鳞刺和划痕产生的有关措施,注意保持刀齿主、副切削刃的锋利和防止刀齿齿角倒圆外,在允许的情况下,还可以用减小拉刀的齿升量,以及把分屑槽开得造近刀齿转角处等措施,使槽侧光洁度得到一些改善(因为分屑槽靠近刀齿转角处可减轻切屑端面对槽壁的摩擦)。
图2:以分层法拉削花键时切屑 图3:轮切式花键拉刀拉削时的
对槽壁的摩擦 切屑形成状况
采用轮切式花键拉刀可以进一步改善花键槽侧的粗糙。如图3所示。由于轮切式花键拉刀是成组拉削的(现以两齿一组为例),第一个刀齿是带月牙槽倒角的刀齿,只切去花键槽中部的金属,切屑不会与槽壁发生摩擦;而第二个刀齿具有与分层法拉刀刀齿相同的形状,但它只是在两齿角处切去上一刀齿留下的金属,因此,切屑在花键槽内具有较大的扩展空间,一经切下便能立即离开槽壁,从而大大减轻了切屑端面对槽壁的摩擦。再加之其刀齿两侧刃作有较大的侧隙角、较窄的刃带和后角(通过磨刀齿键宽时将拉刀尾部稍稍抬高而获得),因而可以得到较好的花键槽壁粗糙度。
(五)在表面粗糙度低的上述各种问题中,拉刀的磨钝是引起拉削表面光洁度降低的重要原因之一
拉刀的磨损程度越厉害,上述各种缺陷也就越严重。因此,及时重磨拉刀,使拉刀保持良好的切削性能,是获得具有高粗糙度拉削表面的重要保证。
二、被拉削工件尺寸、形状和位置发生偏差
如果拉刀的设计、制造尺寸不合格或拉刀严重磨损,那么所拉出的工件尺寸便不会合格,这是不言而喻的。但是,常常还会发生这样的情形,即拉刀的设计、制造尺寸完全合格,而加工出的工件尺寸、形状或位置却不合格。这就需要从拉刀制造及使用的各因素中找出产生上述缺陷的原因及消除缺陷的方法。
(一)拉削后工件尺寸不合格
由于加工材料性质的不同和工件形状的影响,拉出的孔往往会出现“扩大”或“收缩”现象。通常在拉削脆性材料时容易产生“扩大”现象,而在拉削韧性材料及薄壁工件时则容易产生“收缩”现象。设计拉刀时,其校准齿尺寸已考虑了拉削加工时的扩大量,因此在拉削中发生孔径扩大超差的情况比较少。但拉削中影响工件发生“收缩”的因此比较多,而收缩量的变化也较大(可达0.02~0.04毫米)。因此,用常规设计的拉刀加工时,常常出现拉后孔径变小的现象。
孔径发生收缩的主要原因,是由于拉削时很大的径向切削力会使韧性材料的工件产生塑性和弹性变形。当拉刀通过工件后,工件由于弹性恢复而使孔径发生收缩。径向切削力越大,工件刚性越差,工件的收缩就越严重。因此,要减小孔径的收缩,就必须减小切削力和增加工件刚性,或采取其他有效措施。
拉削中影响径向切削力的因素很多。采用极压切削油代替乳化液,增大刀齿前角,保持切削刃的锋利,在允许的情况下减小齿升量等,都可以减小切削力,从而减少孔径的收缩。当拉出的孔径缩小得较多时,则应另外制造或选用校准齿尺寸较大的拉刀加工。如果工件孔型简单而批量不大时,也可将工件在拉刀上套正后再拉一次。
工件孔壁的厚度及形状,对孔径的收缩量及收缩形式也有很大影响。例如,当工件的外形呈雏形时,拉削中孔壁各部分在切削力作用下所发生的弹性变形程度便不一样,薄的部分较大,厚的部分较小,因而使拉出的孔因各部门收缩量不同而出现雏度。因此,为了减小拉削孔径的不规则收缩,工件的孔壁厚度应尽可能大一些和尽可能均匀些。
(二)被拉削孔形有偏差
拉削中还常常会发生被拉削孔形与图纸规定的形状出现偏差的现象,如规定的圆孔变成为椭圆孔或卵圆孔,或所拉的多边形孔(正方形、六边形等)各边的夹角发生歪曲等,就是这样的例子。发生上述孔形偏差,除由拉刀本身齿形的误差引起外,还可能有下述几种原因:
