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圓拉刀的使用方法

        圓拉刀是高效精加工內(nèi)孔常用的刀具。圓拉刀（以下簡稱拉刀） 系刃形復(fù)雜刀具， 制造精度高， 技術(shù)要求嚴(yán)格， 價(jià)格昂貴， 應(yīng)合理使用。在生產(chǎn)中常因拉刀結(jié)構(gòu)和使用方面存在問題， 而影響拉孔表面質(zhì)量和拉刀使用壽命， 嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞拉刀。

1. 拉削表面缺陷及其消除

    拉削時(shí)，表面產(chǎn)生鱗刺、縱向劃痕、擠壓亮點(diǎn)、環(huán)狀波紋和“啃刀”等， 是影響拉削表面質(zhì)量的常見缺陷。產(chǎn)生鱗刺的主要原因是拉削過程中塑性變形較嚴(yán)重； 產(chǎn)生波紋的主要原因是拉削力變化較大， 切削過程不平穩(wěn)； 局部劃痕是因刃口粘屑、刀齒上有缺口、或容屑條件差，切屑擦傷工件表面而造成的“啃刀”是因拉刀彎曲； 擠壓亮點(diǎn)是由刀齒后刀面與已加工表面之間產(chǎn)生較強(qiáng)烈的擠壓摩擦， 或因工件材料硬度過高等。

        消除拉削表面缺陷，提高拉孔質(zhì)量，可采取以下措施：

　　（1）提高刀齒刃磨質(zhì)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(wěn)性，增加同時(shí)參加工作齒數(shù)，最好4~5個(gè)，如果太少，可把幾個(gè)工件疊在一起拉削；減小精切齒和校準(zhǔn)齒的齒距或采用不等分距提高拉削系統(tǒng)剛性。

　　（3）合理選用拉削速度，使用較低切削速度（<2m/min）或用硬質(zhì)合金拉刀和TiN涂層拉刀以較高速度拉削來抑制積屑瘤的產(chǎn)生，提高拉削表面量。

　　（4）應(yīng)用熱處理方法控制工件材料硬度，因?yàn)楫?dāng)工件硬度小于180HBW時(shí)最易產(chǎn)生鱗刺，當(dāng)硬度大于240HBW時(shí)易產(chǎn)生擠壓亮點(diǎn)與劃傷。

　　（5） 合理選用與充分澆注切削液。拉削鋼件時(shí)，選用濃度為10%~20%乳化液、極壓乳化液或硫化油， 拉鑄件時(shí)用煤油對提高拉削表面質(zhì)量和拉刀使用壽命均有良好效果。切削液供應(yīng)要充足，在拉刀進(jìn)入工件孔前和剛從工件孔中拉出時(shí)都應(yīng)供給切削液， 供應(yīng)量一般不應(yīng)少于5~15L/min。

2. 防止拉刀斷裂及刀齒損壞

         拉削時(shí)刀齒上受力過大，拉刀強(qiáng)度不夠，是拉刀損壞的主要原因。造成刀齒受力過大的因素很多，例如：拉刀容屑空間不足或容屑槽嚴(yán)重堵塞， 拉刀刀齒上的齒升量過大或不均勻，拉刀彎曲，切削刃上各點(diǎn)拉削余量不均勻，刀齒徑向圓跳動(dòng)大，工件預(yù)制孔尺寸不合適或預(yù)制孔表面太粗糙， 工件材料內(nèi)部有硬質(zhì)點(diǎn)或材料硬度過高，以及工件夾持偏斜等。

        為使拉刀順利拉削，延長拉刀使用壽命，可采取如下措施：

        （1） 嚴(yán)格控制拉刀的制造精度與質(zhì)量，如刀具幾何參數(shù)和齒升量大小等。若拉刀前角不合適，后角太小或刃帶過寬，則切削條件差，刀齒磨損快， 嚴(yán)重時(shí)會(huì)使拉刀卡住在工件孔中，而使拉刀折斷。拉刀前角通常可取5°~18°，拉塑性材料時(shí)取大值，拉脆性材料時(shí)取小值。拉刀后角，切削齒上可取3°±30′，校準(zhǔn)齒上可取1°±30′。刃帶寬度通常粗切齒和過渡齒上為≤0.2mm，精切齒為0.3mm，校準(zhǔn)齒為0.5~0.6mm。拉刀刀齒上的齒升量不宜過大，否則，會(huì)使切削力增大而使刀齒損壞或拉刀折斷。為此，須控制拉刀每個(gè)刀齒上的齒升量，當(dāng)個(gè)別刀齒上有損傷、缺口或崩刃時(shí)，應(yīng)將該刀齒磨去，再把其齒升量均勻分?jǐn)偟狡渌鱾€(gè)刀齒上。

