(完整版)拉刀拉孔缺陷及消除方法.

1、拉孔缺陷及消除方法作者趙統(tǒng)鈞2.1.1 拉削表面產(chǎn)生鱗刺（ 1）現(xiàn)象：在工件拉出端表面上有鱗片狀毛刺，嚴(yán)重影響表面粗糙度，有時(shí)增大到 Ra25/um。（ 2）解決途徑1）采用低于2 m/min 或高于 5 m/min 的拉削速度試?yán)?）采用較小的齒升量。3）適當(dāng)增加前角。4）改變材料熱處理狀態(tài)，對(duì)低碳鋼增加其硬度，中碳鋼應(yīng)降低其硬度等。5）使用極壓切削液，尤其是以含氮的極壓切削劑效果最好。2.1.2 拉削表面有深淺不一、寬窄不均的犁溝狀劃痕，最深可達(dá)100um. 。（ 1）原因：拉刀切削刃上有積屑瘤，因積屑瘤的形狀和高度不斷在改變，所以劃痕呈不規(guī)則狀。（ 2）解決途徑1）在拉削速度、齒升量、

2、前角、工件材料熱處理和拉削液等方面采取與抑制鱗刺的相關(guān)措施。2）提高拉刀制造精度，保證拉刀前、后刀面有較小的表面粗糙度參數(shù)值。分屑槽應(yīng)有后角。2.1.3貫通整個(gè)拉削表面的條狀劃痕（ 1）原因：校準(zhǔn)齒切削刃有崩刃，或后導(dǎo)部表面有磕、碰痕跡，造成局部突起。（ 2）解決途徑：在拉刀制造、運(yùn)輸、保管和使用過(guò)程中都有輕拿輕放，防止和周圍的硬物發(fā)生碰撞。如果發(fā)現(xiàn)拉刀有崩刃和磕、碰痕跡，可用油石仔細(xì)修整，嚴(yán)重的應(yīng)重磨外圓、前刃面，。2.1.4環(huán)形波紋通常環(huán)形波紋有兩組，同組的環(huán)形波紋間距為一個(gè)齒距，異組之間的距離隨拉削長(zhǎng)度而改變。環(huán)形波紋對(duì)表面粗糙度約有幾個(gè)微米的影響，而對(duì)表面波紋度有1020 um. 的影

3、響。（ 1）原因：刀齒周期性地切入、切出，引起拉削力和拉削速度周期性變化，造成工件表面周期性彈性變形所致。（ 2）解決途徑1）增加同時(shí)工作齒數(shù)，使一個(gè)刀齒切出、切入引起的力和速度的變化所占比例減小。同時(shí)工作齒數(shù)與表面粗糙度的關(guān)系見(jiàn)后（附表1）。2）減小齒升量。3）增大拉刀前角。4）適當(dāng)增大后角和刃帶寬度。5）采用不等齒距。6）使用剛性大的拉床。2.1.5表面“啃刀”痕跡拉削圓孔時(shí)，局部表面有時(shí)出現(xiàn)“啃刀”痕跡。它可能在一側(cè)，也可能在整個(gè)圓周上?！翱械丁焙圹E對(duì)表面粗糙度有較大的影響。（ 1）原因：拉刀彎曲度（徑向跳動(dòng)）超差、刀齒圓周上鋒利程度不同，或外圓刃帶寬度不一致。（ 2）解決途徑：檢查拉刀

4、彎曲度、刀齒鋒利程度和刃帶寬度的一致性，對(duì)拉刀進(jìn)行校直或修磨。2.1 6其他原因造成的拉削表面粗糙度增大。如果拉削表面消除了鱗刺、積屑瘤、劃痕、環(huán)形波紋及啃刀等原因外，加工表面粗糙度仍然較1大時(shí)，應(yīng)對(duì)所用的拉床、夾具、拉刀和操作情況等具體情況進(jìn)行分析。例如：1）拉圓孔時(shí)，如果拉刀過(guò)渡齒和精切齒齒數(shù)過(guò)少，也會(huì)造成表面粗糙度增大。2）拉圓孔時(shí)最后一個(gè)精切齒因?yàn)椴婚_(kāi)分屑溝，當(dāng)齒升量大于0.01mm 時(shí)，出現(xiàn)環(huán)形切屑，齒升量為 0.0085mm 時(shí)，切屑成半環(huán)狀。當(dāng)出現(xiàn)環(huán)狀和半環(huán)狀切屑時(shí)，卷屑排屑不暢，使加工表面粗糙度增大。但當(dāng)齒升量為 0.003mm 時(shí)，出現(xiàn)不能正常切屑的擠壓狀態(tài)，表面粗糙度也增大

