拉削

拉削

拉削是指利用特製的拉刀逐齒依次從工件上切下很薄的金屬層,使表面達到較高的尺寸精度和較低的粗糙度,是一種高效率的加工方法。

拉削時,拉刀使被加工表面一次切削成形,所以拉床只有主運動,沒有進給運動。拉削加工的切屑薄、切削運動平穩,因而有較高的加工精度和較小的表面結構值。

基本介紹

  • 中文名:拉削
  • 外文名:broaching
  • 分類:內拉削、外拉削
  • 主要設備:拉床、拉刀等
  • 特點:生產效率高等
  • 學科:機械工程
簡述,特點,方式,分類,注意事項,

簡述

拉削加工只有一個主運動,即拉刀在拉床液壓力作用下以切]削速度v作直線運動。進給運動由拉刀本身的結構實現,即由每個刀齒依次的斷升量代替進給運動。拉削加工可以看成是按高低順序依次排列成行的多把刨刀進行的刨削加工。
拉削可以加工各種形狀的通孔,還可以加工各種平面及成形面等。由於受拉刀製造工藝以及拉床動力的限制,過小或過大的孔均不適宜拉削加工(拉削孔徑一般為10~100mm,孔的深徑比一般不超過5),盲孔、台階孔和薄壁孔也不適宜拉削加工。拉削主要套用於成批、大量生產的場合。

特點

拉削加工的主要特點如下:
(1)生產效率較高。拉刀是多齒刀具,同時參加工作的刀齒數較多,使總的切削寬度增大,並且拉刀的一次行程中能夠完成粗加工、半精加工和精加工工序,使基本工藝時間和輔助時間大大縮短,所以拉削的生產效率較高。
(2)加工範圍較廣。拉削不但可以加工平面和沒有障礙的外表面,還可以加工各種形狀的通孔,所以拉削的加工範圍較廣。
(3)加工精度較高、表面粗糙度較低。拉刀具有校準部,其作用是校準尺寸,修光量。另外,拉削的切削速度一般較低(<18 m/min),每個切削齒的切削厚度較小,因而切削過程比較平穩,並可避免擬屑瘤的不利影響。所以,拉削加工可以達到較高的精度和較低的表面粗糙度,一般拉孔的尺寸精度公差等級為IT7~IT8,表面粗糙度Ra為0.4~0.8μm。
(4)拉床的結構簡單。拉削只仃·個主運動.即拉刀的直線運動,進給運動是靠拉刀的後一個刀齒高出前一個刀齒來實現的,刀齒的高出量稱為齒升量,所以拉床的結構簡單,操作也方便。
(5)拉刀的使用壽命長。拉削時切削速度較低,刀具磨損慢,刃磨一次,可以加工數以乾計的工件,一把拉刀又可以重磨多次,所以拉刀的使用壽命長。
拉削雖然具有以上優點,但是由於拉刀的結構比一般孔加工刀具複雜,製造困難,成本高,所以儀適用於成批、大量生產。在單件、小批生產中,對於某些精度要求高、形狀特殊的成形表面,用其他方法加工困難時,也有採用拉削加工的。盲孔、深孔、階梯孔和有障礙的外表面,則不能用拉削加工。

