拉刀容屑槽的设计与刃磨

武海锋

（中国重汽集团大同齿轮有限公司设备动能部，山西 大同 037305）

1 容屑槽参数的选择

拉刀容屑槽用来形成刀齿的前面及容纳切下的切屑。加工韧性金属时，通常采用图1所示齿背及曲线的槽形（由两段圆弧组成[1]），切屑容易卷曲成紧密屑卷，可在不减少齿背宽度和拉刀重磨次数的情况下增大槽的容屑空间。但是，我们在实践中发现，也可采用齿背为曲线的槽形，容屑槽的参数不同其效果也会不一样，尤其是拉刀前刀面的直线段长度和前刀面圆弧半径r对拉刀的影响最大。当容屑槽参数取得较合理时，切屑会卷缩成图2所示的在齿背方向稍有伸长的螺旋屑卷，拉力较小，切屑容易从拉刀刃口脱落，工件表面质量提高，刀具耐用度也较高。如果容屑槽参数不合理，则工件表面质量不好，刀具不耐用；尤其当前刀面圆弧半径r过小、拉刀前刀面的直线段长度过长时，很难形成圆形卷屑，形成的切屑较厚、且短而硬，切屑顶在齿背上不正常地塞满在容屑槽中，见图3，紧贴前刀面，此时拉削表面质量较差，拉刀上的切屑极难清理，甚至使拉刀刀齿折断。

图1 容屑槽示意图

图2 正常卷屑图

图3 不正常卷屑图

2 容屑槽的制作

标准的容屑槽以r=0.5h来确定前刀面圆弧半径；我们发现按r=(0.6～0.65)h来确定前刀面圆弧半径对拉削质量和拉刀寿命更为有利。工厂自制的拉刀容屑槽，均按设计要求制造，前刀面用球面磨削法磨削，拉削效果较理想。工厂用于加工尺寸为6D-54×46×9的内花键拉刀时，是由工具厂按我们的设计图纸制造。容屑槽设计尺寸为：t=10 mm，R=7 mm，r=2.9 mm，g=3 mm，h=4.5 mm，此时前刀面直线段的设计长度只有0.75 mm，工厂使用新拉刀进行第一次拉削时，曾发生了拉花健部分刀齿被折断的现象。技术人员又对设计图纸进行了严格的检查分析，确认设计没有问题，又对未使用过的拉刀进行详细检验，发现除拉刀前刀面圆弧半径r外的其余部分均符合设计要求，拉刀实际制造前刀面圆弧半径r=1.5 mm～1.9 mm,前刀面直线段太长，究其原因是产生了图3所示的情况使其刀齿折断。为此，我们对未使用过的拉刀前刀面进行了修磨，为保证拉刀的使用寿命，一次修磨量为0.1～0.2 mm，第一次修磨后容屑槽，见图4，使用效果十分理想。

图4 磨削量简图

3 容屑槽的修磨

容屑槽的修磨，我们采用拉刀前刀面的球面磨削法，工作原理，见图5：在D砂为一定值时，拉刀磨床磨头轴线与拉刀轴线相交β角[2]，只要将砂轮δ角修成小于β角，r砂修成与拉刀前刀面圆弧半径r一致，刃磨就可获得拉刀前刀面呈网状磨纹的稳定的前角，保证图2所示符合设计要求的前刀面。

图5 砂轮角度

[1] 袁哲俊,刘华明.金属切削刀具设计手册[M].北京:机械工业出版社,2009.

[2] 陆剑中.刀具设计原理与计算[M].北京:机械工业出版社,2011.