        （2） 使用外購拉刀拉削應(yīng)先核算拉刀的容屑系數(shù)K。因拉刀屬于封閉式切削的刀具，如容屑空間不夠，切屑將堵塞在容屑槽內(nèi)，而使拉削力急增， 導(dǎo)致刀齒損壞或拉刀折斷。須使容屑槽的有效面積大于切削層截面積，即K=（πh2/4）/（L0hD）>1式中h---容屑槽的深度L0---拉削長度hD---切削層厚度，同廓式切削拉刀hD=fZ , 組合式拉刀上hD=2fZfZ---齒升量K---容屑系數(shù)，它的大小與被加工材料和齒升量有關(guān)，通常可取K=2~3. 5, 加工鑄件和齒升量大時(shí)K 取小值， 加工鋼件和齒升量小時(shí)K 取大值此外，被拉工件的拉削長度也不能超出拉刀設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定的長度，以免同時(shí)參加工作齒數(shù)增多， 切削力過大而使刀齒損壞或拉刀折斷。一般拉削長度都打印在拉刀的頸部上。

        （3） 要求工件預(yù)制孔的精度達(dá)到IT10~IT8 , 表面粗糙度值Ra ≤5μm ; 預(yù)制孔的基本尺寸應(yīng)等于拉刀前導(dǎo)部直徑尺寸，預(yù)制孔與工件基準(zhǔn)端面的垂直度不應(yīng)超過0.05mm , 定位基準(zhǔn)端面不應(yīng)有中凸。

        （4） 對難加工材料，可采取適當(dāng)熱處理改善材料的加工性；或選用W6Mo5Cr4V2Al、W2Mo9Cr4VCo8（M42）等硬度和耐磨性能均較高的高性能拉刀和涂層拉刀；也可在拉刀尾端裝一可更換的硬質(zhì)合金擠壓環(huán)。

        （5） 重磨拉刀必須精細(xì)操作，防止拉刀刃磨退火和燒傷。

        （6） 防止拉刀磨損過度，以免切削力過大而使刀齒損壞，故須控制拉刀刀齒后刀面上的磨損量，通常不應(yīng)超過0.2~0.3mm , 生產(chǎn)中常以達(dá)到上述磨損量時(shí)所拉出的工件數(shù)來加以控制。

        （7） 運(yùn)輸和保管拉刀時(shí)，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。粗拉切削速度一般為3~7m/min , 精拉切削速度一般為1~3 m/min ;工件材料強(qiáng)度、硬度較高時(shí)，拉削速度應(yīng)取小值。

3. 防止拉后孔徑擴(kuò)大或縮小

       拉削時(shí)產(chǎn)生的積屑瘤，是拉后孔徑擴(kuò)大的主要原因。而拉削薄壁件或韌性大的工件材料時(shí)，由于拉后工件產(chǎn)生彈性回復(fù)則會(huì)使孔徑縮小。

　　為此使用拉刀時(shí)， 可通過適當(dāng)降低切削速度，采用冷卻性能好的切削液，防止積屑瘤的產(chǎn)生以免孔徑擴(kuò)大。防止孔徑縮小，可采用增大前角， 保持刃口鋒利，以及選用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小時(shí)可改用硫化油拉削。這是因?yàn)槿榛菏且环N水基切削液，水的導(dǎo)熱性好，故刀具的熱膨脹小；乳化液的潤滑性比油類切削液差， 所以刀具對工件的擠壓作用也大，加工后工件的回彈量也就增加， 因而孔徑尺寸減小。利用上述規(guī)律，實(shí)際生產(chǎn)中就可通過改變切削液的種類和成分來控制實(shí)際加工的尺寸， 以滿足拉孔精度和質(zhì)量的要求。