拉床和拉刀

一、拉床的功用和類型

　　拉床是用拉刀進(jìn)行加工的機(jī)床。拉床用于加工通孔、平面及成型表面。圖7-29為適于拉削的一些典型截面形狀。拉削時(shí)拉刀使被加工表面在一次 走刀中成形，所以拉刀只有主運(yùn)動(dòng)沒(méi)有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。切削時(shí)，拉刀應(yīng)平穩(wěn)地低速直線運(yùn)動(dòng)。拉刀承受的切削力很大，拉刀的主運(yùn)動(dòng)通常是由液壓驅(qū)動(dòng)的，拉刀或固定拉 刀的滑座通常由液壓缸的活塞桿帶動(dòng)。

　　圖 7-29 拉削加工的典型表面形狀

　　拉削加工切屑薄，切削運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，因而有較高的加工精度（IT6級(jí)或更高）和較好的表面粗糙度（Ra＜0.62μm）s。拉床工作時(shí)，粗、精 加工可在拉刀通過(guò)工件加工表面的一次行程中完成，因此生產(chǎn)率較高，是銑削的3～8倍。但拉刀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，拉削每一種表面都需要用專門的拉刀，因此 僅適用于大批大量生產(chǎn)。

　　圖7-30是常用的幾種拉床的外形圖，圖a為臥式內(nèi)拉床，圖b為立式內(nèi)拉床，圖c為立式外拉床，圖d為連續(xù)式拉床。

　　二、 拉刀

　　1. 拉刀的類型及其應(yīng)用

　　由于拉削加工方法應(yīng)用廣泛，拉刀的種類也很多。按受力不同可分為拉刀和推刀。按加工工件的表面不同可分為 內(nèi)拉刀 和外拉刀 。

　　內(nèi)拉刀是用于加工工件內(nèi)表面的，常見(jiàn)的有圓孔拉刀、鍵槽拉刀及花鍵拉刀等。

　　外拉刀是用于加工工件外表面的，如平面拉刀、成形表面拉刀及齒輪拉刀等。

　　按拉刀構(gòu)造不同，可分為整體式與組合式兩類。整體式主要用于中、小型尺寸的高速鋼拉刀；組合式主要用于大尺寸拉刀和硬質(zhì)合金拉刀，這樣不僅可以節(jié)省貴重的刀具材料，而且當(dāng)拉刀刀齒磨損或破損后，能夠更換，延長(zhǎng)整個(gè)拉刀的使用壽命。

　　圖 7-30 拉床的外形圖

　　a）—臥式內(nèi)拉床 b）—立式內(nèi)拉床 c）—立式外拉床 d）—連續(xù)式拉床

　　2. 拉刀的結(jié)構(gòu)

　�。� 1 ） 拉刀的組成部分

　　雖然拉刀的類型不同，其結(jié)構(gòu)上各有特點(diǎn)，但它們的組成部分仍有共同之處。圖7-31所示為圓孔拉刀的組成部分。

　　圓孔拉刀由頭部、頸部、過(guò)渡錐部、前導(dǎo)部、切削部、校準(zhǔn)部、后導(dǎo)部及尾部組成，其各部分功用如下：

　　頭部——拉刀的夾持部分，用于傳遞拉力；

　　頸部 —— 頭部與過(guò)渡錐部之間的連接部分，并便于頭部穿過(guò)拉床擋壁，也是打標(biāo)記的地方；

　　過(guò)渡錐部 —— 使拉刀前導(dǎo)部易于進(jìn)入工件孔中，起對(duì)準(zhǔn)中心的作用；

　　前導(dǎo)部 —— 起引導(dǎo)作用，防止拉刀進(jìn)入工件孔后發(fā)生歪斜，并可檢查拉前孔徑是否符合要求；

　　切削部——擔(dān)負(fù)切削工作，切除工件上所有余量，由粗切齒、過(guò)渡齒與精切齒三部分組成；

　　校準(zhǔn)部 —— 切削很少，只切去工件彈性恢復(fù)量，起提高工件加工精度和表面質(zhì)量的作用，也作為精切齒的后備齒；

　　圖 7-31 圓孔拉刀的組成部分

　　后導(dǎo)部——用于保證拉刀工作即將結(jié)束而離開(kāi)工件時(shí)的正確位置， 防止工件下垂而損壞已加工表面與刀齒；

　　尾部——只有當(dāng)拉刀又長(zhǎng)又重時(shí)才需要，用于支撐拉刀、防止拉刀下垂。

　�。� 2 ） 拉刀切削部分設(shè)計(jì)參數(shù)

　　拉刀切削部分的主要設(shè)計(jì)參數(shù)如圖7-32所示。

　　圖 7-32 拉刀切削部分幾何參數(shù)

　　af —— 齒升量，即切削部相鄰兩刀齒(或刀齒組) 高度差，它影響拉削力、拉刀長(zhǎng)度、生產(chǎn)率和加工表面質(zhì)量；

　　p —— 齒距，即兩相鄰刀齒之間的軸向距離，它影響容屑空間、同時(shí)工作齒數(shù)及工作平穩(wěn)性；

　　bα1 ——刃帶寬度，用于在制造拉刀時(shí)控制刀齒直徑，也為了增加拉刀校準(zhǔn)齒前刀面的可重磨次數(shù)，提高拉刀使用壽命。有了刃帶 ， 還可提高拉削過(guò)程穩(wěn)定性。