5、。所以應(yīng)嚴(yán)格控制圓孔刀最后一個(gè)精切齒的齒升量，使其在（0.0040.008） mm 之間，校準(zhǔn)齒的一致性0.005mm。3）采用漸成式拉刀加工鍵槽及其他孔、槽時(shí)，由于切成槽側(cè)面的切削刃沒(méi)有偏角和后角，摩擦嚴(yán)重，使表面粗糙度增大。通過(guò)保持刀齒鋒利、 減小齒升量和保證分屑槽寬度等措施可使表面粗糙度有所減少， 但對(duì)韌性大的材料，這些措施的效果不大，應(yīng)采用階梯漸成式拉刀。對(duì)要求高的工件，應(yīng)采用成形式拉刀最后進(jìn)行精拉。4）用以潤(rùn)滑為主的切削液代替以冷卻為主的切削液，并采取較低的拉削速度，對(duì)減小表面粗糙度有明顯效果。2.2拉削精度達(dá)不到要求2.2.1 工件內(nèi)孔尺寸超差（ 1）孔擴(kuò)現(xiàn)象：新拉刀或新刃磨的拉刀

6、常發(fā)生孔擴(kuò)現(xiàn)象。這是由于刃磨前刀面時(shí)產(chǎn)生的毛刺在拉削時(shí)倒向后刀面，增大了拉刀實(shí)際直徑。毛刺對(duì)直徑的影響一般為（0.010.02 ） mm, 有時(shí)也可達(dá)到（ 0.030.04 ） mm。解決途徑：為提高前刀面刃磨質(zhì)量，在刃磨后刀面前先予磨前刀面，將前刀面的精磨余量減少到最??；刃磨前刀面時(shí)進(jìn)給要輕緩；刃磨之后進(jìn)行適當(dāng)研磨；新拉刀或新刃磨的拉刀先拉削一次鑄鐵制件，可消除大部分毛刺。（ 2）孔縮現(xiàn)象：圓拉刀消除毛刺以后，在拉削韌性材料時(shí)（如 45、 40Cr、 18CrMnTi 鋼等），有孔縮現(xiàn)象，拉削薄壁工件時(shí)也有孔縮現(xiàn)象。孔縮量隨情況不同而有較大的差異，最大可達(dá)到0.020.04mm 。1）原因徑

7、向拉削力使工件內(nèi)孔產(chǎn)生彈性漲大變形，拉刀通過(guò)后，工件彈性恢復(fù)。2）解決途徑a.通過(guò)實(shí)驗(yàn)找出孔縮量數(shù)值，適當(dāng)修改拉刀校準(zhǔn)齒尺寸。b.保持切削刃鋒利、增大前角、減少齒升量、提高拉削速度和采用潤(rùn)滑性能好的切削液均能減少?gòu)较蚶髁?，有利于減小孔縮量。c.對(duì)薄壁零件盡可能先拉孔、后加工外表面，盡量減少拉削時(shí)工件的薄壁狀況。2.2.2工件孔形畸變（ 1）圓孔呈橢圓形，正多邊形孔呈不等邊多邊形1）原因：拉刀下垂或偏斜見(jiàn)附圖1（圖 1） ,工件基準(zhǔn)面與預(yù)制孔不垂直見(jiàn)附圖1（圖 2） ,或在工件基準(zhǔn)面和夾具定位面之間有異物見(jiàn)附圖1（圖 3），都會(huì)造成拉刀軸線和工件基準(zhǔn)面不垂直，使孔形畸變。2）解決途徑：保持拉刀

8、的正確工作位置，保持工件基準(zhǔn)面與預(yù)制孔的垂直度，保持工件及夾具端面的清潔，平整。（ 2）拉削工件外表面時(shí)，廓形畸變1）原因：帶黑皮的毛坯夾固不牢，拉削過(guò)程中移動(dòng)，夾緊力過(guò)大時(shí)又造成工件變形。22）解決途徑：提高工件剛度，采用漸成式拉刀，粗、精拉削在不同工位進(jìn)行。（ 3）端面或軸截面孔形畸變薄壁工件壁后不一致時(shí)，在端面中孔形畸變見(jiàn)附圖2（圖5）,或在軸截面中孔形畸變見(jiàn)附圖2（圖 4、 6、 7）。解決途徑：減少齒升量，減少同時(shí)工作齒數(shù)，在工藝上先拉孔，后加工薄壁，利用夾具加強(qiáng)薄壁部分等。（ 4）薄板工件內(nèi)孔成錐形孔1）原因：拉削時(shí)工件繞曲，彈性恢復(fù)后，進(jìn)刀一測(cè)孔徑變大，出刀一測(cè)孔徑變小。2）解決

