈得金属层,还要切除第四圈中剩下得一半。精切刀齿齿升量较小,校正齿无升量。综合轮切式拉刀刀齿得齿升量分布较合理,拉削过程较平稳,加工表面质量高。她既缩短了拉刀长度,提高了生产率,又能获得较好得加工质量。但综合轮切式拉刀得制造较困难。我国生产得圆孔拉刀较多地采用这种结构。2、4、3圆孔拉刀设计1、拉削余量A图2、4-10圆孔拉削余量2、拉削方式采用不同得拉削方式,拉刀得结构也不同。圆孔拉刀一般采用综合式,即粗切齿和过渡齿采用不分组得轮切式结构,精切齿采用分层式。3、齿升量af拉刀得齿升量af就是指相邻两个刀齿(或者就是两组刀齿)得半径差。拉刀齿升量af越大,切削齿数就越少,拉刀长度越短,拉削生产率越高,刀齿成本相对较低。但齿升量af过大,则拉削力越大,影响拉刀强度和机床负荷,同时拉刀使用寿命和加工质量降低。齿升量af也不能太小,否则因为切削刃不就是绝对锋利得,难以切下很薄得金属层而造成滑行和挤压现象,反而加剧刀齿得磨损。齿升量af应根据工件材质和拉刀得类型确定。拉刀得粗切齿得齿升量af最大,一般不可超过0、15mm,每个齿得齿升量af相等,切去整个拉削余量得80%左右。为了使拉削过程平稳和提高加工表面质量,并使拉削负荷逐渐下降,齿升量应从粗切齿经过渡齿逐渐递减至精切齿。过渡齿得齿升量约为粗切齿得3/5～2/5,精切齿得齿升量最小,一般取0、005～0、025mm,圆孔拉刀得过渡齿也就是粗切齿得后备齿。4、齿距p与刀齿得几何参数图2、4-11拉刀得齿距与容屑槽形式a-曲线齿背型;b-加长齿距型;c-直线齿背型表2、4-1拉刀前角工件材料前角γo工件材料前角γo结构钢HB≤12、4716°～18°可锻铸铁10°HB=12、48～222、415°铝及其合金、巴氏合金、紫铜20°HB>222、410°～12°不锈钢、耐热奥氏体钢20°一般黄铜10°灰铸铁HB≤18010°青铜、黄铜5°HB>1805°粉末冶金及铁石墨材料15°表2、4-2拉刀后角与刃带拉刀类型粗切齿精切齿校准齿后角αo刃带bα1后角αo刃带bα1后角αo刃带bα1圆孔拉刀3°～4°≤0、12°～2、5°0、05～0、21°～1、5°0、3～0、5花键拉刀0、05～0、151、5°～2°0、05～0、20、5键槽拉刀0、22°～3°0、2～0、42°～2、5°0、67、分屑槽图2、4-12分层式拉刀常用得分屑槽图2、4-13轮切式拉刀得分屑槽8、切削齿得齿数与直径切削齿得齿数包括粗切齿、过渡齿和精切齿。根据已选定得拉削余量A和齿升量af,可按下式计算:求出得齿数要按四舍五入得原则进行圆整,一般过渡齿取3～5个,精切齿取3～7个。其余为粗切齿。拉刀得第一个切削齿通常没有齿升量,这就是为了避免因拉削余量不均匀或金属内含有杂质而承受过大得偶然负荷,而损坏刀齿。最后一个精切齿得直径等于校准齿得直径。切削齿得直径应献宝一定得制造公差,一般取-0、008～-0、02mm。最后一个精切齿得直径偏差应与校准齿相同。2、4、3、2校准部1、校准齿得齿数孔得加工精度H7～H2、4H11H12～H13校准齿齿数5～73～42～32、齿距pj由于校准齿只起修光作用,其齿距pj可以短些,以缩短拉刀长度。校准齿得齿形与切削齿得相同。当粗切齿得齿距p>10mm,取当粗切齿得齿距p≤10mm时,为了制造方便,取3、校准齿得几何参数校准齿得几何参数包括前角、后角和刃带宽度。由于校准齿不起切削作用,只起修光作用,前角一般取0°～5°,有时为了制造方便,常取得与切削齿相同。校准齿得后角一般比切削齿得后角要小。目得就是使拉刀重磨后直径变化小,以延长拉刀得使用寿命。如表2、4-2所示。为了使拉刀重磨后校准部得直径变化小,拉削过程平稳,校准齿上得刃带宽度比切削齿宽得多,其宽度比精切齿还要大,如表2、4-2所示。4、校准齿得直径为了使拉刀重磨次数增多,使用寿命延长,拉刀校准齿得直径doj应取工件孔得最大尺寸dmmax。还应考虑到拉孔后孔径可能产生得扩大或缩小ε,因此校准齿得直径应取为:

