拉刀齿距及同时工作齿数的确定

摘要:分析了拉刀齿距及同时工作齿数对拉削质量的影响。

拉刀的设计包括拉削余量的确定、容屑槽设计、分屑槽形式的确定、齿距及同时工作齿数的确定、齿升量及前后角的确定等。在实践中我们发现,在容屑槽设计、分屑槽形式的确定都较合理的前题下[1][2],齿距及同时工作齿数对拉削质量有很大影响。

我们知道齿距越小,同时工作齿数越多,切削过程越平衡,但齿距减小的前提是必须保证拉刀有足够的容屑空间,且同时工作齿数太多,也会使拉削力太大。经我厂多年实践证明,条件允许时,使拉刀同时工作齿数为4～6齿时,拉削效果比较理想；当工件较短时,保证同时工作齿数为3个,也可取得较满意的效果。由于在拉削过程中,拉刀同时工作齿数是变化的,其最小同时工作齿数比最大同时工作齿数少一个齿,而同时工作齿数的变动,使拉削力也随之变动,破坏了拉刀工作的平衡性。因此,在确定齿距时,还应使拉削过程的绝大部分时间里,同时工作齿数不发生变化,从而更好的保证拉削质量。

现以我厂加工150.37.106-1四联齿(拉削长度72,见图1)和150.37.146-1双联齿(拉削长度43,见图2),直径为32.60+0.025的圆孔拉刀的设计加以说明。

图1 图2

开始设计这两种齿轮的圆拉刀时,为便于刀具制造、管理和使用,决定两种齿轮使用同一把拉刀,粗拉齿齿距t=11,加工150.37.146-1时,同时工作齿数z=43/11=3.9,即90%的拉削时间为4个齿同时工作,10%的拉削时间为3个齿同时工作；拉削150.37.106-1时同时工作齿数z=72/11=6.5,即50%的时间为7个齿同时工作,50%的时间为6个齿同时工作。使用后,效果不理想。150.37.146-1的拉削效果较150.37.106-1的拉削效果要好,但加工表面有轻微的鳞刺,拉削质量不稳定,需经常修磨拉刀,影响了拉刀使用寿命。分析其原因,是齿距不太合理,拉削150.37.106-1时,虽然同时工作齿数较多,但实际同时工作齿数变化较频繁,拉削过程不稳定。于是,我们对拉刀进行了重新设计,对两种零件采用不同齿距的拉刀,对于150.37.146-1,粗拉齿齿距取t=9,则同时工作齿数z=43/9=4.8,即80%的拉削时间为5个齿同时工作；对于150.37.106-1,粗拉齿齿距取t=14,则同时工作齿数z=72/14=5.1,即90%的拉削时间里同时工作齿数为5个(同时工作齿数示意图见图3)。这样就使拉削过程比较平稳。改进设计后,两种齿轮的拉孔质量均有很大提高,且质量稳定,取得了良好的效果。

图3

作者简介:熊炜 男,1966年生,高级工程师,主要负责非标刀具及工装、专业设计工作,已发表论文3篇。

作者单位:新疆十月(集团)公司技术中心(830000)

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