9、途徑：保持拉刀鋒利，加大前角，減少刃帶寬度。2.2.3孔位置偏移孔位置偏移情況見(jiàn)附圖3（圖 8、9、 10）。孔形位置偏移的原因和解決途徑如下：1) 預(yù)制孔和拉刀前導(dǎo)部間隙過(guò)大。拉鍵槽時(shí)，預(yù)制孔和導(dǎo)套的間隙過(guò)大。解決途徑是嚴(yán)格控制制造精度，保證要求的配合間隙。2）拉刀柄部和機(jī)床卡頭配合不良，安裝不當(dāng)，使拉刀傾斜。解決途徑是保證卡頭和柄部的良好配合，使用滑動(dòng)支架支撐拉刀尾部。3) 圓拉刀直徑兩邊鋒利程度不同，拉刀向徑向力較小的一側(cè)偏移。解決途徑是刃磨前刀面時(shí)要仔細(xì)操作。對(duì)彎曲的拉刀要校直后再刃磨。4) 拉削花鍵孔時(shí)不拉圓孔，由于小徑和拉刀前導(dǎo)部間隙大而是花鍵位置偏移。最好使用內(nèi)孔-花鍵復(fù)合拉刀一

10、次拉出大、小徑。此外，應(yīng)用避免拉刀彎曲。5) 工件材料硬度不均勻，拉刀偏向硬度較低的一側(cè)。因此，在熱處理工藝上應(yīng)保證工件硬度均勻一致。6) 拉削時(shí)，切削液僅澆注拉刀的一側(cè)，該側(cè)切削力小，拉刀會(huì)向切削力小的一側(cè)偏移。因此，要保證切削液充分的澆注到各方向上。7) 拉刀本身精度不高，拉刀型面偏離理論中心，因此應(yīng)更換新的合格的拉刀。2.3拉刀壽命低通常拉刀重磨一次可以拉削數(shù)百個(gè)以上的工件，整個(gè)拉刀可重磨數(shù)次到數(shù)十次。拉刀壽命低時(shí)，可比正常情況差數(shù)十倍。拉刀嚴(yán)重磨損時(shí)，可能即將報(bào)廢。拉刀壽命低的主要原因有：（ 1) 拉刀材料不合適 硬度為 63-66HRC 的普通高速鋼拉刀， 只能加工硬度低于 250H

11、BS 的工件。工件硬度高于 250HBS，最好采用硬度高于 67HRC 的高性能高速鋼制造拉刀，或?qū)哆M(jìn)行氮化鈦涂層或滲氮處理。（ 2）齒升量不當(dāng)，拉削一般材料時(shí)，齒升量過(guò)大，或齒升量不均勻，都會(huì)縮短拉刀壽命，因?yàn)榍邢髫?fù)荷大的刀齒很快磨損，導(dǎo)致下一個(gè)刀齒也很快磨損。但拉削不銹鋼時(shí)，因其有（0.0130.03）mm的冷硬層， 采用齒升量（ 0.050.06 ）mm 時(shí)，拉刀磨損反而減小。拉削鈦合金時(shí)，將齒升量由 0.05mm 增加到 0.1mm，使且學(xué)人避開(kāi)冷硬層，效果良好。拉刀多次重磨后，齒升量會(huì)不均勻，必要時(shí)，需重磨拉刀刀面，以校正各刀齒屑。刀齒刃帶過(guò)寬也會(huì)降低拉刀壽命。（ 3)刀齒硬度不

