在批量生產(chǎn)中，“以拉代插”工藝已普遍應(yīng)用于漸開線內(nèi)花鍵的加工，但拉刀價(jià)格昂貴，故拉削質(zhì)量的好壞、效率的高低和拉刀壽命的長短等，都直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)成本。 

    變速器零件中，帶內(nèi)花鍵的零件多數(shù)是同步器零件，其材料為低碳合金鋼，特點(diǎn)是硬度低，韌性高。坯件預(yù)處理采用等溫正火工藝時(shí)，實(shí)際硬度在126～145HB之間。 

    常見缺陷及影響因素 

    生產(chǎn)中常出現(xiàn)的拉削缺陷分為兩種：一種是加工質(zhì)量達(dá)不到要求，即加工表面局部產(chǎn)生劃痕，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)啃傷現(xiàn)象；另一種是 拉刀的非正常磨損。以下對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)分析。 

     1. 拉削時(shí)產(chǎn)品表面產(chǎn)生局部劃痕或啃傷的主要原因及分析 

    （1）切削齒升量過大 

    當(dāng)拉刀齒升量過大時(shí)，因切屑較厚引起變形范圍大，在切屑被剝離的部位，會(huì)產(chǎn)生較深的裂紋。由于厚切屑不易卷曲，因此常呈瓦塊狀卡在容屑槽內(nèi)，極不容易去除，在拉下一件產(chǎn)品時(shí)，就會(huì)劃傷已加工表面。如工件材料為20CrMnTi時(shí)，拉刀的齒升量取0.06，則拉削情況正常。而對(duì)含碳量低于0.2%低碳合金鋼，當(dāng)設(shè)計(jì)齒升量為0.06時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)鐵屑不卷曲，卡在容屑槽內(nèi)的現(xiàn)象，使清理變得困難，影響了生產(chǎn)效率，提高了加工成本。

    （2）齒升量不均勻 

    當(dāng)拉刀刃磨得不好，使齒升大小不均勻時(shí)，會(huì)造成有的切屑太厚，有的太薄。切屑太厚，易在花鍵齒側(cè)產(chǎn)生擠裂現(xiàn)象，而留下一道道的深溝（如圖1-a），嚴(yán)重時(shí)甚至出現(xiàn)啃傷。 

    （3）容屑槽形狀不正確 

    容屑槽是由一段直線與圓弧R光滑連接形成。當(dāng)前角與R一定時(shí)，其直線段的長度也隨之確定。容屑槽形狀不正確時(shí)，直線段過短時(shí)切屑不易卷曲，過長或連接不夠光滑時(shí)，則切屑不能順利地卷曲，在容屑槽內(nèi)產(chǎn)生不正常的擠軋，從而影響拉削表面的粗糙度。 

    （4）工件材料及坯件硬度 

    加工表面粗糙度與工件自身的材料有很密切的關(guān)系。硬脆材料比韌軟材料拉削出來的光潔度要好些。韌軟材料的工件，拉出來的表面比較粗糙，有時(shí)還出現(xiàn)被刀齒啃掉的凹坑，或在出口處帶有很多切屑未脫落的毛刺飛邊，zui嚴(yán)重的是撕裂現(xiàn)象（如圖1-b）。 

    含碳量低于0.2%及硬度低于160HB的合金鋼，韌性很大，切屑容易粘附在刀刃上，切削時(shí)產(chǎn)生很大的摩擦，影響加工表面質(zhì)量。 

    材料相同的工件，由于金相組織不同，其加工質(zhì)量也有差別。晶粒大的，表面粗糙度較差。故對(duì)韌性大的工件，應(yīng)在拉削前用熱處理方法來提高硬度及改善金相組織，盡可能地滿足拉削條件，提高拉削的經(jīng)濟(jì)性。 