方式

拉削方式是指把拉削餘量從工件上切下來的順序和方式,它決定每個刀齒切下來的切削層的截面形狀,所以也叫拉削圖形。拉削方式選擇的合理與否,直接影響到刀齒負荷的分配、拉刀的長度、拉削力的大小、拉刀的磨損和耐用度、T件表面質量、生產率和製造成本等。拉削方式不同,拉刀設計方法不同,是拉刀設計中應首先確定一個重要環節。拉削方式可分為分層式、分塊式、綜合式三類。
1.分層式
分層式拉削是拉刀的刀齒將拉削餘量一層一層地順序切下,每個刀齒根據齒升量的多少切去一層餘量。分層式拉削的切削厚度小,所以拉削過程較為平穩,拉削表面質量較高。但單位切削力大,需要的切削齒數目多,拉刀較長。刀具的成本高,生產率低。根據加工表面形成過程的不同,分層式拉削又可分為同廓式和漸成式。
1.分塊式
按分塊式拉削圖形設計的拉刀,其切削部分是由若干齒組組成。每個齒組中有2~3個刀齒,它們的直徑相同,共同切下加工餘量中的一層金屬,每個刀齒僅切去一層中的一部分,最常用的是輪切式。輪切式拉刀截形及其拉削圖形,即第一齒與第二齒的直徑相同,但切削刃位置互相錯開,各切除丁件上同一層金屬中的幾段材料,剩下的殘留金屬,由同一組的第三個切削刃切除。該刀齒不再制有圓弧分屑槽。為避免切削刃與前兩個切削刃切成的工件表面摩擦及切下整圈切屑,其直徑應較同組其他兩個刀齒盲徑小0.02~0.04mm。
3.綜合式
綜合式拉削集中了分層式拉削與分塊式拉削的優點,即粗切齒和過渡齒製成輪切式結構,精切齒則採用分層式結構。既縮短了拉刀長度,保持了較高的生產率,又能獲得較好的工件表面質量。

分類

用拉刀作為刀具的切削加工。當拉刀相對工件作直線移動時,工件的加工餘量由拉刀上逐齒遞增尺寸的刀齒依次切除。通常,一次工作行程即能加工成形,是一種高效率的精加工方法。但因拉刀結構複雜,製造成本高,且有一定的專用性,因此拉削主要用於成批大量生產。按加工表面特徵不同,拉削分為內拉削和外拉削。
①內拉削:用來加工各種截面形狀的通孔和孔內通槽,如圓孔、方孔、多邊形孔、花鍵孔、鍵槽孔、內齒輪等。拉削前要有已加工孔,讓拉刀能從中插入。拉削的孔徑範圍為8~125毫米,孔深不超過孔徑的5倍。特殊情況下,孔徑範圍可小到3毫米,大到400毫米,孔深可達10米。
②外拉削:用來加工非封閉形表面,如平面、成形面、溝槽、榫槽、葉片榫頭和外齒輪等,特別適合於在大量生產中加工比較大的平面和複合型面,如汽車和拖拉機的氣缸體、軸承座和連桿等。拉削型面的尺寸精度可達IT8~5,表面粗糙度為 Ra2.5~0.04微米,拉削齒輪精度可達6~8級(JB179-83)。
拉削時,從工件上切除加工餘量的順序和方式有成形式、漸成式、輪切式和綜合輪切式等。①成形式。加工精度高,表面粗糙度較小,但效率較低;拉刀長度較長,主要用於加工中小尺寸的圓孔和精度要求高的成形面。②漸成式適用於粗拉削複雜的加工表面,如方孔、多邊形孔和花鍵孔等,這種方式採用的拉刀製造較易,但加工表面質量較差。③輪切式切削效率高,可減小拉刀長度,但加工表面質量差,主要用於加工尺寸較大、加工餘量較多、精度要求較低的圓孔。④綜合輪切式是用輪切法進行粗拉削,用成形法進行精拉削,兼有兩者的優點,廣泛用於圓孔拉削。

注意事項

拉削普通結構鋼和鑄鐵時,一般粗拉速度為 3 ~7米/分,精拉速度小於3米/分。對於高溫合金或鈦合金等難加工金屬材料, 只有採用硬質合金或新型高速鋼拉刀,在剛度好的高速拉床上,用16~30米/分或更高的速度拉削, 才能得到比較滿意的結果。採用螺旋拉削裝置,使螺旋齒拉刀與工件作相對直線運動和迴轉運動,還可拉削內螺紋、螺旋花鍵孔和螺旋內齒輪等。
拉削一般採用潤滑性能較好的切削液,例如切削油和極壓乳化液等。在高速拉削時,切削溫度高,常選用冷卻性能好的化學切削液和乳化液。如果採用內冷卻拉刀將切削液高壓噴注到拉刀的每個容屑槽中,則對提高表面質量、降低刀具磨損和提高生產效率都具有較好的效果。

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