12、夠拉刀刀齒硬度達(dá)不到規(guī)定的硬度下限63HRC 時(shí)，拉刀壽命會(huì)明顯降低。要求必須有正確的工藝和嚴(yán)格的管理。在拉削時(shí)發(fā)現(xiàn)拉刀的硬度不夠時(shí)，將難以補(bǔ)救。（ 4）刀刃退火刃磨拉刀時(shí)，砂輪在刀齒前刀面上連續(xù)靠磨，接觸面又大，溫度升高較快，刀刃3容易過(guò)熱退火，造成拉刀壽命下降。正確的刃磨應(yīng)該輕上刀、小進(jìn)給，盡量減少磨去量。(5）工件材料有硬質(zhì)點(diǎn)普通鑄鐵、合金鑄鐵等脆性材料中容易有硬質(zhì)點(diǎn)，這些硬質(zhì)點(diǎn)甚至比拉刀硬度還要高，對(duì)拉刀壽命影響很大，因此，最好選用含雜質(zhì)少的工件材料。(6) 拉削速度過(guò)高 拉削速度過(guò)高會(huì)使拉刀壽命迅速降低。 對(duì)于內(nèi)表面拉削， 由于系統(tǒng)剛性較差，還會(huì)使刀齒受到更大的沖擊，拉削加工屬封閉式

13、切削，刀齒瞬間產(chǎn)生很高的切削熱，且得不到及時(shí)冷卻，導(dǎo)致各種不正常損壞，拉刀壽命明顯降低，而且造成崩齒、斷裂等，。( 7) 切削液選擇或澆注方式不當(dāng)切削液對(duì)保證拉刀壽命致關(guān)重要，并且對(duì)加工表面粗糙度和加工精度都有影響，必須予以充分注意。（ 8) 震動(dòng)：拉削時(shí)如有震動(dòng)，將導(dǎo)致拉刀急劇磨損或損壞，因此，應(yīng)采取措施減少震動(dòng)。2.4拉刀刀齒崩刃或斷裂1）拉刀容屑空間不足，切屑堵賽，而導(dǎo)致崩刃或斷裂。除設(shè)計(jì)時(shí)注意外，使用拉刀時(shí)切勿使工件長(zhǎng)度超過(guò)允許值，每次拉削后必須仔細(xì)清除切屑。2 ) 容屑槽槽形不正確，前刀面直線部分過(guò)長(zhǎng)，槽不圓滑，有凸臺(tái)，切屑不能順利卷曲。3) 拉刀前角過(guò)大。4) 個(gè)別刀齒齒升量過(guò)大。

14、5) 花鍵拉刀底徑過(guò)大，底徑參加切削時(shí)，可造成拉刀斷裂。6）成組花鍵拉刀的后幾把拉刀前導(dǎo)部尺寸不當(dāng)，不能順利導(dǎo)入工件的花鍵槽，如強(qiáng)行拉削，易造成拉刀斷裂。7) 刀齒熱處理硬度過(guò)高、有裂紋、或回火不足時(shí)，容易崩刃。8）拉刀校直時(shí)敲擊過(guò)重，在使用或運(yùn)輸過(guò)程中斷裂。9) 刃磨拉刀時(shí)刃口因熱應(yīng)力產(chǎn)生磨削裂紋，拉削時(shí)崩刃。10) 拉刀彎曲過(guò)大，拉削時(shí)產(chǎn)生拉偏，導(dǎo)致拉刀崩齒、折斷。11）拉削中途停車，會(huì)使拉力驟減，造成拉刀、工件自重下垂，改變?cè)鬈壽E，同時(shí)工件因彈性抱緊拉刀刀齒，致使刀刃嵌入工件內(nèi)壁，此時(shí)若試圖拉出工件，將造成拉刀嚴(yán)重崩齒，別斷拉刀。此時(shí)應(yīng)在車床上將工件車至1.5-2mm 厚，用切割機(jī)沿鍵底方向切開(kāi)，取下工件。12) 工件內(nèi)孔與端面垂直度誤差太大，導(dǎo)致拉刀拉偏，圓周拉力不均，易造成拉刀崩齒、斷裂。13) 拉刀安裝不正確，工件定位不良，使拉刀受較大彎矩，有時(shí)造成折斷。14) 拉刀容屑槽內(nèi)鐵屑清理不干凈，導(dǎo)致鐵屑無(wú)法容納，導(dǎo)致拉刀崩齒、折斷。15) 后托架與拉刀卡頭不等高，使拉刀經(jīng)受過(guò)大彎矩而折斷。16）鍵槽拉刀導(dǎo)套外圓與工件配合間隙過(guò)大，錐孔與工件錐度不符，拉削時(shí)工件松動(dòng)。17）拉床拉力小，拉削時(shí)產(chǎn)生顫抖、停頓，將造成拉刀崩刃，甚至斷裂。18) 預(yù)制孔尺寸偏小