數控機床

    圓拉刀是高效精加工內孔常用的刀具。圓拉刀（以下簡（jiǎn）稱拉刀） 係刃（rèn）形複雜刀具， 製造精度高， 技術要求嚴格， 價格昂貴， 應合理使（shǐ）用。在生產中常因拉刀（dāo）結構和（hé）使用方麵存在問（wèn）題， 而影響拉（lā）孔表麵質量和拉刀（dāo）使用壽命， 嚴重時會損壞拉（lā）刀。

　　1. 拉削表麵缺陷及其消除

    拉削時， 表麵產生鱗刺、縱向劃痕、擠壓亮點、環狀波紋和“啃（kěn）刀” 等， 是影響拉削表（biǎo）麵質量的常見缺陷（xiàn）。產生鱗刺的主要原因是拉削過程中塑性變形（xíng）較嚴重； 產生波紋的主要原因是（shì）拉削力變（biàn）化較大， 切（qiē）削過程不平穩； 局部劃痕是（shì）因刃口粘屑、刀齒上有缺口、或容屑條件差， 切屑擦傷工（gōng）件表麵而（ér）造成的（de）； “啃刀” 是因拉刀彎曲（qǔ）； 擠壓亮點是由刀齒後（hòu）刀麵與已加工表麵之間產生較強烈的擠壓摩擦， 或因（yīn）工件材（cái）料硬度過高等。

　　消除拉削表麵缺（quē）陷， 提高拉孔質量， 可采取以下措施：

　　（1） 提高刀（dāo）齒（chǐ）刃（rèn）磨質量， 保持刃口鋒利和刀齒上的刃帶寬度一致。

　　（2） 提高拉削平穩性， 增加同時參加工作（zuò）齒數， 最好4 ~5 個， 如果太少， 可把幾（jǐ）個工件（jiàn）疊在一起拉削；減小精切齒和校準齒的齒（chǐ）距或采用不等分齒距， 提高拉削係統剛性（xìng）。

　　（3） 合（hé）理選用拉削速度， 使用較（jiào）低切削（xuē）速度（ <2 m /m in） 或用硬質合金拉刀和T iN 塗層拉刀以較高速度拉削來抑製積屑瘤的產生， 提高拉削表麵質量。

　　（4） 應用熱處（chù）理方法控製工件（jiàn）材料硬度， 因為當工件硬度小（xiǎo）於1 80 H B W 時最易產生鱗刺， 當硬度大於240H B W 時易產生擠壓亮點與劃傷。

　　（5） 合理選用與充分澆注切削液。拉削鋼件時， 選（xuǎn）用（yòng）濃度為1 0% ~2 0 % 乳化液、極壓乳化液或硫化油， 拉鑄件時用煤油對提高拉削表麵質量和拉刀使用壽命均有良好效果。切削（xuē）液供（gòng）應要充足， 在拉刀進入工件孔前和剛從工件孔中拉出時都應供（gòng）給切削液， 供應量一般不應少於5 ~15L /m in.

　　2. 防止拉刀斷裂及刀（dāo）齒（chǐ）損（sǔn）壞

    拉削時刀齒上受力（lì）過大， 拉（lā）刀強度不夠（gòu）， 是拉刀損壞的（de）主要原因。造成刀齒受力過大的因素很多， 例如：拉（lā）刀容屑空間不足（zú）或容屑槽嚴重堵塞， 拉刀刀齒上的（de）齒升量過大或不（bú）均勻， 拉刀彎曲， 切削刃上各點拉削餘量不（bú）均勻， 刀齒徑向圓跳動大，工件預製孔（kǒng）尺寸不合（hé）適或預製孔表麵太粗糙， 工件材料內部有硬質點或材（cái）料硬度過高（gāo）， 以（yǐ）及工件夾持偏斜等（děng）。

　　為使拉（lā）刀順利拉削， 延長（zhǎng）拉刀使（shǐ）用壽命（mìng）， 可采取如下措施：

　　（1） 嚴格控（kòng）製拉刀的製造精度與質量， 如刀具幾何（hé）參數（shù）和齒（chǐ）升量（liàng）大小等。若拉刀前角（jiǎo）不合適， 後角太（tài）小或刃帶過寬， 則切削條件差， 刀齒磨（mó）損快， 嚴重時會使拉刀卡住在工件孔中（zhōng）， 而使拉刀折斷。拉刀前角通常可取5°~18°， 拉塑性材料時取大值（zhí）， 拉脆性材料時（shí）取小值。拉刀（dāo）後角， 切削齒上可（kě）取3°±3 0′， 校準齒（chǐ）上可取1°±30′。刃帶寬度通常粗切齒（chǐ）和過渡齒上為≤0 .2 mm , 精切齒為（wéi）0. 3mm , 校準齒為0. 5 ~0.6mm .

