工件的內(nèi)表面或外表面用粗加工刀刃與精加工刀刃按尺寸順序連結(jié)排列的拉刀去加工,其特長(zhǎng)為:極短時(shí)間實(shí)現(xiàn)高精度加工;可簡(jiǎn)單地加工軸向形狀一致的復(fù)雜工件;每刃的切深與全部切削量等在刀具設(shè)計(jì)制造時(shí)已決定,不需熟練工去調(diào)節(jié)操作解決;加工表面質(zhì)量良好,尺寸精度穩(wěn)定;加工時(shí)的切削壓力,使工件保持定位,夾緊穩(wěn)定。
用拉刀進(jìn)行拉削加工能實(shí)現(xiàn)高精度、高效率大量生產(chǎn),即使復(fù)雜的形狀也不需熟練工操作,尚可廣泛適應(yīng)多品種小批量生產(chǎn),這是它的重要優(yōu)點(diǎn)。
若使用數(shù)控磨床,最大限度應(yīng)用CAD/CAM功能,就可能設(shè)計(jì)制作高精度、復(fù)雜的齒形拉刀。若再能融合先進(jìn)的材料、熱處理及涂層技術(shù),更可滿足薄壁零件、難加工材料加工等各種客戶的拉削加工要求。
選擇拉刀材料與表面處理
據(jù)工件材料選擇拉刀材料與表面處理如表1所示。
表1 據(jù)工件材料選擇拉刀材料與表面處理
注:◎最適;○良好;×不可;※ 1 TiN涂層不推薦用于圓形拉刀;※ 2 刮孤內(nèi)數(shù)字是刀具材料選用硬質(zhì)合金時(shí)的切削速度。上表除A1S1、JIS牌號(hào)外,還有三菱公司品牌
1.高精度、長(zhǎng)壽命的粉末高速鋼拉刀
粉末高速鋼的特點(diǎn)是其中的炭化物顆粒微細(xì)、組織均勻以及合金含量高,它比熔煉高速鋼更富有韌性,耐磨性也更高。拉刀的刃齒為保持鋒利性,炭化物顆粒大小很重要,熔煉高速鋼炭化物顆粒大,若一脫落,刃齒很快變鈍;粉末高速鋼因顆粒細(xì),易長(zhǎng)期保持刃口鋒利。拉刀若進(jìn)行斷續(xù)切削時(shí),粉末高速鋼的特性(強(qiáng)韌性)可提高加工表面質(zhì)量抑制尺寸波動(dòng),特別是加工高硬度難加工材料,可比熔煉高速鋼拉刀壽命高出約2倍左右(如表2所示)。
表2 粉末高速鋼拉刀切削加工例
注:S48C接近45號(hào)鋼,F(xiàn)CD700相當(dāng)QT700,SCr420是淬透性好的鉻鋼
2.各種表面處理
(1)氮化氧化:切削時(shí)為減少摩擦系數(shù),防止被切削材料的切屑熔結(jié)在刀刃上,并提高其壽命,可對(duì)拉刀進(jìn)行氮化氧化處理。其方法是在進(jìn)行提高刃齒硬度的氮化處理后,再進(jìn)行氧化處理。氧化處理可在刀具表面生成可含有、保存切削油的多孔氧化鐵膜,隨著氧化擴(kuò)散深入到氮化層內(nèi)部可緩和刀具硬化層梯度,提高其耐磨性。
(2)SHT處理:這是三菱公司開(kāi)發(fā)的新表層處理法,原理同氮化氧化,它主要是利用專利技術(shù)大幅度地提高氮化氧化擴(kuò)散滲透層的切削性能與尺寸精度。
(3)PVD涂層:利用PVD(物理氣相沉積)技術(shù),在拉刀表面沉積TiN、(AlTi)N等耐氧化性好、硬度高的膜層,現(xiàn)已得到廣泛運(yùn)用。三菱公司開(kāi)發(fā)的miracle、miracle40是一種優(yōu)秀的界面控制技術(shù),它可以低于高速鋼回火溫度(550℃),從而克服軟的母材與高硬度膜層向巨大硬度差而造成結(jié)合力差的問(wèn)題,最大地發(fā)揮膜層高性能效果,也可發(fā)揮母體材料與膜層各自特性,互相補(bǔ)充達(dá)到最好的實(shí)用效果,以延長(zhǎng)壽命提高效率,特別適用在較硬材料加工時(shí)。
高精度切刃鋒利的拉刀再配上多種優(yōu)秀的表面處理技術(shù)就可滿足客戶各種要求。
3.各類形狀拉刀及其特點(diǎn)
(1)圓形拉刀:可加工高精度的圓孔,據(jù)需要在拉刀上可設(shè)計(jì)具有擠光刀齒與二段精加工刀齒。
(2)花鍵拉刀:花鍵在形狀方面有具有二邊互相平行的矩形花鍵和汽車等傳遞動(dòng)力用的以軸與孔結(jié)合的漸開(kāi)線花鍵。花鍵拉刀加工刃有2類:只有加工花鍵的刃齒;有切花鍵的前刃、后刃與圓刃交互排列的或只有后刃與圓刃交互排列的,使孔與花鍵同時(shí)達(dá)到精加工。
(3)細(xì)齒與鋸齒拉刀:為軸與孔半永久結(jié)合用,齒形有小山形與漸開(kāi)線形、鋸齒形等。
(4)鍵槽拉刀:加工的孔與拉刀導(dǎo)向部之間因有導(dǎo)條,故可用之調(diào)整鍵槽深度。
(5)多角形拉刀:多角孔也可用拉刀迅速正確地加工。如扳手用的六角孔,雙六角孔等各種形狀也可加工。
(6)特殊形拉刀:各種復(fù)雜形狀也不需熟練技術(shù),可高精度高效加工。
(7)組合型拉刀:內(nèi)孔與花鍵,內(nèi)孔與鍵可用一把拉刀同時(shí)加工。
(8)螺旋拉刀有2種,即:只由外圓切削刀刃構(gòu)成的;由外圓切削刀刃與齒厚切削刀刃構(gòu)成的。前者用于一般汽車零件與電機(jī)零件的螺孔加工,后者用于汽車變速箱齒輪環(huán)的內(nèi)齒輪加工。加工齒輪環(huán)內(nèi)齒的螺旋拉刀一般稱大直徑螺旋拉刀,此種拉刀精度要求很高,但這樣大的刀具(直徑φ100~φ150mm,全長(zhǎng)1500~2000mm),制造及測(cè)定齒形精度非常困難,故通常制成組合型螺旋拉刀(見(jiàn)圖1),這種拉刀一般粗加工齒形部分刀齒做在本體上,用作外圓切削刃;精加工齒形部分刀齒做在環(huán)套上用作齒厚切削刃;帶精密齒形的環(huán)套,其精密刀齒用作精加工需分開(kāi)單獨(dú)制造,在別處用