金屬切削與機床第一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11.1拉

削

加

工

拉刀是一種多齒刀具，它的后一個(或一組)刀齒高出前一個(或一組)刀齒，從而在拉削時能夠一層一層地從工件上切去金屬，以獲得所要求的加工表面。拉削后可達到的精度等級為IT9～IT7，表面粗糙度Ra為3.2～0.5μm。拉削主要用于成批、大量生產中。拉削加工的典型截面形狀如圖11-1所示。

第二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五圖11-1拉削的典型截面

第三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11.1.1拉削1．拉削過程拉削時，拉刀與工件的相對運動為主運動，一般為直線移動。拉削的進給運動依靠后一刀齒的齒升量（前后刀齒的高度差）來實現，如圖11-2所示。拉削一次行程可切除被加工表面的全部余量，獲得所要求的加工表面。當拉刀在切削時，受壓而不受拉，此時稱推削加工，刀具被稱為推刀。

推削加工一般用于修光和校正孔的變形。

第四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五圖11-2拉削過程

第五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五

2．拉削要素(1）拉削速度v:拉刀直線移動的速度。(2）進給量或齒升量af：相鄰兩齒徑向高度之差。(3）切削厚度hD：在基面Pr內平行于過渡表面的切削層尺寸。當κr=90°時，hD=fZ。(4）切削寬度bD:在基面Pr內沿過渡表面所度量的切削層尺寸。同廓圓孔拉刀的bD=πD，其中D為拉刀刀齒的直徑。(5）切削面積:在基面內切削層的面積Ac=afbD=hDbD。切削總面積∑Ac=AcZe,其中Ze為同時工作的齒數。第六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五

3．拉削方式1）分層拉削分層拉削是將拉削余量一層一層地順序切下的一種拉削方式。分層拉削可分為同廓拉削和漸成拉削，

如圖11-3所示。

第七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五圖11-3分層拉削方式(a)同廓拉削方式;(b）

漸成拉削方式

第八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五（1）同廓式:各刀齒的廓形與被加工表面最終要求的形狀相似，工件表面的形狀和尺寸，決定于拉刀最后一個精切齒和校準齒的形狀與尺寸,如圖11-3(a)所示。其優點是ae小，aw大，拉削的表面粗糙度值小，適用于加工余量較少且均勻的中小尺寸的圓孔以及精度要求較高的成形表面。（2）漸成式:各刀齒廓形與被拉削表面的形狀不同，被加工表面的形狀和尺寸由各刀齒的副切削刃形成，如圖11-3(b)所示。對于加工復雜成形表面的工件，這種拉刀制造比同廓式簡單。由于已加工表面出現副切削刃的交接痕跡，故加工表面質量較差。

第九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五2）分塊拉削分塊拉削是把加工余量分為若干層，每層被各刀齒分段切除。分塊拉削可分為輪切式和綜合輪切式，如圖11-4所示。

第十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五圖11-4分塊拉削方式(a）

輪切拉削方式;(b）

綜合拉削方式

第十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五（1）輪切式：拉刀的切削部分由若干齒組組成，每個齒組有2～5個刀齒。每個齒組切除一層加工余量，每個刀齒切除該層加工余量中的一段，如圖11-4(a)所示。輪切式拉刀拉削時hD大，bD小，故拉刀上的刀齒較少，長度短，切削效率高,適用于加工尺寸大、余量大的內孔。（2）綜合輪切式:綜合式拉刀拉削是吸取了輪切與同廓式的優點而形成的一種拉削方式，如圖11-4(b)所示。綜合輪切式拉刀的粗切齒和過渡齒制成輪切式結構，精切齒則采用同廓式結構，這樣既縮短了拉刀長度，提高了生產率，又能獲得好的表面質量。

我國生產的圓孔拉刀多采用這種結構。

第十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五

4．拉削的特點拉削與其它金屬切削形式相比較，主要具有以下特點：(1）生產率高。拉刀同時工作的刀齒多，切削刃長，一次行程能夠完成粗、半精及精加工。(2）加工精度較高。拉削精度等級可達IT8～IT7，表面粗糙度Ra可達0.8～0.5μm。(3）拉刀耐用度高。拉削速度低，拉刀磨損慢，因此耐用度高。(4）拉床的結構簡單。拉削時通常只有一個主運動，進給運動由齒升量來完成，因此拉床結構簡單，

操作方便。

第十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11.1.2拉刀1．拉刀的種類1）按被加工表面分類按被加工表面的部位可將拉刀分為內拉刀和外拉刀，

如圖11-5所示。

第十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五圖11-5各種內拉刀和外拉刀

第十五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五2）按拉刀結構分類按拉刀結構可分為整體拉刀、焊接拉刀、裝配拉刀和鑲齒拉刀，其中后兩種拉刀如圖11-6所示。3）按使用方法分類按拉刀的使用方法可分為拉刀和推刀。推刀是在推力作用下工作，主要用于校正與修光硬度低于45HRC且變形量小于0.1mm的孔。推刀與拉刀結構相似，

