刨削与拉削加工

第二节　刨削与拉削加工

一、刨削

（一）刨床

刨削时由于一般只用一把刀具切削，返回行程又不工作，切削速度又较低，所以刨削的生产率较低。但对于加工狭而长的表面，生产率较高。同时由于刨削刀具简单，加工调整灵活方便，故在单件生产及修配工作中得到较广泛应用。刨削加工的精度一般为IT9～IT8，表面粗糙度Ra值为6．3～1．6μm。

刨削加工是在刨床上进行的。常用的刨床为牛头刨床、龙门刨床。牛头刨主要用于加工中小型零件，它适合刨削长度不超过1000mm的中小零件；龙门刨则用于加工大型零件或同时加工多个中型零件。

如图8－16所示为牛头刨床外形图。在牛头刨上加工时，工件一般采用平口钳或螺栓压板安装在工作台上，刀具装在滑枕的刀架上。滑枕带动刀具的往复直线运动为主切削运动，工作台带动工件沿垂直于主运动方向的间歇运动为进给运动。刀架后的转盘可绕水平轴线旋转一定角度。这样在牛头刨上不仅可以加工平面，还可以加工各种斜面和沟槽。

1—工作台　2—刀架　3—滑枕　4—床身　5—变速手柄

6—滑枕行程调节手柄　7—横向进给手轮　8—横梁

图8－16　B665型牛头刨床

图8－17所示为龙门刨外形图。在龙门刨床上加工，工件一般用螺栓压板直接安装在工作台上或用专用夹具安装，刀具安装在横梁上的垂直刀架上或工作台两侧的侧刀架上。工作台带动工件的往复直线运动为主切削运动，刀具沿垂直于主运动方向的间歇运动为进给运动。各刀架也可以绕水平轴线旋转一定角度，故同样可以加工平面、斜面及沟槽。

1—左侧刀架　2—横梁　3—左立柱　4—顶梁

5—左垂直刀架　6—右垂直刀架　7—右立柱

8—右侧刀架　9—工作台　10—床身

图8－17　龙门刨床外形图

（二）刨削方法

在刨床上用刨刀加工工件叫做刨削。刨床主要用来加工平面如水平面、垂直面、斜面等；槽如直槽、T形槽、V形槽、燕尾槽及一些成形面，如图8－18所示。

二、拉削

拉削是一种高效率的加工方法，是利用特制的拉刀在拉床上进行的。拉刀是一类加工内外表面的多齿高效刀具，它依靠刀具尺寸或廓形变化切除加工余量，以达到要求的形状尺寸和表面粗糙度。

（一）拉床

拉床按用途可分为内拉床和外拉床，按机床布局可分为卧式、立式、链条式。下面简单介绍卧式内拉床。

卧式内拉床用于加工内表面。图8－19为其外形图。床身1内部在水平方向装有液压缸2，由高压变量液压泵供给压力油驱动活塞，通过活塞杆带动拉刀沿水平方向移动，对工件进行加工。工件在加工时，以其端平面紧靠在支承座3的平面上（或用夹具装夹）。护送夹头5及滚柱4用于支承拉刀。开始拉削前，护送夹头5及滚柱4向左移动，将拉刀穿过工件预制孔，并将拉刀左端柄部插入拉刀夹头。加工时滚柱4下降不起作用。

拉床的主参数是额定拉力，如L6120型卧式内拉床的额定拉力为200KN。

（二）拉削

1．拉削方法与特点

图8－20为拉孔示意图。

图8－18　刨削加工的基本内容

1—床身　2—液压缸　3—支承座　4—滚柱　5—护送夹头

图8－19　卧式内拉床

图8－20　拉孔示意图

拉削时，拉刀先穿过工件上已有的预制孔，将工件的端面靠在拉床的球面垫圈上，并将拉刀左端柄部插入拉刀夹头，拉刀夹头将拉刀从工件孔中拉过，由拉刀上一圈圈不同尺寸的刀齿，分别逐层地从工件孔壁上切除金属，而形成与拉刀最后的刀齿同形状的孔。拉削的特点如下：

（1）拉削的生产率高

由于拉削时，拉刀同时工作的刀齿数多、切削刃长，且拉刀的刀齿分粗切齿、精切齿和校准齿，在一次工作行程中就能够完成工件的粗、精加工及修光，机动时间短，因此，拉削的生产率高。

