漸開(kāi)線花鍵拉刀是高效加工內(nèi)孔常用的刀具。拉削時(shí)由于后一個(gè)刀齒高出前一個(gè)刀齒，從而能夠一層層地從工件上切去金屬，以獲得所要求的工件表面，拉削工藝大量應(yīng)用于孔加工，從理論上講，各種形狀的孔或槽，只要各截面形狀相同，都可以通過(guò)拉削來(lái)獲得。其主要特點(diǎn)是：拉削精度高、生產(chǎn)率高、拉刀使用壽命長(zhǎng)、制造較復(fù)雜，主要用于大量、成批的零件加工。本文根據(jù)筆者長(zhǎng)期在工廠的經(jīng)驗(yàn)與總結(jié)，分析比較了漸開(kāi)線花鍵拉刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)拉削質(zhì)量、刀具壽命等的影響。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
在生產(chǎn)中，拉削方式可分為：分層式、分塊式和組合式三中。
漸開(kāi)線花鍵拉刀主要用于拉削大徑定心和小徑定心的漸開(kāi)線花鍵孔。其中小徑定心漸開(kāi)線同心圓拉刀是伴隨著立式拉床的改進(jìn)和工具生產(chǎn)水平的提高而興起的高定位精度拉刀。小徑定心漸開(kāi)線花鍵拉刀的最大特點(diǎn)就是它的圓拉齒與花鍵齒的同軸度非常高。
圓拉齒與花鍵齒的位置一般分為三種情況：a、圓拉齒在花鍵齒下方，靠近拉刀前導(dǎo)部；b、圓拉齒在花鍵齒上方，靠近拉刀后導(dǎo)部；c、圓拉齒與花鍵齒交錯(cuò)排列，靠近拉刀后導(dǎo)部。
圓拉齒位置的比較與分析
2.1.圓拉齒在花鍵齒下方，靠近拉刀前導(dǎo)部
這種結(jié)構(gòu)的拉刀先由圓切齒拉出工件的小徑，因此預(yù)制孔精度要高于普通拉刀，應(yīng)達(dá)到8級(jí)精度孔，目的是為了減少圓切齒齒數(shù)，以減少拉刀長(zhǎng)度。圓孔的部分也不能像普通拉刀那樣直接拉到小徑最終尺寸，而是要留出0.06-0.1mm的余量給后面花鍵齒與圓齒相同的齒去拉削。在拉削表面的缺陷中，齒升量是影響最大的因素之一，隨著齒升量增加，拉削表面粗糙度升高，這是由于切屑厚時(shí)會(huì)出現(xiàn)較深的前驅(qū)裂紋并增大刀瘤，刀瘤使表面粗糙度損害得更嚴(yán)重，因?yàn)榈读鲆幻婧屠兑积R移動(dòng)，一面將位于其前面的和后面的金屬層扯破，同時(shí)形成毛刺細(xì)紋擦傷和裂痕，拉削20Cr等低碳鋼時(shí)，刀瘤的形成更劇烈。在日常生產(chǎn)中，這種結(jié)構(gòu)的拉刀還容易出現(xiàn)基準(zhǔn)端面擠毛刺現(xiàn)象，特別是遇到材料較軟的工件時(shí)，嚴(yán)重會(huì)出現(xiàn)端面絕口的情況，因而產(chǎn)生生產(chǎn)后序工序（需用細(xì)銼去除端口毛刺），甚者工件報(bào)廢。
2.2.圓拉齒在花鍵齒上方，靠近拉刀后導(dǎo)部
b結(jié)構(gòu)的漸開(kāi)線花鍵拉刀有效的避免了a中出現(xiàn)的擠毛刺現(xiàn)象。拉刀的花鍵部分切削刃比圓孔部分要小，因此齒升量可以取大些。但是，這種結(jié)構(gòu)的拉刀由于是直接由預(yù)制孔拉出成型的齒形，在拉削若干個(gè)工件后，刀齒的切削刃上會(huì)產(chǎn)生一些微小的積屑瘤，而在刀齒的刃帶上也會(huì)出現(xiàn)黏附著細(xì)小金屬顆粒的積屑層，如不及時(shí)清除，會(huì)出現(xiàn)崩刃和斷齒等拉刀損壞現(xiàn)象，降低了拉刀壽命。
2.3.圓拉齒與花鍵齒交錯(cuò)排列，靠近拉刀后導(dǎo)部
這一部分是拉刀的精切齒和校準(zhǔn)齒部分，這樣，有效的避免了普通花鍵拉刀造成的花鍵與內(nèi)孔的偏移，大大提高了被加工孔的精度，很多工具廠形象地把這種拉刀稱為跳齒拉刀，又叫做同心圓拉刀。而凡是小徑定心花鍵聯(lián)結(jié)的花鍵孔，由于小徑與鍵槽有較高的同軸度要求，都應(yīng)采用小徑定心式拉刀。這部分的精切齒是為了繼續(xù)拉削前面圓孔齒和花鍵齒留下的切削余量，達(dá)到最終尺寸要求，同時(shí)與后面的校準(zhǔn)齒一起消除前面刀齒造成的小徑對(duì)大徑的偏移，達(dá)到產(chǎn)品的同軸度要求。無(wú)論是精切齒還是校準(zhǔn)齒都是一個(gè)圓孔齒和一個(gè)花鍵齒為一組，為了控制拉刀需要，拉刀花鍵齒的小徑尺寸必須小于與其相鄰的前一個(gè)圓孔直徑尺寸，并且齒距要P>P1。交錯(cuò)排列的圓拉齒與花鍵齒在刃磨與重磨時(shí)，均應(yīng)精心操作，盡量減少磨削余量，防止刀刃部分磨削燒傷退火。另外，由于這樣排列的齒距較窄，因此在刃磨時(shí)，應(yīng)將砂輪修薄，以免在磨削時(shí)對(duì)齒造成損傷。

通過(guò)以上分析，我們?cè)谌粘Ｉa(chǎn)中應(yīng)通過(guò)毛坯的表面精度、材料硬度、預(yù)制孔尺寸等方面合理的選擇拉刀。這樣可以提高拉刀的使用壽命，而且也為提高拉削加工的生產(chǎn)率，而為企業(yè)提供最大的經(jīng)濟(jì)效益。