它的齒數小，長度短。

第十六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五圖11-6裝配拉刀和鑲齒拉刀(a）

組合直角平面拉刀;(b）

裝配式內齒輪拉刀;(c）

鑲齒硬質合金拉刀

第十七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五

2．拉刀的結構拉刀的種類很多，結構也各不相同，但其組成部分卻基本相同。現以圓孔拉刀為例介紹拉刀的結構及其作用，如圖11-7所示。

第十八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五圖11-7拉刀組成與工作狀態示意圖

第十九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五(1)前柄l1:拉刀的夾持部分，用于傳遞拉力。(2)頸部l2：直徑相對較小，便于柄部穿過拉床的擋壁，也是打標記的地方。(3)過渡錐l3：引導拉刀逐漸進入工件預制孔中。(4)前導部l4:引導拉刀正確地進入孔中，防止拉刀歪斜。(5)工作部l5：包括切削部分和校準部分。其中，切削部分擔負全部余量的切削工作，由粗切齒、過渡齒和精切齒三部分組成；校準部分起光整和校準作用，并可作為精切齒的后備齒，各齒形狀及尺寸完全一致，用以提高加工精度和減小表面粗糙度值。第二十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五(6)后導部l6：保持拉刀最后的正確位置，防止拉刀的刀齒在切離后因下垂而損壞已加工表面或刀齒。(7)后柄l7：對于又長又重的拉刀，用以支承并防止拉刀下垂。拉刀每齒上都有前角γo、后角αo及后角為0°的刃帶；相鄰齒間都有容屑槽。第二十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五

3．拉刀的合理使用1）防止拉刀斷裂及刀齒損壞拉削時刀齒上受力過大、拉刀強度不夠，是損壞拉刀和刀齒的主要原因。為使拉削順利，可采取如下措施：（1）要求預制孔精度為IT10～IT8,表面粗糙度Ra≤5μm，預制孔與定位端面垂直度偏差不超過0.05mm。（2）檢查拉刀的制造精度。對于外購拉刀可進行齒升量、容屑空間和拉刀強度的檢驗。（3）對難加工的材料，可采取適當熱處理，以改善材料的加工性。（4）

保管、

運輸拉刀時，

要防止拉刀彎曲變形和碰壞刀齒。

第二十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五2）消除拉削表面缺陷拉削表面產生鱗刺、縱向劃痕、壓痕、環狀波紋和啃刀等是常見的缺陷。消除這些缺陷，提高拉削表面質量的主要途徑有：（1）提高刀齒刃磨質量。要注意保持刀齒刃口鋒利，防止微紋產生，各齒的前角、刃帶寬應保持一致。（2）保持穩定的拉削。增加同時工作齒數，減小精切齒和校準齒距或做成不等分布的齒距，提高拉削系統剛度。（3）合理選用拉削速度。拉削速度是影響拉削表面質量、拉刀磨損和拉削效率的重要因素。圖11-8所示為拉削速度vc與表面粗糙度Rz的關系。資料表明,當vc=20～40m/min時，可獲得很小的表面粗糙度，并能提高拉刀壽命。

第二十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五圖11-8拉削速度與表面粗糙度的關系

第二十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五（4）合理選用切削液。拉削碳素鋼和合金鋼材料時，選用極壓乳化液、硫化油和加極壓添加劑切削油對提高拉刀壽命、

減小拉削表面粗糙度均有良好作用。

第二十五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五3）提高拉刀重磨質量拉削時，若達不到加工質量，且拉刀后面磨損量VB≥0.3mm和切削刃局部崩刃長ΔL≥0.1mm等情況下，均應對拉刀進行重磨。

第二十六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五圖11-9圓拉刀的刃磨

第二十七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五圖11-9是在萬能工具磨床或拉刀磨床上用碟形砂輪對圓拉刀前刀面刃磨的示意圖。砂輪和拉刀繞各自的軸線轉動，并使砂輪周邊與前刀面上的m點接觸，m點為拉刀前刀面與槽底圓弧之間的交點。為了減少砂輪的接觸面積，砂輪的錐面與前刀面的平角為5°～15°。砂輪的軸線與拉刀軸線的夾角為35°～55°，兩者軸線應保持在同一垂直平面內。為了避免砂輪對拉刀槽底產生過切現象，砂輪直徑不應太大，通常按下式確定：(11-1)

第二十八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11.2拉

床

用拉刀加工工件各種內、外表面的機床稱為拉床。拉刀的直線或螺旋運動為主運動，由拉刀的階梯刀齒實現進給運動。按加工表面所處位置，拉床可分為內表面拉床（內拉床）和外表面拉床（外拉床）。按結構和布局形式，拉床又可分為立式拉床、臥式拉床、連續式（鏈條式）拉床等。其組系代號及參數如表11-1所示。拉床的主運動通常采用液壓驅動。拉床的主參數是額定拉力。

第二十九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五表11-1常用拉床組、系代號及主參數

第三十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11.2.1臥式拉床圖11-10所示為臥式內拉床的外形圖。床身內水平安裝有液壓缸，通過活塞桿帶動拉刀水平移動，實現拉削的主運動。

第三十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五圖11-10臥式內拉床

第三十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五圖11-11工件的定位(a）

直接在支承座上定位;(b）

采用球面墊圈定位

第三十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11.2.2立式拉床圖11-12為立式內拉床的外形圖。這種拉床可通過拉刀或推刀加工工件的內表面。用拉刀加工時，工件以其端面緊靠在工作臺2的上表面；拉刀被支承在上支架3上，自上而下插入工件的預制孔及工作臺的孔中，并將其下端刀柄夾持在下支架1上；液壓缸帶動滑座4，滑座4通過支架1、3帶動拉刀移動并進行拉削加工。圖11-13為立式外拉床的外形圖。這種拉床由工作臺1、滑座2、拉刀3和床身4等部件組成,主要用于拉削工件的外表面。

第三十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五圖11-12立式內拉床

第三十五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五圖11-13