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  • 拉刀拉削工艺及存在问题与对策

    文/ 发布于2017-09-28 浏览次数:1117

      将组合型的本体与环套制造成一体,就有可能减少齿厚精加工余量,提高加工齿轮精度。由于各刃齿负荷减轻,磨损量也可能减少,增大了每次重磨后的可加工零件数,并且不需要对环套拆卸、安装和相位微调整等复杂作业,也可以削减生产成本。

      1、螺旋刃沟与轴线垂直刃沟,大直径螺旋拉刀的刃沟(容屑槽)有与轴线垂直型(环沟)与螺旋沟这二种,加工时轴线垂直型切削力变动大,寿命短,螺旋刃沟切削力变动小,齿形精度与刀具寿命均提高,近年螺旋沟的需要量不断增多。 由二型的切削负荷比较可知轴线垂直刃沟的切削负荷变动大,变动负荷所造成的振动使刀齿的磨损等损伤加快,螺旋刃沟由于参与切削的刃齿数经常保持一定,切削负荷变动小、较稳定,故不但刀齿磨损等损伤小,且加工齿形精度也较能稳定保证。

      2、螺孔加工用螺旋拉刀,汽车、电气零件等螺孔拉削加工成本、加工精度和生产效率均比电加工远为优越。

      3、平面拉刀:加工外表面的平面拉刀(包括较大的与局部较小的)。可根据被加工工件形状、夹紧方式和切削方式等不同情况应用各种各样的夹持结构(刀柄),适当地设计刀齿形状与相互排列以期达到复杂形状也能高效、高精度加工。局部内齿(细齿)加工用拉刀:中凹的扇形齿轮,不是用拉刀全周,而仅把必要部分做出来使用即可。

      4、局部外齿加工用拉刀:凸出的扇形齿轮加工时可用局部外齿加工拉刀,拉刀为凹圆面。

      5、二段齿升平面拉刀:在铸件锻件等表面硬表皮切除时,用前加工去除硬化部分以及防止圆孔偏心时可用之。

      6、渐成法带倒角刃拉刀:为防止被加工表面质量差,切槽时键槽拉刀可采用之,以抑制角端磨损,并防止切屑刮擦键槽侧面。

      7、渐成法平面拉刀:铸件锻件表面直接用拉刀加工时,由于工件形状,会使切削力增大此时可用渐成轮切法平面拉刀。

      8、复合表面处理(虎皮色涂层):这是三菱公司专利的花键拉刀,它的特点是只有花键齿齿面有涂层,切削花键孔大径的外圆刃,进行了氮化氧化处理。

      全部表面是涂层的拉刀,切削阻力大,加工表面质量异常且加工尺寸易波动,用此法可解决这些问题。

      用拉刀进行拉削加工能实现高精度、高效率的大批量生产,即使复杂的形状也不需熟练工操作,并可广泛适用于多品种、小批量生产。

      拉刀设计主要参数的选定。拉刀设计的基本要求是:结构尽量紧凑小型化,材料要求致密。由于过长的拉刀制造困难,成本提高且使用不便,工件精度也差。因此订货时,拉刀必要的参数不要漏掉非常重要,其中切削长度、底孔直径,对拉刀全长有很大影响,但也不应据此算出过长全长。

      内孔型面拉刀诸参数与所用拉床的规格(拉头卡抓部形状、尺寸、拉削能力、拉程长度和安装可能长度)与被加工工件形状、尺寸有关,正是由这些来确定的。

      前柄:前柄的尺寸由使用的拉床型式决定,它的形状应容易进入工件。拉头、复位头应有充分的强度,操作方便切实。

      前导向部:为使拉刀最前刀刃正确进入工件,前导向部应比工件长,工件有空刀槽时,应加上切削长成为工件长L。底孔径公差若是0.05mm,前导部应为g7的配合公差。

      前部柄长:拉刀装在拉床上应使第一刃与工件不接触,前柄长度若规定了加前导部,再考虑机床到工作台尺寸与夹具厚度,可以算出。

      切削长Lw:切削长是指拉刀加工工件的长度,是工件全长减去空刀槽长。切削长度短时(8mm以下)从加工稳定性(寿命、精度等)与拉刀的经济性方面考虑,推荐多次拉削。工件倒角一般不考虑,切削长度短,同时参与刃数有变化时,需考虑合适节距选定。

