第十章 螺纹刀具与拉刀

第10章螺纹刀具与拉刀•知识点：•螺纹刀具的种类、特点（熟悉）•拉削应用与特点（熟悉）•拉刀结构（掌握）•拉刀几何参数（熟悉）•拉削方式（掌握）•拉刀刃磨（了解）•螺纹刀具指加工内、外螺纹表面的刀具。按螺纹加工方法，螺纹刀具可分为切削法螺纹刀具和滚压法螺纹刀具两大类。•（一）切削加工螺纹刀具•1.螺纹车刀：螺纹车刀是一种刀具刃形由螺纹牙型决定的成形车刀。结构简单，通用性好，可用于加工各种形状，尺寸和精度的内、外螺纹。属于单刃刀具，工作时需多次走刀才能切出完整的螺纹廓形，生产率低，适用于单件、小批量生产。•2.螺纹梳刀：相当于一排多齿螺纹车刀，一般有6-8齿。刀齿由切削部分和校准部分组成，切削部分做成切削锥，刀齿高度依次增大；校准部分齿形完整，起校准和修光作用。螺纹梳刀加工时，梳刀沿螺纹轴向进给，一次走刀能切出全部螺纹，生产率较高。按结构形式可以分为平体、棱体和圆体三种。一、螺纹刀具•3.丝锥：丝锥是加工各种内外螺纹的标准螺纹刀具，应用极为广泛。它的外形很像螺栓，沿轴向开出沟槽形成切削刃和容屑槽。在端部磨出切削锥部，使载荷均匀分布在几个刀齿上。校准部分是丝锥工作时的导向部分，也是丝锥重磨后的储备部分。•丝锥可用于手工操作或在机床上使用，效率较高，能加工一般精度或高精度螺纹，用于中、小尺寸的螺纹加工。常用丝锥有：手用丝锥、机用丝锥、螺母丝锥、挤压丝锥和拉削丝锥等。•4.板牙:板牙是加工与修正外螺纹的标准刀具，实质上是具有切削角度的螺母。按照结构的不同，板牙可分为：圆板牙、方板牙、六角板牙、管形板牙和钳式板牙等。•圆板牙为了容纳切屑和形成切削刃，沿轴向钻有3-8个容屑孔，并在两端做有切削锥部，用于加工圆柱螺纹，而加工锥形螺纹的圆板牙只做一个切削锥部，切削锥的齿顶经铲磨而形成后角；板牙中间部分为校准齿，齿形是完整的，不磨出后角，用以校准螺纹和导向。加工后的螺纹质量较差，仅用于单件、小批量或修配。5.螺纹铣刀：成批及大量生产中，广泛采用铣削法加工螺纹。铣削螺纹比车削螺纹的生产成本高，精度—般为2～3级。铣削时因系断续切削，粗糙度比车削较高。依所用铣刀的不同，铣削螺纹分为以下三种：用圆盘铣加工，用梳状铣刀加工及旋风铣削。盘形螺纹铣刀用在螺纹铣床上加工大螺距梯形或矩形传动螺纹和蜗杆等。梳形螺纹铣刀在专用铣床上加工长度较短而螺距不大的三角形螺纹。高速铣削螺纹专用刀盘（旋风铣刀盘）是利用装在特殊刀盘上的几把硬质合金切刀进行高速铣削各种内、外螺纹用的刀具。它可以在经过改装的车床上进行加工，且可以对较硬的材料进行切削，是一种高效的螺纹加工方法。•（二）滚压法螺纹刀具•1.滚丝轮：滚丝轮要成对使用，两个滚丝轮的螺纹旋向相同，与工件螺纹旋向相反，分别装在滚丝机的两根平行轴上，齿纹错开半个螺距。工作时，两个滚丝轮同向等速旋转，无轴向运动，工件放在两滚丝轮之间的支撑板上，使其中心与滚丝轮等高。滚丝时，动轮逐渐向静轮靠拢，工件逐渐受压，产生塑性变形而形成螺纹。两滚丝轮中心剧到达预定尺寸后，动轮停止径向进给，继续滚转几圈以修正工件螺纹廓形，然后退出动轮，取下工件。•2.搓丝板：搓丝板也是成对使用的，由动板和静板组成。静板固定在机床工作台上不动，动板随机床滑块一起作往复运动。搓丝板工作时，两搓丝板螺纹方向不同，但和工件的螺纹方向相反；两块搓丝板应严格平行，齿纹应错开半个螺距。当工件进入两块搓丝板之间，搓丝板夹住工件并使之滚动，搓丝板上的凸起螺纹便逐渐压入工件，最终由于工件塑性变形而被压出螺纹。•（一）拉削概述•拉孔时，工件以被加工孔自身定位（拉刀前导部就是工件的定位元件），拉孔不易保证孔与其他表面的相互位置精度；对于那些内外圆表面具有同轴度要求的回转体零件的加工，往往都是先拉孔，然后以孔为定位基准加工其他表面。•1.生产效率高•拉刀是多刃刀具，在一次拉削行程中就能顺序完成孔的粗加工、精加工和精整、光整加工工作，生产效率高。•2.