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如何优化内表面加工——拉削技术

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:内拉刀用于加工内表面。保持拉刀最后的正确位置,防止刀齿切离工件时因工件下垂而损坏已加工表面或刀齿。对于加工复杂成形表面的工件,拉刀的制造比同廓拉削方式简单,但在工件已加工表面上可能出现副切削刃的交接痕迹,故加工出的工件表面质量较差。但是,这种拉刀的结构复杂、制造麻烦,拉削后工件的表面质量较差。

如何优化内表面加工——拉削技术

1.拉削加工特点

拉削是一种高生产率、高精度的加工方法。拉削时,由于拉刀的后一个(或一组)刀齿比前一个(或一组)刀齿高出一个齿升量,所以拉刀从工件预加工孔内通过时,可把多余的金属一层一层地切去,获得较高的精度和较好的表面质量。如图3-53所示。

拉削与其他加工方法比较,具有以下特点:

(1)生产率高

拉刀是多齿刀具,同时参加切削的齿数多,切削刃长度大,一次行程可完成粗加工、半精加工和精加工,因此生产率很高。在加工形状复杂的表面时,拉刀效果更加显著。

图3-53 拉削

1—工件;2—拉刀;Ⅰ—放大

(2)拉削的工件精度和表面质量好

由于拉削时切削速度很低(一般为vc=1~8 m/min),拉削过程平稳,切削厚度小(一般精切齿齿升量为0.005~0.015 mm),因此可加工出精度为IT7、表面粗糙度Ra不大于0.8μm的工件。

(3)拉刀使用寿命长

由于拉削速度低,而且每个刀齿实际参加切削的时间很短,因此,切削刃磨损慢,使用寿命长。拉刀结构比较复杂。

(4)拉削运动简单

拉削只有主运动,进给运动由拉刀的齿升量完成,所以拉床的结构很简单。

2.拉床

拉床按其加工表面所处的位置,可分为内表面拉床(内拉床)和外表面拉床(外拉床)。按拉床的结构和布局形式,又可分为立式拉床、卧式拉床、连续式(链条式)拉床等。

3.拉刀

(1)拉刀的种类和应用范围

拉削在工业生产中应用很广泛,可加工不同的内外表面,因此,拉刀的种类也很多。如按加工表面的不同,拉刀可分为内拉刀和外拉刀。

内拉刀用于加工内表面。常见的有圆孔拉刀、方孔拉刀、花键拉刀和键槽拉刀等。一般内拉刀刀齿的形状都做成被加工孔的形状。如图3-54和图3-56所示。

图3-54 内拉刀

(a)圈孔拉刀;(b)方孔拉刀;(c)花键拉刀

外拉刀用于加工外成形表面,如图3-55和图3-56所示。在我国,内拉刀比外拉刀应用得更普遍些。

(2)拉刀的结构

普通圆孔拉刀的结构如图3-57所示。

①柄部。供拉床夹头夹持以传递动力。

②颈部。连接柄部与其后各部分,也是打标记的位置。

③过渡锥。引导拉刀能顺利进入工件的预制孔中。(www.xing528.com)

④前导部。引导拉刀进入将要切削的正确位置,起导向和定心作用。

⑤切削部。承担全部余量的切除,由粗切齿、过渡齿和精切齿组成。

图3-55 外拉刀

(a)平面拉刀;(b)齿槽拉刀;(c)直角拉刀

图3-56 拉削的典型表面形状

图3-57 普通圆孔拉刀的结构

⑥校准部。由几个直径都相同的校准齿组成,起修光和校准作用,并作为精切齿的后备齿。

⑦后导部。保持拉刀最后的正确位置,防止刀齿切离工件时因工件下垂而损坏已加工表面或刀齿。

⑧支托部。对于长又重的拉刀,用以支撑并防止拉刀下垂。

4.拉削方式(拉削图形)

拉刀从工件上把拉削余量切下来的顺序称为拉削方式,一般都用图形来表达,也称拉削图形。

拉削方式可以分为三大类:分层拉削方式、分块拉削方式和综合拉削方式。

(1)分层拉削方式

分层拉削方式是将拉削余量一层一层地顺序切下的一种拉削方式。其拉刀参与切削的刀刃一般较长,即切削宽度较大,齿数较多,拉刀长度较长。这种切削方式的生产率较低,不适用于拉削带硬皮的工件。分层拉削方式又可分为如下几种:

①同廓拉削方式。按同廓拉削方式设计的拉刀,每个刀齿的廓形与被加工表面最终要求的形状相似,如图3-58所示。工件表面的形状与尺寸由最后一个精切齿和校准齿形成,故可获得较高的工件表面质量。

图3-58 同廓拉削方式

②渐成拉削方式。按此方式设计的拉刀,其刀齿廓形与被拉削表面的形状不同,被加工工件表面的形状和尺寸由各刀齿的副切削刃形成,如图3-59所示。对于加工复杂成形表面的工件,拉刀的制造比同廓拉削方式简单,但在工件已加工表面上可能出现副切削刃的交接痕迹,故加工出的工件表面质量较差。

图3-59 渐成拉削方式

(2)分块拉削方式

分块拉削方式是指工件上每一层金属是由一组尺寸相同或基本相同的刀齿切去,每个刀齿仅切去一层金属的一部分,前后刀齿的切削位置相互错开,全部余量由几组刀齿顺序切完的一种拉削方式。如图3-60所示,图3-60中表示的拉刀有四组切削刀齿。每组中包含三个直径相同的切削刀齿,先后切除同一层金属的黑白两部分余量。按分块拉削方式设计的拉刀称为轮切式拉刀,常用的是每组2~4齿。

分块拉削方式的优点是切削刃的长度(切削宽度)较短,允许的切削厚度较大,这样,拉刀的长度可大大缩短,也大大提高了生产率,并可直接拉削带硬皮的工件。但是,这种拉刀的结构复杂、制造麻烦,拉削后工件的表面质量较差。

图3-60 分块(轮切)拉削方式

图3-61 综合拉削方式

1,2,3,4—粗切齿和过渡齿;5,6—精切齿

(3)综合拉削方式

综合拉削方式是前面两种拉削方式综合在一起的一种拉削方式,如图3-61所示。它集中了同廓式拉刀和轮切式拉刀的优点,即粗切齿和过渡齿制成轮切式结构,精切齿则采用同廓式结构。这样可以使拉刀长度缩短,生产率提高,又能获得较好的工件表面质量。我国生产的圆孔拉刀多采用这种结构。

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