    2. 刀具非正常磨損的原因及分析 

    拉刀的非正常磨損是指生產(chǎn)中刀齒非正常的快速磨損，對(duì)生產(chǎn)效率及加工成本影響很大。正常情況下，拉刀兩次刃磨間一般可以拉削上千個(gè)零件。但生產(chǎn)中有時(shí)會(huì)遇到刃磨后只能拉幾十個(gè)或更少的工件后，拉刀刃口就已嚴(yán)重磨損的情況。造成的因素主要為刀齒硬度不夠、刀齒在刃磨時(shí)退火、齒升量不均勻、刀齒幾何角度的影響以及操作不慎造成的碰缺刀刃等。 

    （1）刀齒硬度不夠的影響 

    拉刀熱處理后，刀齒硬度過低（≤60HRC），或刀齒局部存在軟點(diǎn)時(shí)，都會(huì)使刀齒迅速磨損。 

    （2）刀齒刃磨后退火的影響 

    拉刀刃磨時(shí)，吃刀過大或磨削速度太快，使刀齒刃口部分因過熱退火而降低了硬度，在拉削過程中會(huì)很快磨損。 

    （3）齒升量不均的影響 

     齒升大小不均勻時(shí)，齒升大的刀齒，由于切削時(shí)負(fù)荷較重，磨損也加快。 

   （4）刀齒幾何角度的影響 

    拉削韌軟材料時(shí)，應(yīng)采用大前角，使切削刃鋒利。拉花鍵時(shí)，由于齒高較大，金屬材料經(jīng)過切削后由于要恢復(fù)彈性變形，若側(cè)后角太小，已加工表面將緊緊壓在刀齒側(cè)面上，產(chǎn)生很大的摩擦，即刀齒的兩側(cè)會(huì)擠壞花鍵兩側(cè)的加工表面，或劃下溝痕，且拉刀刀齒也容易磨損。實(shí)際工作中，應(yīng)仔細(xì)觀察刀齒側(cè)面上的摩擦痕跡，就能判斷側(cè)后角是否恰當(dāng)。后角過小，加工面與后刀面之間會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的摩擦，使刀齒迅速磨損，后角過大時(shí)，會(huì)降低刀齒的強(qiáng)度，因此反而加速磨損。 

    （5）操作不慎，碰缺刀刃 

    由于上下刀及搬運(yùn)過程中操作不慎，拉刀刀齒與機(jī)床或其他硬物發(fā)生碰撞，使刀齒刃口碰缺后變鈍，拉削中特別易磨損。針對(duì)上述原因，在拉刀設(shè)計(jì)、制造、工藝準(zhǔn)備以及操作上采取相應(yīng)的措施，即可使刀刃磨損正常。 

    拉削缺陷產(chǎn)生的原因 

    生產(chǎn)中出現(xiàn)拉削缺陷時(shí)，應(yīng)對(duì)工件、切屑和拉刀進(jìn)行檢查。觀察切屑卷曲是否正常，厚薄是否均勻，切屑背面是否光滑；檢查工件硬度是否過低，金相組織是否正常；由于拉削是成型加工，拉刀刀齒與工件有相對(duì)應(yīng)的關(guān)系，當(dāng)工件出現(xiàn)齒面劃傷時(shí)，可根據(jù)其位置的高低，大致判斷出相對(duì)于拉刀上刀齒位置后，檢查刀刃是否碰缺，頂刃是否有較大的白刃等，根據(jù)具體情況進(jìn)行分析和判斷，然后采取相應(yīng)的解決措施。 

    拉刀優(yōu)化設(shè)計(jì)及改進(jìn)效果 

    拉削是屬于成形加工，拉削質(zhì)量及拉刀壽命與拉刀的設(shè)計(jì)參數(shù)密切相關(guān)。針對(duì)不同的工件材料及坯件狀態(tài)，應(yīng)設(shè)計(jì)相匹配的參數(shù)。因拉刀的設(shè)計(jì)參數(shù)互相制約，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)行綜合考慮。 

    根據(jù)拉削零件材料韌性大、硬度低的特點(diǎn)，針對(duì)我公司現(xiàn)場中經(jīng)常出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析后，我們減小了拉刀的齒升量，增大了拉刀前角后，在刃磨正常的情況下，切削時(shí)卷屑順利，基本解決了卡屑和粘刀問題。另外，通過提高拉刀硬度，切削效果也能得到明顯改善，還能大大提高拉刀壽命。