1.当拉刀在拉床上安装不正,工件基准端面与预制孔不垂直,以及基准端面与夹上支承面间夹有碎切屑而使工件定位歪斜时,拉刀轴线与被拉削孔轴线将会产生歪斜,从而使被拉削孔产生嗽叭口、椭圆度或局部扩大,或使被拉孔与基准端面不垂直(图4)。为此,操作时应注意正确地安装拉刀,提高基准端面与预制孔的垂直度,以及使工件苦痛端面与夹具支承面保持平整和清洁。
2.当拉刀的弯曲较大时,也会使拉出的孔径或键宽增大和使孔形产生偏差。因此,弯曲较大的拉刀应在校直后再使用。
3.当工件的孔壁较薄而端截面内各个方向的厚度不同时,拉削后,壁薄的部分收缩较大,从而使孔形发生畸变(图4)。当孔壁沿轴线的厚度不均匀时,拉削后内孔亦会因发生局部变形而出现喇叭口、腰鼓形或锥形(图5)。在这种情况下,应采取防止工件收缩的有关措施。
图4 拉刀及工件歪斜而使孔形发生偏差
图5 因孔壁收缩而产生的内孔变形
4.当拉刀相对两半圆刀齿的锋利程度不一样或刃带宽窄不一致时,会使拉刀的径向切削分力不平衡,从而使拉刀偏向切削力较小的一边(即刃口较锋利或刃带较窄的一边)。出现这种情况,是由于在磨制和刃磨时拉刀的径向跳动太大,使刀齿圆周各处的磨去量不同所致。为此,在磨制和重磨拉刀时,应通过校直,使拉刀的跳动限制在一定的范围内。
5.当拉刀和夹头的配合过松或拉刀较长和较重时,拉刀会由于自重而一端下垂,致使拉刀在工作时因一侧吃刀过多而引起所拉内孔的偏移(如图)。在这种情况下,除应使夹头与拉刀柄部保持良好的配合外,还应使用滑动支座支撑拉刀的尾部,以防止尾部下垂和保证拉刀的正确导向(图1-59)。当拉刀的长度和重量不太大时,也可在拉削开始前用手轻轻托住拉刀的后导部分,待拉刀开始拉削后再放开,这样也可减少拉刀的下垂。
6.有时在花键孔的拉出部分会发现花键槽深浅不一样,有的键槽侧壁有被过切的刀痕。这是由于拉刀后导部分长度太短,工件和后导部分的间隙太大,以及拉削中产生了拉刀的歪斜和侧向力所致。为了理论上这种缺陷,不仅需要检查拉刀的直线性、切削刃的锋利程度和均匀性,调整好拉刀、拉刀夹头和工件夹具间的同心度,而且应适当加长后导部分的长度,并使之与工件之间保持较小的间隙。
7.由于定位不良和振动而使工件在拉削中发生移动或转动时,也会使拉出的内孔发生偏移。为此,应注意工件基准端面和夹具支承面的平整性,并防止拉削中的振动。
8.工件材料的理度在圆周方向上不均匀时,拉削中会使拉刀偏向硬度较低的一方。因此,在工件热处理时应注意采取适当的工艺,使材料各部分硬度均匀一致。
9.如果拉削时切削液仅浇注到拉刀的一边,而另一边浇不到,那么也可能使拉出的内孔发生偏移。因为浇到切削液的一边削力较小,而未浇到的一边切削力较大,从而使拉刀偏向有切削液的一边。因此,拉削中切削液的浇注应充足和均匀。
综上所述,拉削中引起内孔偏移的因素是很多的。在大多数情况下,可能通过拉刀的正确使用来予以防止。而在对工件内外圆同心度有严格要求的场合,则必须同时拉削内孔或采用刀齿间带有导向圆柱的拉刀拉削。
三、拉刀的耐用度低
通常,一把质量良好而使用正确的拉刀,在两次重磨间可以加工几百件到上千件工件。但有的拉力却达不到这样的要求,这就表示拉力的耐用度太低。造成拉刀耐用度低的原因,一般有如下几方面:(1)刀齿硬度不够:由于热处理不当,刀齿的硬度未达要求的HRC63—66,或刀齿上存在软点时,都会使拉刀在使用中迅速磨钝。(2)刀齿在刃磨中退火:在刃磨或重磨时,由于进刀太快或吃刀过大,都会引起刀刃因过热退火而降低硬度,因此在拉削中会很快磨损。(3)拉刀重磨质量低:如果重磨时光洁度低,容屑槽形不正确,前刀面因干涉则变成曲面,且前角减小时,都会恶化拉刀的切削性能,降低其耐用度。(4)工件材料硬度过高:工件材料硬度过高(HB>280)或材料中夹有硬
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