漸開線花鍵拉刀是高效加工內(nèi)孔常用的刀具。拉削時由于后一個刀齒高出前一個刀齒，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，都可以通過拉削來獲得。其主要特點是：拉削精度高、生產(chǎn)率高、拉刀使用壽命長、制造較復(fù)雜，主要用于大量、成批的零件加工。本文根據(jù)筆者長期在工廠的經(jīng)驗與總結(jié)，分析比較了漸開線花鍵拉刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計對拉削質(zhì)量、刀具壽命等的影響。
結(jié)構(gòu)特點
在生產(chǎn)中，拉削方式可分為：分層式、分塊式和組合式三中。
漸開線花鍵拉刀主要用于拉削大徑定心和小徑定心的漸開線花鍵孔。其中小徑定心漸開線同心圓拉刀是伴隨著立式拉床的改進和工具生產(chǎn)水平的提高而興起的高定位精度拉刀。小徑定心漸開線花鍵拉刀的最大特點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)達到8級精度孔，目的是為了減少圓切齒齒數(shù)，以減少拉刀長度。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，這是由于切屑厚時會出現(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重，因為刀瘤一面和拉刀一齊移動，一面將位于其前面的和后面的金屬層扯破，同時形成毛刺細紋擦傷和裂痕，拉削20Cr等低碳鋼時，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)基準端面擠毛刺現(xiàn)象，特別是遇到材料較軟的工件時，嚴重會出現(xiàn)端面絕口的情況，因而產(chǎn)生生產(chǎn)后序工序（需用細銼去除端口毛刺），甚者工件報廢。
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，在拉削若干個工件后，刀齒的切削刃上會產(chǎn)生一些微小的積屑瘤，而在刀齒的刃帶上也會出現(xiàn)黏附著細小金屬顆粒的積屑層，如不及時清除，會出現(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排列，靠近拉刀后導(dǎo)部
這一部分是拉刀的精切齒和校準齒部分，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，達到最終尺寸要求，同時與后面的校準齒一起消除前面刀齒造成的小徑對大徑的偏移，達到產(chǎn)品的同軸度要求。無論是精切齒還是校準齒都是一個圓孔齒和一個花鍵齒為一組，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圓孔直徑尺寸，并且齒距要P>P1。交錯排列的圓拉齒與花鍵齒在刃磨與重磨時，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，應(yīng)將砂輪修薄，以免在磨削時對齒造成損傷。
通過以上分析，我們在日常生產(chǎn)中應(yīng)通過毛坯的表面精度、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)濟效益。
