Nažu attīstība ieņem nozīmīgu vietu cilvēces progresa vēsturē. Jau 28.–20. gadsimtā pirms mūsu ēras Ķīnā bija parādījušies misiņa konusi un vara konusi, urbji, naži un citi vara naži. Karojošo valstu beigās (trešajā gadsimtā pirms mūsu ēras) vara naži tika izgatavoti, pateicoties karburēšanas tehnoloģiju meistarībai. Urbjiem un zāģiem tajā laikā bija dažas līdzības ar mūsdienu plakanajiem urbjiem un zāģiem.
bilde
Īsa griezējinstrumentu vēsture
Straujā nažu attīstība notika 18. gadsimta beigās, attīstoties tādām mašīnām kā tvaika dzinēji.
1783. gadā Francijas Renē pirmo reizi izgatavoja frēzes. 1923. gadā Vācijas Šroters izgudroja cementētu karbīdu. Izmantojot cementētu karbīdu, efektivitāte ir vairāk nekā divas reizes lielāka nekā ātrgaitas tēraudam, kā arī ievērojami uzlabojas griešanas procesā apstrādātās sagataves virsmas kvalitāte un izmēru precizitāte.
Ātrgaitas tērauda un cementētā karbīda augstās cenas dēļ 1938. gadā vācu kompānija Degusa ieguva keramikas nažu patentu. 1972. gadā ASV uzņēmums General Electric Company ražoja polikristālisku sintētisko dimantu un polikristālisko kubiskā bora nitrīda asmeņus. Šie nemetāliskie instrumentu materiāli ļauj instrumentam griezt ar lielāku ātrumu.
1969. gadā Zviedrijas Sandvik Steel Works ieguva patentu ar titāna karbīdu pārklātu karbīda ieliktņu ražošanai, izmantojot ķīmisko tvaiku pārklāšanu. 1972. gadā Bangša un Lagolana Amerikas Savienotajās Valstīs izstrādāja fizikālu tvaiku pārklāšanas metodi, lai pārklātu cietu titāna karbīda vai titāna nitrīda slāni uz cementēta karbīda vai ātrgaitas tērauda instrumentu virsmas. Virsmas pārklājuma metode apvieno pamatmateriāla augsto izturību un stingrību ar virsmas slāņa augsto cietību un nodilumizturību, lai kompozītmateriālam būtu labāka griešanas veiktspēja.
Pateicoties augstajai temperatūrai, augstajam spiedienam, lielam ātrumam un detaļām, kas strādā korozīvā šķidrā vidē, tiek izmantoti arvien vairāk grūti apstrādājami materiāli, un griešanas apstrādes automatizācijas līmenis un prasības apstrādes precizitātei kļūst arvien augstākas. . Izvēloties instrumenta leņķi, ir jāņem vērā dažādu faktoru ietekme, piemēram, sagataves materiāls, instrumenta materiāls, apstrādes īpašības (raupja un apdares apstrāde) utt., kas jāizvēlas saprātīgi atbilstoši konkrētajai situācijai.
Izplatītākie instrumentu materiāli: ātrgaitas tērauds, cementēts karbīds (tostarp metālkeramika), keramika, CBN (kubiskais bora nitrīds), PCD (polikristāliskais dimants), jo to cietība ir cietāka par vienu, tāpēc vispārīgi runājot, arī griešanas ātrums ir viens. garāks par otru.
Instrumenta materiāla veiktspējas analīze
Ātrgaitas tērauds: to var iedalīt parastajā ātrgaitas tēraudā un augstas veiktspējas ātrgaitas tēraudā.
Parasts ātrgaitas tērauds, piemēram, W18Cr4V, tiek plaši izmantots dažādu sarežģītu nažu ražošanā. Tā griešanas ātrums parasti nav pārāk liels, un, griežot parastos tērauda materiālus, tas ir 40-60m/min.
Augstas veiktspējas ātrgaitas tērauds, piemēram, W12Cr4V4Mo, tiek kausēts, parastajam ātrgaitas tēraudam pievienojot kādu oglekļa saturu, vanādija saturu, kobaltu, alumīniju un citus elementus. Tā izturība ir 15-3 reizes lielāka nekā parastajam ātrtēraudam.
bilde
Cementēts karbīds: saskaņā ar GB2075-87 (attiecībā uz 190 standartu) to var iedalīt trīs kategorijās: P, M un K. P veida cementētais karbīds galvenokārt tiek izmantots melno metālu apstrādei ar garām šķembām, un zils tiek izmantots kā zīme; Galvenokārt tiek izmantots M-tips. To izmanto melno metālu un krāsaino metālu apstrādei, un tas ir marķēts ar dzeltenu krāsu, kas pazīstams arī kā universāls cietais sakausējums. K tips galvenokārt tiek izmantots melno metālu, krāsaino metālu un nemetālisku materiālu apstrādei ar īsām skaidām, un tas ir atzīmēts ar sarkanu krāsu.