加工精度、表面质量高•拉削时拉刀各齿依次从工件上切下很薄的金属层，由于拉削速度较低，拉削过程平稳，拉孔精度主要取决于拉刀的精度，在通常条件下，拉削可达标准公差IT7级，表面粗糙度Ra1.6～0.8m。二、拉削与拉刀•3.拉刀的寿命长•由于拉削时切削速度较低，刀具磨损慢，刃磨一次，可以加工数以千计的工件；一把拉刀又可以重磨多次，故拉刀的寿命长。•4.拉床结构简单•拉削只有一个主运动，即拉刀的直线运动。进给运动是靠拉刀的后一个刀齿高出前一个刀齿来实现的。•5.封闭式容屑•6.加工范围广•拉刀不仅能加工圆孔，而且还可以加工成形孔、花键孔、平面。•7.拉削力大•拉刀是定尺寸刀具，形状复杂、价格昂贵，不适合于加工大孔。拉孔常用在大批大量生产中加工孔径为φ10－80mm、孔深不超过孔径5倍的中小零件上的通孔及通槽和外表面加工。对于盲孔、深孔、阶梯和有障碍的外表面，则不能用拉削加工。•（二）拉刀种类与用途•拉刀按加工表面可分为内拉刀和外拉刀。按受力方式可分为拉刀和推刀。按拉刀构造分整体式和组合式。•1.内拉刀•根据加工表面不同分为圆孔拉刀、方孔拉刀、花键拉刀及其它成形孔拉刀。•键槽拉刀拉削时，将工件2套在导向芯棒3上定位，拉刀1在芯棒槽中移动。在拉刀与槽底间放置垫片4用以调节切槽深度。•2.外拉刀•3.推刀•拉刀一般是拉应力状态下工作，如在压力状态下工作则称为推刀。它的结构与拉刀相似，但齿数少、长度短，主要用于最后校准孔的尺寸和形状。•（三）拉刀结构组成•1.拉刀的组成部分1）柄部由拉床的夹头夹住，带动拉刀运动。2）颈部柄部与过渡锥之间的连接部分，其长度与机床结构有关。也可供打拉刀标记。3）过渡锥部使拉刀容易进入工作孔中。4）前导部起导向和定心作用，防止拉刀歪斜，并可检查拉前预制孔尺寸是否符合要求。5）切削部担负全部切削工作，由粗切齿、过渡齿和精切齿组成。6）校准部最后少数刀齿起修光和校准作用，各齿的形状及直径均相同。当切削齿经过重磨直径减小后，它依次增补为切削齿。7）后导部刀齿切离后，用它支承工件，以防止工件下垂而损坏加工表面和拉刀刀齿；8）尾部对于尺寸大而重的拉刀，拉床的托架或夹头支撑在后托部上，防止拉刀下垂，并减轻了装卸拉刀的劳动强度。•2.拉刀几何参数•（1）齿升量fz圆孔拉刀的齿升量是指相邻两刀齿（或齿组）半径方向的高度差。粗切齿的fz较大，一般取0.015~0.2mm，用以切除大部分拉削余量；精切齿fz的很小，一般为0.005~0.02mm；过渡齿的fz是在粗切齿和精切齿之间逐渐减小；校准齿上fz=0，仅起校准作用。•（2）齿距P相邻刀齿间的轴向距离。齿距大小直接影响刀齿容屑空间和同时工作齿数Ze。•（3）刃带ba1刃带起支承刀齿、保持重磨后拉刀直径尺寸不变和便于检测、控制刀齿径向圆跳动的作用。•（4）拉刀前角γo一般γo=5°~18°。•（5）拉刀后角αo一般αo=1°~3°。•（四）拉削方式•拉削方式：加工余量在刀齿上的分配方式。•1.分层式拉削•拉刀将工件加工余量一层一层顺序地切除。•1）成形式（同廓拉削）：各刀齿形状与加工表面形状相同。•优点：表面质量↑。缺点：拉刀长度↑、刀具成本↑、效率↓•用途：精度高的中小型零件。•2）渐成拉削•刀齿切去的表面连接而成。刀具简单。表面质量差。•2.分块式拉削•加工表面的每一层金属是由一组尺寸基本相同但刀齿切削位置相互交错的刀齿（通常每组由2－3个刀齿组成）切除的。•优点：工作刃宽度↓，切削厚度↑，效率↑。•缺点：拉刀复杂，表面粗糙。用途：精度低的中大型零件。•3.综合式拉削•粗切齿及过渡齿采用不分齿组的轮切式，每个刀齿均有齿升量，采用弧形分屑，前后齿交错排列，分屑槽宽度总和略小于刀齿周长的一半，实际切削厚度则是齿升量的两倍(前齿留下的一半及本齿齿升量)。精切齿采用同廓式，每个刀齿只切去很薄一层金属，刀齿上开有分屑槽。这样既可缩短拉刀长度，提高生产率，又能得到较小粗糙度的工件表面。•（五）拉刀的重磨•1.锥面刃磨法•2.圆周刃磨法小结•螺纹刀具种类及特点•拉刀结构•拉削方式作业•课后习题第1、5、6题