拉刀寿命缩减的原因及改善策略
通常情况下,拉刀经过一次重磨能够拉削数百至数千个工件,且整个拉刀可历经数次乃至数十次的重磨过程。特别是配备硬质合金挤光环的圆拉刀,其寿命更是能显著延长数倍至数十倍。然而,当拉刀寿命低下时,其表现可能仅为正常情况的几十分之一,严重时甚至需立即报废。
导致拉刀寿命缩减的主要因素包括:
材料选择不当:硬度为63~66HRC的普通高速钢拉刀,仅适用于加工硬度低于250HBW的工件。当工件硬度超过此值时,应选用硬度超过67HRC的高性能高速钢制作拉刀,或对拉刀进行氮化钛涂层或渗氮处理以增强其耐用性。
齿升量设置不合理:在拉削一般材料时,若齿升量过大或分布不均,会加剧拉刀的磨损速度,因为承受较大切削负荷的刀齿会迅速磨损,进而影响到相邻刀齿的寿命。然而,在拉削不锈钢时,由于其存在冷硬层,适当增大齿升量反而能减轻拉刀磨损。对于钛合金,增加齿升量至0.1mm以避开冷硬层,效果显著。此外,拉刀多次重磨后,齿升量可能变得不均匀,此时需对拉刀后部进行重磨以调整齿升量。刀齿刃带过宽同样会缩短拉刀寿命。
刀齿硬度不达标:当拉刀刀齿硬度低于规定的63HRC下限值时,其寿命将大幅下降。因此,必须确保拥有优质的热处理设备、正确的工艺及严格的管理措施。一旦在拉削过程中发现硬度不足,将难以补救。
刃磨导致的退火:在刃磨拉刀时,若砂轮与刀齿前部的连续接触面积大且温度高,刀刃容易过热并发生退火现象,从而降低拉刀寿命。正确的刃磨方法应采用轻上刀、小进给的方式,尽量减少磨削量。
工件材料中的硬质点:普通铸铁、合金铸铁等脆性材料中常含有硬质点,对拉刀寿命构成威胁。此时,采用高性能高速钢制作拉刀是更佳选择。
拉削速度过快:过高的拉削速度会迅速降低拉刀寿命。特别是在内表面拉削时,由于系统刚度不足,刀齿还会受到更大的冲击力,导致崩齿、剥落等异常损坏现象。
切削液选择或浇注不当:切削液的选择和浇注方式对拉刀寿命至关重要,同时也会影响加工表面的粗糙度和精度,因此必须予以高度重视。
振动:拉削过程中的振动会加速拉刀的磨损和损坏,因此应采取有效措施减少振动。
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