　　γo ——拉刀前角，按工件材料選擇；

　　αo —— 拉刀后角，內(nèi)拉刀后角較小，重磨前刀面后尺寸變小較慢。

　　3. 拉削圖形

　　拉刀從工件上把拉削余量切下來(lái)的順序，通常都用圖形來(lái)表達(dá)，這種圖形即所謂“拉削圖形”，拉削圖形選擇合理與否，直接影響到刀齒負(fù)荷的分配、拉刀的長(zhǎng)度、拉削力的大小、拉刀的磨損和耐用度、工件表面質(zhì)量、生產(chǎn)率和制造成本等。

　　拉削圖形可分為分層式、分塊式及綜合式三大類。

　�。� 1 ） 分層式

　　分層式拉削可分為成形式及漸成式兩種。

　　1 ） 成形式 按成形式設(shè)計(jì)的拉刀，每個(gè)刀齒的廓形與被加工表面最終要求的形狀相同，切削部的刀齒高度向后遞增，工件上的拉削余量被一層一層地切去，最終由最后一個(gè)切削 齒切出所要求的尺寸，經(jīng)校準(zhǔn)齒修光達(dá)到預(yù)定的尺寸精度及表面粗糙度。圖7-33a 所示為成形式圓孔拉刀的拉削圖形。

　　采用成形式拉刀，可獲得較小的工件表面粗糙度數(shù)值。但是，為了避免出現(xiàn)環(huán)狀切屑，便于容屑，成形式拉刀相鄰刀齒的切削刃上磨有交錯(cuò)排列的狹窄分屑槽。由于成形式拉刀的每個(gè)刀齒形狀都與被加工工件最終表面形狀相同，因此，除圓孔拉刀外，制造都比較困難。

　　a）拉削圖形 b）切削部齒形 c） 切屑

　　圖 7-33 分層式拉削圖形 圖7-34漸成式拉削圖形

　　2 ） 漸成式 如圖7-34所示 ，按漸成式原理設(shè)計(jì)的拉刀，刀齒的廓形與被加工工件最終表面形狀不同，被加工工件表面的形狀和尺寸由各刀齒的副切削刃形成。這時(shí)拉刀刀齒可制成簡(jiǎn)單的直線 形或弧形。這對(duì)于加工復(fù)雜成形表面的工件，拉刀的制造要比成形式簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是在工件已加工表面上可能出現(xiàn)副切削刃的交接痕跡，因此加工出的工件表面質(zhì)量較 差。

　�。� 2 ） 分塊式 ( 輪切式 )

　　圖 7-35 分塊式拉刀截形及拉削圖形

　　1—第一齒 2—第二齒 3—第三齒 4—被第一齒切去的金屬層

　　5—被第二齒切去的金屬層 6—被第三齒切去的金屬層

　　分塊拉削方式與分層拉削方式的區(qū)別，在于工件上的每層金屬是由一組尺寸基本相同的刀齒切去，每個(gè)刀齒僅切去一層 金屬的一部分。圖7-35所示為三個(gè)刀齒一組的圓孔分塊式拉刀及其拉削圖形，第一齒1與第二齒2的直徑相同，但切削刃位置互相錯(cuò)開(kāi)，分別 切除工件上 同一層金屬中的幾段材料4 、5 ，剩下的殘留金屬6 ，由同一組的第三刀齒3切除。這個(gè)齒不開(kāi)分屑槽，考慮加工表面回彈，其直徑比前兩個(gè)齒小0.02 ～ 0.05mm 。

　　分塊拉削方式與分層拉削方式相比較，雖然工件上的每層金屬由一組(2～4個(gè))刀齒切除，但由于每個(gè)刀齒參加工作的切削刃的長(zhǎng)度較小，在保持 相同的拉削力的情況下，允許較大的切削厚度(即齒升量)。因此，在相同的拉削余量下，輪切式拉刀所需的刀齒總數(shù)要少很多，拉刀長(zhǎng)度可以縮短。但由于切削厚 度( 即齒升量)大，加工工件表面質(zhì)量不如成形式拉刀。

　　（ 3 ）綜合式拉削

　　按綜合拉削方式設(shè)計(jì)的拉刀，稱為綜合式拉刀，它集中了成形式拉刀與輪切式拉刀的優(yōu)點(diǎn)，即粗切齒制成分塊式結(jié)構(gòu)，精切齒則采用成形式結(jié)構(gòu)。這樣，既縮短了拉刀長(zhǎng)度，保持較高的生產(chǎn)率，又獲得較好的工件表面質(zhì)量。我國(guó)生產(chǎn)的圓孔拉刀較多地采取這種結(jié)構(gòu)。