拉刀壽命縮減的原因及改善策略
通常情況下,拉刀經(jīng)過一次重磨能夠拉削數(shù)百至數(shù)千個(gè)工件,且整個(gè)拉刀可歷經(jīng)數(shù)次乃至數(shù)十次的重磨過程。特別是配備硬質(zhì)合金擠光環(huán)的圓拉刀,其壽命更是能顯著延長數(shù)倍至數(shù)十倍。然而,當(dāng)拉刀壽命低下時(shí),其表現(xiàn)可能僅為正常情況的幾十分之一,嚴(yán)重時(shí)甚至需立即報(bào)廢。
導(dǎo)致拉刀壽命縮減的主要因素包括:
材料選擇不當(dāng):硬度為63~66HRC的普通高速鋼拉刀,僅適用于加工硬度低于250HBW的工件。當(dāng)工件硬度超過此值時(shí),應(yīng)選用硬度超過67HRC的高性能高速鋼制作拉刀,或?qū)哆M(jìn)行氮化鈦涂層或滲氮處理以增強(qiáng)其耐用性。
齒升量設(shè)置不合理:在拉削一般材料時(shí),若齒升量過大或分布不均,會加劇拉刀的磨損速度,因?yàn)槌惺茌^大切削負(fù)荷的刀齒會迅速磨損,進(jìn)而影響到相鄰刀齒的壽命。然而,在拉削不銹鋼時(shí),由于其存在冷硬層,適當(dāng)增大齒升量反而能減輕拉刀磨損。對于鈦合金,增加齒升量至0.1mm以避開冷硬層,效果顯著。此外,拉刀多次重磨后,齒升量可能變得不均勻,此時(shí)需對拉刀后部進(jìn)行重磨以調(diào)整齒升量。刀齒刃帶過寬同樣會縮短拉刀壽命。
刀齒硬度不達(dá)標(biāo):當(dāng)拉刀刀齒硬度低于規(guī)定的63HRC下限值時(shí),其壽命將大幅下降。因此,必須確保擁有優(yōu)質(zhì)的熱處理設(shè)備、正確的工藝及嚴(yán)格的管理措施。一旦在拉削過程中發(fā)現(xiàn)硬度不足,將難以補(bǔ)救。
刃磨導(dǎo)致的退火:在刃磨拉刀時(shí),若砂輪與刀齒前部的連續(xù)接觸面積大且溫度高,刀刃容易過熱并發(fā)生退火現(xiàn)象,從而降低拉刀壽命。正確的刃磨方法應(yīng)采用輕上刀、小進(jìn)給的方式,盡量減少磨削量。
工件材料中的硬質(zhì)點(diǎn):普通鑄鐵、合金鑄鐵等脆性材料中常含有硬質(zhì)點(diǎn),對拉刀壽命構(gòu)成威脅。此時(shí),采用高性能高速鋼制作拉刀是更佳選擇。
拉削速度過快:過高的拉削速度會迅速降低拉刀壽命。特別是在內(nèi)表面拉削時(shí),由于系統(tǒng)剛度不足,刀齒還會受到更大的沖擊力,導(dǎo)致崩齒、剝落等異常損壞現(xiàn)象。
切削液選擇或澆注不當(dāng):切削液的選擇和澆注方式對拉刀壽命至關(guān)重要,同時(shí)也會影響加工表面的粗糙度和精度,因此必須予以高度重視。
振動:拉削過程中的振動會加速拉刀的磨損和損壞,因此應(yīng)采取有效措施減少振動。
切削熱分布的核心特征分析切削過程中產(chǎn)生的熱量在剪切區(qū)、切屑、刀具和工件中的分布呈現(xiàn)顯著的不均勻性,主要特征如下:剪切區(qū)溫度相對均勻:在材料發(fā)生塑性變形的主剪切平面(或剪切區(qū))內(nèi),各點(diǎn)溫度分布表現(xiàn)出較高的均勻性,該區(qū)域內(nèi)溫差較小。刀-屑/刀-工接觸區(qū)的溫度峰值偏移:前刀面: 最高溫度點(diǎn)并非位于切削刃,
機(jī)械加工工藝中熱處理工序的時(shí)序規(guī)劃策略在機(jī)械加工工藝流程中,科學(xué)地安排熱處理工序的介入時(shí)機(jī)至關(guān)重要。其核心目標(biāo)在于:優(yōu)化冷熱加工協(xié)同性,有效控制熱處理變形,并最終確保產(chǎn)品質(zhì)量與精度。熱處理工序的規(guī)劃主要依據(jù)其功能目標(biāo),可分為以下關(guān)鍵類別及其典型時(shí)序:預(yù)備熱處理:目標(biāo): 消除毛坯件內(nèi)應(yīng)力,改善材料切削