 　拉刀刀齒上的（de）齒升量不宜過大， 否則， 會使切削力增大而使（shǐ）刀齒損壞或拉刀折斷。為此（cǐ）， 須控製拉刀每（měi）個刀齒上的齒（chǐ）升量， 當個別（bié）刀齒上有（yǒu）損傷（shāng）、缺口或崩刃時， 應將該刀齒磨去， 再把其齒升量均勻分攤到其他各個刀齒上。

      圖1 容屑槽的有效麵積與切削層截麵積

　　（2） 使用外購拉刀拉削應先（xiān）核算拉刀的容屑係數K .因拉刀屬於封（fēng）閉式（shì）切削（xuē）的刀具， 如容屑空間不夠（gòu）， 切屑（xiè）將堵塞在（zài）容屑槽內， 而使拉削力急增， 導致刀齒損壞或拉刀折斷。如圖1 所示，須使容屑槽的有效麵積大於切削層截麵積（jī）， 即K = （πh2/4） /（L0 h D） > 1式中（zhōng） h---容屑（xiè）槽的深度L 0 ---拉削長度h D ---切削層厚度， 同廓式切削拉刀h D = fZ , 組合式拉刀上hD = 2fZfZ ---齒升量K ---容屑係數， 它的（de）大小與被加工材料和齒升量有關， 通常可取K = 2 ~3. 5, 加工鑄件（jiàn）和齒升量（liàng）大時K 取小值， 加工鋼件和齒升量小時K 取大（dà）值此外， 被（bèi）拉工件的拉削長度（dù）也不能超出（chū）拉刀（dāo）設計時規定的長度， 以（yǐ）免同時參加工作齒數增多， 切削力過大而使刀齒（chǐ）損壞或拉刀（dāo）折斷。一（yī）般拉削長度都打印在拉刀的頸部上。

　　（3） 要求工件預製孔的精（jīng）度達到IT 10 ~IT 8 , 表麵粗糙度值R a ≤5μm ; 預製孔的基本尺（chǐ）寸應等於拉刀前導部直徑尺寸， 預製孔與工件基準（zhǔn）端麵的垂直度不應超過0.0 5 m m , 定位基準端麵不應有中（zhōng）凸。

　　（4） 對難加工材（cái）料， 可采取適當（dāng）熱處理改善材料的加工（gōng）性（xìng）； 或選用W 6 M o5 C r4 V 2 A l、W 2 M o9 C r4 V C o8（ M 42） 等硬（yìng）度和（hé）耐磨性能均較高的高性能（néng）拉刀和（hé）塗層拉刀； 也可在拉刀尾端裝一可更換的硬質合金擠壓環，如圖2 所（suǒ）示。

　　圖2 拉刀尾端裝硬質（zhì）合金擠壓環1. 後導部 2. 硬（yìng）質合金擠壓環（huán）3. 螺母

    （5） 重（chóng）磨拉刀必須精細操作， 防止拉刀刃磨退（tuì）火和燒傷。

　　（6） 防止拉刀磨損過度， 以免切削力過大而使刀齒損壞，故須（xū）控（kòng）製拉刀（dāo）刀齒後刀麵上的磨損（sǔn）量， 通常不應超過0.2 ~0.3mm , 生產中常以達到上述磨損量時所拉出的工件數來（lái）加以（yǐ）控製。

　　（7） 運輸和保管拉刀時， 防止拉刀彎曲變形和碰壞刀齒。

　　（8） 選用合適的切削速度和切削液（yè）。粗拉切削速度一般為3 ~7m/min , 精拉（lā）切削速度一（yī）般為1 ~3 m/min ;工件材料（liào）強度、硬度較（jiào）高時， 拉削速度應取小值。

　　3. 防止拉後孔徑擴大或縮小（xiǎo）

    拉削時產生（shēng）的積屑瘤， 是拉後孔徑擴大的主要原因。而拉削（xuē）薄壁件或韌性大的工件（jiàn）材料時， 由於拉後工件產生彈性回複則會使孔徑縮小。

　　為此使用拉刀時（shí）， 可通過適當降（jiàng）低切削速（sù）度， 采用（yòng）冷卻性能好的切削液， 防止積屑瘤的產生以免孔徑擴大。防（fáng）止孔徑縮小， 可采用增大前角， 保持刃口鋒利，以及選用（yòng）合適的切削液等方法。例如， 用拉刀拉削40 C r和45 鋼工件， 當（dāng）用乳化液孔徑尺寸變（biàn）小時可改用硫化油拉削。這是因為乳化液是一種水基切削液， 水的導熱性好， 故刀具的熱膨脹小； 乳化液的潤滑性（xìng）比油類切削液差， 所以刀具對工件的擠壓（yā）作用也大， 加工（gōng）後工件的回（huí）彈量也就（jiù）增加， 因而孔徑尺寸減小。利用上述規律，實際生產中就可通過改變切削液的種類和成分來控製實際（jì）加工的尺寸， 以滿足拉孔精度和質量的要（yào）求。