      全切削量(切削尺寸):全切削量为精加工尺寸和底孔最小径之差;圆刃拉刀的圆刃全切削量一般选底孔直径的0.2~0.35,公差为+0.05。

      第一刃的吃刀量:粗加工第一刃的吃刀量(即与相邻刃的直径差),与工件材料、硬度、拉刀种类和大小以及拉床动力有关。拉刀切刃长度变化大时,粗加工第一刃吃刀量据长度不同可分2~3级变化。接续粗加工刃的半精加工刃,为使精加工质量好,可设计数刃(通常为4个 刃)吃刀量可渐减,精加工切削刃吃刀量定为零。

      齿距:拉刀刀刃间的节距通常由下式算出:P=k?LW1/2,其中:P为齿距,k为系数,LW为切削长。k的取值范围为1.2~1.6,第一刃的吃刀量愈多,系数可选取愈大。计算获得的齿距时,应使LW/P不成为整数。LW/P>2时,可使各齿吃刀量为0.5mm。不等齿距则适用于防止切削共振的拉刀。圆形拉刀用齿距不等可防颤振、波度,提高尺寸精度。

      刃沟(容屑槽)形状由齿距、刃带宽和沟深齿底圆角等构成,它影响容屑容积、刀齿强度及重磨次数等,是充分发挥拉削功能的基本参数。拉刀的刃形如图9所示,刃沟形状各值以节距P作基准:L=0.25~0.3P,H=0.3~0.5P,R1=0.4~0.6P。这样计算决定的刃沟容积至少是切削产生切屑体积的6倍,通常可达10倍。这样可安全保证因切刃磨损造成切屑形状变化的影响。在自动加工时,也可弥补因操作者不能一刻不停监视,而可能酿成的事故,故系数据实情可取大值。

      前角和后角:前角和后角可据不同加工材料而选取,后角可因重磨后直径减少而造成使重磨量与各切削刃吃刀量变动,为此取其值比其他刀具小。

      侧后角:工件与刀齿接触面积宽则易产生切屑熔敷在刀齿上,易使精加工表面质量下降。为减少摩擦,刀齿应有侧后角,侧后角有刃带式、倒锥式和无侧后角式3类,据齿形、齿高和工件材质(调质、未调质)等来选定。

      后导向部:最后一刃后,设后导向部,它在最后一个精加工刃齿切削后支承工件。其直径等于圆刃精加工刃径的最小尺寸,长度大致等于直径。

      后柄:立式拉床需要吊起拉刀。其结构据机床的复位头工作要求决定,可按用户指示进行设计。

      分屑槽:圆刃或齿宽较大的刃,做出分屑槽以分断切屑防止切屑干涉,并使其流出容易。另外加工矩形花键那样的平行沟槽时,切除的切屑,由于切削力作用比切削刃的宽度宽,这样易伤及被加工出的侧面。设计出分屑槽可使切屑分断,以防止损伤侧面,相邻刃齿的分屑槽的相位应不重合,错开布置。

      刃长、全长:刃长=刃数×齿距,对应切削长度加上后部柄长,此长度不能超过所使用拉床的拉程。全长=前部柄长+刃长+后导向部长+后部柄长,以上 必须满足拉床安装的可能长度。过于细长的拉刀,制造和使用时常产生问题,为此可将余量分成2份或2份以上设计制作2根以上拉刀,作为成套拉刀使用为好。

      切削预计负荷:拉削负荷应在所用拉床允许值以内,则可以切削。预计负荷乘安全系数1.8,可以算出安全负荷FS,为保险起见必须确认安全负荷在拉床允许负荷内。

      拉刀的强度:根据求得的安全负荷,再按公式校验拉刀的强度可否承受。

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