拉削加工：内外表面加工的全面介绍

拉削加工是在拉床上用拉刀加工工件的内表面或外表面的工艺方法。拉削时，拉刀的直线移动是主运动；拉削无进给运动，其进给运动是靠拉刀的每齿升高来实现的，所以拉削可以看作是按高低顺序排列的多把刨刀来进行的刨削过程。

1.拉床

拉床是用拉刀进行加工的机床，常用的拉床按照适用的加工表面可分为内表面拉床和外表面拉床，按照结构和布局可分为立式拉床、卧式拉床和连续式拉床等。拉床结构简单，刚度较高。拉床的主运动为直线运动，没有进给运动。

图2-77为卧式内拉床的示意图。床身内装有液压驱动系统，活塞拉杆的右端装有随动支架和刀架，分别用以支承和夹持拉刀。拉刀左端穿过工件预加工孔后夹在刀架上，工件贴靠在床身的支承上。当活塞拉杆向左作直线移动时，带动拉刀完成工件的加工。现代拉床大都采用液压传动，拉削速度可无级调节，工作平稳、无冲击振动。

图2-77　卧式内拉床

2.拉刀

拉刀是一种多刃的专用工具，结构复杂，在一次行程中逐齿从工件上切下很薄的金属层，使表面达到较高的精度和较小的粗糙度值。一把拉刀只能加工一种形状和尺寸规格的表面，根据工件的加工面及截面形状的不同，拉刀有各种形式，如图2-78所示。加工时，若刀具所受的力不是拉力而是推力，则称为推削，所用刀具为推刀，推削大多在压力机上进行。

图2-78　拉刀

（a）花键拉刀；（b）键槽拉刀；（c）平面拉刀

圆孔拉刀结构如图2-79所示。拉孔时，工件通常不夹持，但必须有经过半精加工的预孔，以便拉刀穿过。

图2-79　圆孔拉刀

头部——与机床连接，传递运动和拉力。

颈部——头部和过渡锥的连接部分。

过渡锥部——使拉刀容易进入工件孔中，起对准中心的作用。

前导部——起导向和定心作用，防止拉刀歪斜，并可检查拉削前孔径是否太小，以免拉刀第一刀齿负荷太大而损坏。

切削部——切除全部的加工余量，由粗切齿、过渡齿和精切齿组成。

校准部——起校准和修光作用，并作为精切齿的后备齿。(www.xing528.com)

后导部——保持拉刀最后几个刀齿的正确位置，防止拉刀即将离开工件时，工件下垂而损坏已加工表面。

图2-80　球面垫圈

拉孔时，工件的预制孔不必精加工，工件也不需夹紧，工件以端面靠紧在拉床的支承板上，因此工件端面要求平整，工件的端面应与孔垂直，否则容易损坏拉刀。如果工件的端面与孔不垂直，则应采用球面垫圈（见图2-80）。球面垫圈有自位作用，可保证在拉力作用下工件的轴线与刀具的轴线能调整得一致，不致撇刀。

拉削还可用于大批、大量中生产加工要求较高且面积不太大的平面的加工。平面拉刀如图2-78（c）所示，当拉削面积较大时，为减小拉削力，也可采用渐进式拉刀进行加工（见图2-81）。

图2-81　渐进式拉刀拉削平面

1—拉刀；2—工件；3—切屑

3.拉削的工艺特点

图2-82　平面拉削

拉削可视为刨削的发展。拉削时，拉刀只进行纵向运动，由于拉刀的后一个刀齿较前一个刀齿高一个Sz（齿升量），所以拉削实现了连续切削。拉刀每一刀齿切去薄薄的一层金属，一次行程即可切去全部加工余量（图2-82）。

拉削加工的工艺特点如下。（1）生产效率高。虽然拉削加工的切削速度一般并不高，但由于拉刀是多齿刀具，同时工作的刀齿多，同时参与切削的切削刃较长，而且一次行程能够完成粗加工、半精加工、精加工，大幅缩短了基本工艺时间和辅助时间；尤其是加工形状特殊的内外表面时，效果更显著。一般情况下，班产（单台机床8 h的产量）可达100～800件；自动拉削时，班产可达3 000件。

（2）拉刀刀具寿命高。拉削速度低，每齿切削厚度很小，切削力小，切削热也少，因而刀具磨损慢，刀具寿命高。

（3）加工精度高、表面粗糙度值较小。拉刀具有校准部分，其作用是校准尺寸，修光表面，并可作为精切齿的后备刀齿。校准刀齿的切削量很小，仅切去工件材料的弹性回复量。另外，拉削的切削速度较低（目前低于18 m/min），切削过程比较平稳，并可避免积屑瘤的产生。拉削的尺寸公差等级一般可达IT8～IT7，表面粗糙度Ra值为0.8～0.4 μm。

（4）拉床结构和操作比较简单。拉床只有一个主运动（拉刀的直线运动），进给运动是由拉刀的后一个刀齿高出前一个刀齿（齿升量Sz）来完成的，结构简单，操作方便。

（5）加工范围广。内拉削可以加工圆孔、方孔、多边形孔、花键孔等形状复杂的通孔和内齿轮，还可以加工多种形状的沟槽，如键槽、T形槽、燕尾槽和涡轮盘上的榫槽等。外拉削可以加工平面、成形面、外齿轮和叶片的榫头等，但不能加工台阶孔、不通孔和薄壁孔，如图2-83所示。

图2-83　拉削加工表面

（6）拉刀价格昂贵。由于拉刀的结构和形状复杂，精度和表面质量要求较高，故制造成本高。但拉削时切削速度较低，刀具磨损较慢，刃磨一次可以加工数以千计的工件，加之一把拉刀又可以重磨多次，所以拉刀总寿命长。当加工零件的批量很大时，分摊到每个零件上的刀具成本并不高。由于拉刀刃磨复杂，而且一把拉刀只适宜加工一种规格尺寸的孔或键槽，因此除标准化和规格化的零件外，拉削在单件、小批生产中很少应用。