Arābu cipari aiz P, M un K norāda tā veiktspēju un apstrādes slodzi vai apstrādes apstākļus. Jo mazāks skaitlis, jo augstāka ir cietība un sliktāka stingrība.
bilde
Keramika: Keramikas materiāliem ir laba nodilumizturība, un tie var apstrādāt augstas cietības materiālus, kurus ir grūti vai neiespējami apstrādāt ar tradicionālajiem instrumentiem. Turklāt keramikas griezējinstrumenti var izvairīties no enerģijas patēriņa atlaidināšanas apstrādes procesā, tādējādi var arī palielināt sagataves cietību un pagarināt mašīnas aprīkojuma kalpošanas laiku.
Griešanas laikā berze starp keramikas asmeni un metālu ir maza, griešanai nav viegli pieķerties asmenim, nav viegli izveidot apbūvētu malu, un tā var veikt ātrgriešanu. Tāpēc tādos pašos apstākļos sagataves virsmas raupjums ir salīdzinoši zems. Instrumenta izturība ir vairākas reizes vai pat desmitiem reižu lielāka nekā tradicionālajiem instrumentiem, kas samazina instrumentu maiņu skaitu apstrādes laikā.
Augsta temperatūras izturība, laba sarkanā cietība. To var nepārtraukti griezt 1200 grādu leņķī, tāpēc keramikas ieliktņu griešanas ātrums var būt daudz lielāks nekā cementēta karbīda griešanas ātrums. Tas var veikt ātrgaitas griešanu vai realizēt "slīpēšanas aizstāšanu ar virpošanu un frēzēšanu". Griešanas efektivitāte ir 3-10 reizes augstāka nekā tradicionālajiem griezējinstrumentiem, un tiek panākts cilvēka stundu, elektroenerģijas un darbgaldu skaita ietaupījums par 30 procentiem -70 procentiem vai vairāk.
bilde
CBN: šis ir otrs šobrīd zināmais materiāls ar augstāko cietību. CBN kompozītmateriālu loksnes cietība parasti ir HV3000 ~ 5000, kurai ir augsta termiskā stabilitāte un augsta temperatūras cietība, kā arī augsta oksidācijas izturība. Pie 1000 grādiem C oksidēšanās nenotiek, un ķīmiska reakcija nenotiek ar materiāliem uz dzelzs bāzes pie 1200-1300 grādiem C. Tam ir laba siltumvadītspēja un zems berzes koeficients.
bilde
Polikristāliskā dimanta PCD: dimanta nažiem ir augsta cietība, augsta spiedes izturība, laba siltumvadītspēja un nodilumizturība, un tie var iegūt augstu apstrādes precizitāti un apstrādes efektivitāti ātrgaitas griešanas laikā. Tā kā PCD struktūra ir smalkgraudains dimanta saķepināts korpuss ar dažādu orientāciju, tā cietība un nodilumizturība joprojām ir zemāka nekā monokristāla dimantam, neskatoties uz saistvielas pievienošanu. Saistība ar krāsainajiem metāliem un nemetāliskiem materiāliem ir ļoti maza, un šķembas nav viegli pielipt instrumenta galam, lai apstrādes laikā izveidotu apaugušu malu.
bilde
Apkopojiet
Katra materiāla pielietojuma diapazons
Ātrgaitas tērauds: galvenokārt izmanto gadījumos, kad nepieciešama augsta izturība, piemēram, formēšanas instrumenti un sarežģītas formas;
Cementēts karbīds: visplašākais pielietojuma klāsts, būtībā spējīgs;
Keramika: galvenokārt izmanto rupjā apstrādē un ātrgaitas cieto detaļu virpošanas un čuguna detaļu apstrādē;
CBN: galvenokārt izmanto cieto detaļu virpošanai un čuguna detaļu ātrgaitas apstrādei (vispārīgi runājot, tas ir efektīvāks par keramiku nodilumizturības, triecienizturības un lūzuma izturības ziņā);
PCD: galvenokārt izmanto augstas efektivitātes krāsaino metālu un nemetālisku materiālu griešanai.