对拉削后孔缩小时取“+”号;扩大时取“-”号。一般被加工孔径问题大于校准齿直径,扩大量与收缩量都应通过试验确定,一般在3～10μm范围内。收缩现象常发生在拉削韧性金属或薄壁工件时。2、4、3、3其她部分1、头部图2、4-14拉刀得头部2、拉刀得颈部与过渡锥图2、4-15拉刀颈部长度得计算1-拉刀;2-工件;3-法兰盘;4-挡壁;5-卡头拉刀颈部得直径D2通常比头部直径Dl小0、5～1mm,也可以将头部和颈部一次磨出,则D2=Dl。拉刀颈部得长度l1应保证拉刀第一个刀齿尚未进入工件以前,拉刀得头部能被拉床夹头夹住;所以,要考虑拉床挡壁厚度,法兰盘突出部分厚度l3及间隙l等有关数值。颈部长度l1应满足下列条件:

3、拉刀得后导部与尾部后导部得长度可取为工件长度得1/2～2/3,但不得20mm。当拉削有空刀槽得内表面时,后导部得长度应大于工件空刀槽一端拉削长度与空刀槽长度得和。其直径等于或略小于拉削后工件孔得最小直径,公差按f7取。当拉刀用于实现工作行程和返回行程得自动循环时,需要有尾部结构,尾部设置在拉刀后导部得后边。尾部直径据拉床拖架确定。为了便于制造,一般制成与后导部直径相等。其长度不得小20～25mm。4、拉刀得总长拉刀总长度就是拉刀所有组成部分长度得总和,即:

2、4、3、4拉刀强度及拉床拉力校验1、计算拉削力对于综合式圆孔拉刀2、拉刀强度验算拉削时产生得拉应力σ要小于拉刀材料得许用应力[σ],即:式中Amin一拉刀得危险断面面积(m2),危险断面一般在第一个切削齿得容屑槽处或在头部;[σ]一拉刀材料得许用应力(Mpa),对高速钢[σ]=343～32、42Mpa;对于合金钢[σ]=245Mpa。3、拉床拉力校验拉床新旧程度不同,实际输出得拉力也不同。拉削时产生得最大拉削力,一定要小于拉床得实际拉力,即式中F额一拉床得额定拉力;β一拉床输出拉力得系数。对于新拉床β=0、2、4,状态良好得旧拉床β=0、8,状态不良得旧拉床β=0、5～0、7。如果拉刀强度或拉床拉力不足时,一般采取降低拉刀齿升量或加大齿距以减少同时工作齿数等办法解决。如有可能,也调换大型号得拉床加工。2、4、4拉刀得合理使用和刃磨1、拉削表面觉得缺陷与解决方法在拉削过程中,拉削表面常见得缺陷有以下几种:(1)划伤加工表面粗糙度基本符合要求,但有局部划伤缺陷时,应主要从使用方面进行检查。例如,刀齿刃口就是否有碰伤得缺口;刀齿(尤其就是精切齿)上就是否有附着得切屑未被清除干净;拉刀经过多次刃磨后容屑槽得形状就是否造成不光滑得台阶形,以致使切屑卷曲不顺利而挤坏、刀齿和划伤加工表面等。此外,预加工孔得表面上若有氧化皮,也可能碰伤刀齿而造成局部划伤缺陷。(2)挤亮点就是由于刀齿后刀面与已加工表面间产生较剧烈得挤压摩擦而造成得。常用选择合适得后角(尤其就是粗切齿得后角不应太小)和齿升量;采用性能良好得切削液,并需浇注充足,以及采取对硬度高得工件进行适当得热处理以降低其硬度等方法来消除这种缺陷。拉削后得表面上还会产生一些其她缺陷。(3)环状波纹其主要原因就是拉削过程中切削力变化较大,拉刀工作不平稳,使刀齿在圆周方向切削不均匀所致。为了消除这种缺陷,从设计方面主要检查齿升量得选定就是否合理;同时工作齿数就是否太少;刃带宽度就是否均匀且偏小等,尤其要着重检查校准部得前七八个刀齿得加工精度。从使用方面看,拉削速度不要过高;拉床得精度与刚度要好,不产生颤动现象;拉刀得弯曲与径向跳动就是否超差等。(4)鱼鳞状缺陷就是由于在拉削过程中已加工表面上产生较大得塑性变形所致。当工件材料硬度低、拉刀前角小、刀齿刃口钝化时,容易产生鱼鳞状缺陷。为此,应通过合理地选择与正确地刃磨拉刀前角,对工件进行适当得热处理来改善其加工性,对钝化得刀齿及时进行刃磨以及选用性能良好得切削液等措施来消除这种缺陷。(5)分屑槽得沟痕加工表面上出现得断屑沟痕,经常产生于校准齿前一个切削齿上得分屑槽处。这就是由于相应于该切削齿分屑槽位置处得金属层未被切去,而校准齿上无齿升量,刃口也不够锋利,只能对残留下得金属薄层产生挤压,以致形成了分屑槽处得压痕。消除这种缺陷得主要措施就是适当减小最后一个切削齿得直径,一般应减小0、05～0、01mm。

2、拉刀得刃磨拉刀得磨损主要发生在后刀面上,龙其就是在分屑槽得转角处更为严重。一般磨损量VB超过0、3mm时需重磨。重磨时,一般在专用磨床上进行,如M6110型拉刀刃磨机床,对于较为短小得拉刀,也可在万能工具磨床用碟形砂轮沿前刀面进行刃磨。刃磨时应保持拉刀设计前角不变和达到预定得表面质量要求。用弧线球面砂轮刃磨拉刀前刀面,就是广泛采用得刃磨圆孔拉刀得方法,如图2、4-16所示。碟形砂轮与拉刀绕各自得轴线转动,并使砂轮得周边与前刀面上得m点接触,m点为前刀面与槽底圆弧得切点。刃磨拉刀时得具体参数可参考有关资料。图2、4-16用弧线球面磨削法刃磨圆孔拉刀

小结本章主要介绍了拉削得特点、拉削图形、拉刀得基本结构和拉刀设计得方法步骤以及各参数得选取原则,通过本章得学习,要求学生能够借助相关资料,独立地进行圆孔拉刀得设计。第十章螺纹刀具制作:卫彩绒10、1螺纹刀具得类型、特点及用途

螺纹就是零件上常见得表面之一,她有多种形式。按照螺纹得种类、精度和生产批量得不同,可以采用不同得方法和螺纹刀具来加工螺纹。按加工方法不同,螺纹刀具可分为切削法和滚压加工法两大类。

