2 拉刀结构特点及主要参数

1. 拉刀结构特点
   采用拉削工艺加工离合器外环内孔表面具有加工精度高、效率高、成本低、可一次加工成型、定位准确等优点。为此专门设计的三键圆弧摆线拉刀具有以下特点：

   (a)一刀结构图

   (b)二刀结构图 图2 拉刀结构简图

   1. 根据加工要求，将拉刀设计为两支一组(如图2所示)。其中一刀主要用于完成基本的矩形齿拉削；二刀主要用于完成圆弧摆线齿拉削。这种设计可显著提高加工效率，同时又可根据拉刀磨损程度分别更换刀具，以降低刀具费用。
   2. 普通拉削加工一般采用分层式拉削，即拉刀的每一刀齿均分一定的齿升量，在拉床运动过程中各刀齿将工件余量渐次切除，此类拉刀的刀齿廓形比较简单，易于制造。但是，对于齿形特殊且定位精度要求较高的零件，分层式拉削很难达到加工精度要求。为保证离合器内外环的配合精度及性能要求，三键圆弧摆线拉刀的设计采用了分段造型方式，即将拉刀齿形分为三部分：拉刀前部采用圆切齿，可起定心作用，以保证内孔尺寸精度；中间部分采用拉刀基本齿形———矩形齿，以实现键侧定位并切除大部分切削余量；拉刀后部精切齿采用圆弧摆线齿，其齿廓为一条复合曲线(直线—圆弧—摆线—圆弧—15°斜线)。拉刀各部齿形如图3所示。
   3. 拉刀采用小齿升量设计，因此加工表面粗糙度好，且拉削平稳，加工质量稳定。每组拉刀可加工近千件工件，使用寿命长，可大大降低加工成本。
2. 拉刀主要参数及技术要求
   1. 拉刀主要参数
      1. 圆弧与摆线的切点坐标，两段圆弧的圆心坐标，15°斜面与圆弧及摆线的切点坐标；
      2. 摆线圆半径：R=31.293mm；
      3. 理论外径Ø=63.74mm；
      4. 拉刀键数：三键；
      5. 内孔直径：Ø=44mm。
   2. 拉刀技术要求
      1. 校准齿径向跳动公差：0.01mm；
      2. 花键齿等分累积公差：0.015mm；
      3. 摆线齿形公差：0.015mm；
      4. 热处理硬度：45～52HRC；刀体硬度：63～66HRC；
      5. 两键齿中心对刀体对称度：0.015mm。

3 拉刀设计要点

1. 拉削力的计算
   拉削力是选用拉床型号和进行拉刀强度验算的依据。影响拉削力的主要因素有：拉刀类型、截面形状、刀具几何参数、拉刀齿升量、拉削宽度、同时工作齿数、工件材料及热处理性能等。最大拉削力F_max的通用计算公式为

   Fmax=F'SBDZeKgKaKdKw

   (1)

   式中：F'——刀齿单位切削刃长度上的拉削力
   SB_D——各刀齿切削刃的总宽度(mm)
   Z_e——最多同时工作齿数
   K_g，K_a，K_d，K_w——分别为拉刀前角、后角、刀齿锋利程度、切削液对切削力影响的修正系数(可查表选取，一般情况下亦可忽略不计)
   计算不同类型拉刀的拉削力时，式(1)的参数选择可有所不同，对于花键拉刀，拉削力计算公式为

   Fmax=F'BNZe

   (2)

   式中：B——每个刀齿的切削刃长度
   N——花键键数
   Z_e——同时工作齿数
   三键圆弧摆线拉刀作为花键拉刀的一个特例，可采用式(2)计算拉削力。
2. 拉刀强度校核
   对于横截面尺寸较小的拉刀，必须对其危险截面(最小横截面)进行强度校核，以防止拉刀断裂。在拉削过程中，拉刀除受拉削力外，还受到一定的扭曲变形影响，且引起变形的因素相当复杂(如装夹误差、淬火应力等)。因此，在进行强度计算时，除根据最大拉削力F_max计算主要拉伸变形外，考虑到其它变形的影响，还需增大安全系数。拉刀强度可用拉削过程的实际应力d与许用应力[d]的比值来进行校核。实际应力d由d=F_max/A_min求出，许用应力[d]可查表得出。若d[/d]>1，即实际应力大于许用应力，表明拉刀强度不足，则需重新调整设计参数，增大拉刀横截面，减小拉削力，以确保拉刀具有足够强度。

4 拉刀制造要点

5 结语