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，嚴重影響表面粗糙度，有時增大到 Ra25/um。（2）解決途徑1）采用低于2 m/min或高于5 m/min的拉削速度試拉。2）采用較小的齒升量。3）適當增加前角。4）改變材料熱處理狀態(tài)，對低碳鋼增加其硬度，中碳鋼應降低其硬度等。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。分屑槽應有后角。2.1.3 貫通整個拉削表面的條狀劃痕（1）原因：校準齒切削刃有崩刃，或后導部表面有磕、碰痕跡，造成局部突起。（2）解決途徑：在拉刀制造、運輸、保管和使用過程中都有輕拿輕放，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，可用油石仔細修整，嚴重的應重磨外圓、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)形波紋間距為一個齒距，異組之間的距離隨拉削長度而改變。環(huán)形波紋對表面粗糙度約有幾個微米的影響，而對表面波紋度有1020 um.的影響

3、。（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）增加同時工作齒數(shù)，使一個刀齒切出、切入引起的力和速度的變化所占比例減小。同時工作齒數(shù)與表面粗糙度的關(guān)系見后（附表1）。2）減小齒升量。3）增大拉刀前角。4）適當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，局部表面有時出現(xiàn)“啃刀”痕跡。它可能在一側(cè)，也可能在整個圓周上?！翱械丁焙圹E對表面粗糙度有較大的影響。（1）原因：拉刀彎曲度（徑向跳動）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：檢查拉刀彎曲度、

4、刀齒鋒利程度和刃帶寬度的一致性，對拉刀進行校直或修磨。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，應對所用的拉床、夾具、拉刀和操作情況等具體情況進行分析。例如：1）拉圓孔時，如果拉刀過渡齒和精切齒齒數(shù)過少，也會造成表面粗糙度增大。2）拉圓孔時最后一個精切齒因為不開分屑溝，當齒升量大于0.01mm時，出現(xiàn)環(huán)形切屑，齒升量為0.0085mm時，切屑成半環(huán)狀。當出現(xiàn)環(huán)狀和半環(huán)狀切屑時，卷屑排屑不暢，使加工表面粗糙度增大。但當齒升量為0.003mm時，出現(xiàn)不能正常切屑的擠壓狀態(tài)，表面粗糙度也增大。所以應嚴格控

5、制圓孔刀最后一個精切齒的齒升量，使其在（0.0040.008）mm之間，校準齒的一致性0.005mm。3）采用漸成式拉刀加工鍵槽及其他孔、槽時，由于切成槽側(cè)面的切削刃沒有偏角和后角，摩擦嚴重，使表面粗糙度增大。通過保持刀齒鋒利、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，但對韌性大的材料，這些措施的效果不大，應采用階梯漸成式拉刀。對要求高的工件，應采用成形式拉刀最后進行精拉。4）用以潤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，對減小表面粗糙度有明顯效果。2.2 拉削精度達不到要求2.2.1 工件內(nèi)孔尺寸超差（1）孔擴現(xiàn)象：新拉刀或新刃磨的拉刀常發(fā)生孔擴現(xiàn)象。這是由

6、于刃磨前刀面時產(chǎn)生的毛刺在拉削時倒向后刀面，增大了拉刀實際直徑。毛刺對直徑的影響一般為（0.010.02）mm,有時也可達到（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??；刃磨前刀面時進給要輕緩；刃磨之后進行適當研磨；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（如45、40Cr、 18CrMnTi鋼等），有孔縮現(xiàn)象，拉削薄壁工件時也有孔縮現(xiàn)象?？卓s量隨情況不同而有較大的差異，最大可達到0.020.04mm。1）原因 徑向拉削力使工件內(nèi)孔產(chǎn)生彈性漲大變形，拉刀通

7、過后，工件彈性恢復。2）解決途徑a.通過實驗找出孔縮量數(shù)值，適當修改拉刀校準齒尺寸。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滑性能好的切削液均能減少徑向拉削力，有利于減小孔縮量。c.對薄壁零件盡可能先拉孔、后加工外表面，盡量減少拉削時工件的薄壁狀況。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：拉刀下垂或偏斜見附圖1（圖1）,工件基準面與預制孔不垂直見附圖1（圖2）,或在工件基準面和夾具定位面之間有異物見附圖1（圖3），都會造成拉刀軸線和工件基準面不垂直，使孔形畸變。2）解決途徑：保持拉刀的正確工作位置，保持工件基準面與預制孔的垂直度，保持

8、工件及夾具端面的清潔，平整。（2）拉削工件外表面時，廓形畸變1）原因：帶黑皮的毛坯夾固不牢，拉削過程中移動，夾緊力過大時又造成工件變形。2）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行。（3）端面或軸截面孔形畸變 薄壁工件壁后不一致時，在端面中孔形畸變見附圖2（圖5）,或在軸截面中孔形畸變見附圖2（圖4、6、7）。解決途徑：減少齒升量，減少同時工作齒數(shù)，在工藝上先拉孔，后加工薄壁，利用夾具加強薄壁部分等。（4）薄板工件內(nèi)孔成錐形孔1）原因：拉削時工件繞曲，彈性恢復后，進刀一測孔徑變大，出刀一測孔徑變小。2）解決途徑：保持拉刀鋒利，加大前角，減少刃帶寬度。2.2.3 孔位置偏