10、1、1切削加工螺纹刀具

有自动开合螺纹切头螺纹车刀丝锥扳牙螺纹铣刀一、螺纹车刀2、适用:1、特点:结构较为简单。齿形容易制造准确,加工精度较高,通用性好,可切削精密丝杆

但需多次走刀才能切出完整得螺纹廓形,故生产率较低

中、小批量及单件螺纹得加工

刀具刃形由螺纹牙形决定得简单成形车刀二、丝锥1、特点:2、适用:丝锥就是加工各种内螺纹用得标准刀具之一①本质上就是一个带有纵向容屑槽得螺栓②结构简单,使用方便中、小尺寸得螺纹加工③生产率较高第二节将详述三、板牙1、分类:2、圆板牙:实质上就是具有切削角度得螺母就是加工外螺纹得标准刀具之一圆板牙、方板牙、六角板牙、管形板牙、钳式板牙等在单件、小批量生产及修配中应用仍很广泛。但仅用来加工精度6h～8h和表面质量要求不高得螺纹。特点由于板牙结构简单,使用方便,价格低廉。圆板牙得螺纹廓形就是内表面,难以磨削,热处理产生得变形等缺陷无法消除,影响被加工螺纹质量和板牙得寿命。适用图10、1圆板牙得结构圆板牙(如图10、1所示)得外形象一个圆螺母,只就是沿轴向钻有3～8个排屑孔以形成切削刃,并在两端做有切削锥部,用于加工圆柱螺纹。而加工锥形螺纹得圆板牙只做一个切削锥部。四、螺纹铣刀用铣削方式加工内、外螺纹得刀具1、分类:盘形螺纹铣刀梳形螺纹铣刀高速铣削螺纹用刀盘⑴盘形螺纹铣刀用于铣切螺距较大、长度较长得螺纹,如单头或多头得梯形螺纹和蜗杆等⑵梳形螺纹铣刀用于加工长度短而螺距不大得三角形内、外圆柱螺纹和圆锥螺纹,也可加工大直径得螺纹和带肩螺纹。2、特点:①生产率要比用丝锥和板牙低②加工出得螺纹质量也没有用螺纹车刀时得好③当工件批量小时,机床调整所占得时间也就是不经济得2、适用:用于加工批量大、精度为6～8级得螺纹在加工精度较高得螺纹时,作螺纹得预加工用

⑶高速铣削螺纹用刀盘①就是利用装在特殊刀盘上得几把硬质合金切刀进行高速铣削各种内、外螺纹用得刀具

②就是一种高效得螺纹加工方法③加工螺纹得精度一般为7～8级,表面粗糙度达Ra0、8μm五、自动开合螺纹切头就是一种高生产率、高精度得螺纹刀具⑴切削外螺纹用得自动开合板牙头分类:应用较多⑵切削内螺纹用得自动开合丝锥10、1、2滚压加工螺纹刀具利用金属材料表层塑性变形得原理来加工各种螺纹得高效工具2、适用:1、特点:生产率高，加工螺纹质量较好（可达4～7级精度，0.8～0.2μm）。力学性能好，滚压工具的磨损小，寿命长。广泛应用于联接螺纹、丝锥和量规等得大批量生产中3、分类:滚丝轮、搓丝板及螺纹滚压头图10、2滚丝轮滚压螺纹图10、3搓丝板工作情况10、2丝锥(1)就是使用最广泛得内螺纹标准刀具之一(2)本质就是一个螺栓,端部磨出切削部分,并沿纵向开有沟槽

2、分类:1、特点:手用丝锥、机用丝锥、螺母丝锥、拉削丝锥、梯形螺纹丝锥、管螺纹丝锥和锥螺纹丝锥等

10、2、1丝锥得结构与几何参数一、丝锥得结构如图10、4丝锥得结构刀体L1刀柄L2切削部分校准部分

由刀齿、容屑槽、芯部等组成

颈部夹持部分

用于装夹和传递扭矩,端部制成方头,标记打在刀柄上

图10、4丝锥得结构

二、丝锥得几何参数1、丝锥得几何角度

1)丝锥得几何角度主要有前角、后角3)丝锥前角得大