（2）拉削可以获得较高的加工质量

拉刀为定尺寸刀具，又有校准齿进行校准、修光工件，拉床采用液压系统，传动平稳；拉削速度低（v＝2m／min～8m／min），不会产生积屑瘤，因此拉削加工质量好。精度可达IT8～IT7级，表面粗糙度R_a值为1．6～0．4。

（3）拉刀耐用度高，使用寿命长

由于拉削时，切削速度低、切削厚度小；在每次拉削过程中，每个刀齿只切削一次，工作时间短，拉刀磨损慢；加之，拉刀刀齿磨钝后，还可重磨几次。因此拉刀耐用度高，使用寿命长。

（4）拉削是属于封闭式切削，容屑、排屑和散热均较困难

如果切屑堵塞容屑空间时，不仅会恶化加工表面质量，损坏刀齿，严重的会造成拉刀断裂。因此，应重视对切屑的妥善处理。通常在刀刃上磨出分屑槽，并给出足够的齿间容屑空间及合理的容屑槽形状，以便切屑自由卷曲。

（5）拉刀制造复杂，成本高

一把拉刀只适用于加工一种规格尺寸的型孔或槽，因此，拉削主要适用于大批大量生产和成批生产中。

2．拉削工艺

拉削可以加工各种截面形状的孔和外表面，如图8－21所示。拉削的孔径一般为8mm～125mm，孔的深径比一般不超过5。但拉削不能加工台阶孔和盲孔。由于拉床工作的特点，某些复杂形状零件的孔也不宜进行拉削，例如箱体上的孔。

图8－21　拉削加工的典型工件截面形状

3．拉削方式

拉削方式是指用拉刀把加工余量从工件表面切下来的方式。它决定每个刀齿切下的切削层的截面形状，即所谓拉削图形。拉削方式选择得恰当与否，直接影响到刀齿负荷的分配、拉刀的长度、拉削力的大小、拉刀的磨损和耐用度及加工表面质量和生产率。拉削方式可分为分层拉削和分块拉削两大类。分层拉削包括同廓式和渐成式两种，分块拉削目前常用的有轮切式和综合轮切式两种。

（1）分层切削

①同廓式

按同廓式设计的拉刀，各刀齿的廓形与被加工表面的最终形状一样。它们一层层地切去加工余量，最后由拉刀的最后一个切削齿和校准齿切出工件的最终尺寸和表面，如图8－22（a）所示。采用这种拉削方式能达到较小数值的表面粗糙度。但由于每个刀齿的切削层宽而薄，单位切削力大，且需要较多的刀齿才能把余量全部切除，因此，按同廓式设计的拉刀较长，刀具成本高，生产率低，并且不适于加工带硬皮的工件。

图8－22　分层拉削

②渐成式

按渐成式设计的拉刀，各刀齿可制成简单的直线或圆弧，它们一般与被加工表面的最终形状不同，被加工表面的最终形状和尺寸是由各刀齿切出的表面连接而成，如图8－22（b）所示。这种拉刀制造比较方便，但它不仅具有同廓式的同样缺点，而且加工出的工件表面质量较差。

（2）分块式

①轮切式

按轮切式设计的拉刀，拉刀的切削部分是由若干组组成。每个齿组中有2～5个刀齿，它们的直径相同，共同切下加工余量中的一层金属，每个刀齿仅切去一层中的一部分。如图8－23（a）三个刀齿列为一组的轮切式拉刀刀齿的结构与拉削图形。前两个刀齿（1、2）无齿升量，在切削刃上磨出交错分布的大圆弧分屑槽，但为了避免第三个刀齿切下整圈金属，其直径应较同组其它刀齿直径略小。

轮切式拉刀主要适用于加工尺寸大、余量多的内孔，并可以用来加工带有硬皮的铸件和锻件。但轮切式拉刀的结构较复杂，拉后工件的表面粗糙度较大。

②综合轮切式

按综合轮切式设计的拉刀，集中了同廓式与轮切式的优点，即粗切齿制成轮切式结构，精切齿则采用同廓式结构，这样既缩短了拉刀长度，提高生产效率，又能获得较好的工件表面质量。如图8－23（b）综合轮切式拉刀刀齿的结构与拉削图形。拉刀上粗切齿Ⅰ与过渡齿Ⅱ采用轮切齿式刀齿结构，各齿均有较大的齿升量。过渡齿齿升量逐渐减小。精切齿Ⅲ采用同廓式刀齿结构，其齿升量较小。校正齿Ⅳ无齿升量。

综合轮切式拉刀刀齿齿升量分布较合理，拉削较平稳，加工表面质量高。但综合轮切式拉刀的制造较困难。

图8－23