9、移孔位置偏移情況見附圖3（圖8、9、10）?？仔挝恢闷频脑蚝徒鉀Q途徑如下：1) 預制孔和拉刀前導部間隙過大。拉鍵槽時，預制孔和導套的間隙過大。解決途徑是嚴格控制制造精度，保證要求的配合間隙。2）拉刀柄部和機床卡頭配合不良，安裝不當，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要仔細操作。對彎曲的拉刀要校直后再刃磨。4) 拉削花鍵孔時不拉圓孔，由于小徑和拉刀前導部間隙大而是花鍵位置偏移。最好使用內(nèi)孔-花鍵復合拉刀一次拉出大、小徑。此外，應用避免拉刀彎曲。5) 工件材料硬度不均勻，

10、拉刀偏向硬度較低的一側(cè)。因此，在熱處理工藝上應保證工件硬度均勻一致。6) 拉削時，切削液僅澆注拉刀的一側(cè)，該側(cè)切削力小，拉刀會向切削力小的一側(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)百個以上的工件，整個拉刀可重磨數(shù)次到數(shù)十次。拉刀壽命低時，可比正常情況差數(shù)十倍。拉刀嚴重磨損時，可能即將報廢。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250HBS的工件。工件硬度高于250HBS，最好采用硬度高于67HRC的高性能高

11、速鋼制造拉刀，或?qū)哆M行氮化鈦涂層或滲氮處理。（2）齒升量不當，拉削一般材料時，齒升量過大，或齒升量不均勻，都會縮短拉刀壽命，因為切削負荷大的刀齒很快磨損，導致下一個刀齒也很快磨損。但拉削不銹鋼時，因其有（0.0130.03）mm的冷硬層，采用齒升量（0.050.06）mm時，拉刀磨損反而減小。拉削鈦合金時，將齒升量由0.05mm增加到0.1mm，使且學人避開冷硬層，效果良好。拉刀多次重磨后，齒升量會不均勻，必要時，需重磨拉刀刀面，以校正各刀齒屑。刀齒刃帶過寬也會降低拉刀壽命。（3) 刀齒硬度不夠 拉刀刀齒硬度達不到規(guī)定的硬度下限63HRC時，拉刀壽命會明顯降低。要求必須有正確的工藝和嚴格的

12、管理。在拉削時發(fā)現(xiàn)拉刀的硬度不夠時，將難以補救。（4）刀刃退火 刃磨拉刀時，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容易過熱退火，造成拉刀壽命下降。正確的刃磨應該輕上刀、小進給，盡量減少磨去量。(5）工件材料有硬質(zhì)點 普通鑄鐵、合金鑄鐵等脆性材料中容易有硬質(zhì)點，這些硬質(zhì)點甚至比拉刀硬度還要高，對拉刀壽命影響很大，因此，最好選用含雜質(zhì)少的工件材料。(6) 拉削速度過高 拉削速度過高會使拉刀壽命迅速降低。對于內(nèi)表面拉削，由于系統(tǒng)剛性較差，還會使刀齒受到更大的沖擊，拉削加工屬封閉式切削，刀齒瞬間產(chǎn)生很高的切削熱，且得不到及時冷卻，導致各種不正常損壞，拉刀壽命明顯降低，而且造成崩

13、齒、斷裂等，。( 7) 切削液選擇或澆注方式不當 切削液對保證拉刀壽命致關(guān)重要，并且對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：拉削時如有震動，將導致拉刀急劇磨損或損壞，因此，應采取措施減少震動。2.4 拉刀刀齒崩刃或斷裂1）拉刀容屑空間不足，切屑堵賽，而導致崩刃或斷裂。除設(shè)計時注意外，使用拉刀時切勿使工件長度超過允許值，每次拉削后必須仔細清除切屑。2 ) 容屑槽槽形不正確，前刀面直線部分過長，槽不圓滑，有凸臺，切屑不能順利卷曲。3) 拉刀前角過大。4) 個別刀齒齒升量過大。5) 花鍵拉刀底徑過大，底徑參加切削時，可造成拉刀斷裂。6）成組花鍵拉刀的后幾把拉刀前導部尺寸不

14、當，不能順利導入工件的花鍵槽，如強行拉削，易造成拉刀斷裂。7) 刀齒熱處理硬度過高、有裂紋、或回火不足時，容易崩刃。8）拉刀校直時敲擊過重，在使用或運輸過程中斷裂。9) 刃磨拉刀時刃口因熱應力產(chǎn)生磨削裂紋，拉削時崩刃。10) 拉刀彎曲過大，拉削時產(chǎn)生拉偏，導致拉刀崩齒、折斷。11）拉削中途停車，會使拉力驟減，造成拉刀、工件自重下垂，改變原拉削軌跡，同時工件因彈性抱緊拉刀刀齒，致使刀刃嵌入工件內(nèi)壁，此時若試圖拉出工件，將造成拉刀嚴重崩齒，別斷拉刀。此時應在車床上將工件車至1.5-2mm厚，用切割機沿鍵底方向切開，取下工件。12) 工件內(nèi)孔與端面垂直度誤差太大，導致拉刀拉偏，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，有時造成折斷。14) 拉刀容屑槽內(nèi)鐵屑清理不干凈，導致鐵屑無法容納，導致拉刀崩齒、折斷。15) 后托架與拉刀卡頭不等高，使拉刀經(jīng)受過大彎矩而折斷。16）鍵槽拉刀導套外圓與工件配合間隙過大，錐孔與工件錐度不符，拉削時工件松動。17）拉床拉力小，拉削時產(chǎn)生顫抖、停頓，將造成拉刀崩刃，甚至斷裂。18) 預制孔尺寸偏小