Uzlaboto apstrādes iekārtu un augstas veiktspējas CNC griezējinstrumentu kombinācija var pilnībā nodrošināt tā pienācīgo veiktspēju un sasniegt labus ekonomiskos ieguvumus. Strauji attīstoties griezējinstrumentu materiāliem, dažādi jauni griezējinstrumentu materiāli ir ievērojami uzlabojuši to fizikālās, mehāniskās īpašības un griešanas veiktspēju, kā arī turpināja paplašināties to pielietojuma klāsts.
bilde
1. Instrumentu materiāliem jābūt pamatīpašībām
uz
Instrumenta materiāla izvēlei ir liela ietekme uz instrumenta kalpošanas laiku, apstrādes efektivitāti, apstrādes kvalitāti un apstrādes izmaksām. Kad instruments tiek griezts, tam ir jāiztur augsta spiediena, augstas temperatūras, berzes, trieciena un vibrācijas ietekme. Tāpēc instrumenta materiālam jābūt šādām pamatīpašībām:
(1) Cietība un nodilumizturība. Instrumenta materiāla cietībai jābūt augstākai nekā sagataves materiāla cietībai, parasti virs 60HRC. Jo cietāks instrumenta materiāls, jo labāka nodilumizturība.
(2) Izturība un stingrība. Instrumentu materiāliem jābūt ar augstu izturību un stingrību, lai tie izturētu griešanas spēkus, triecienus un vibrācijas, kā arī novērstu instrumentu trauslumu un šķelšanos.
(3) Karstumizturība. Instrumenta materiāla karstumizturība ir labāka, tā var izturēt augstu griešanas temperatūru, un tai ir laba oksidācijas izturība.
(4) Procesa veiktspēja un ekonomija. Instrumentu materiāliem jābūt ar labu kalšanas veiktspēju, termiskās apstrādes veiktspēju, metināšanas veiktspēju, slīpēšanas veiktspēju utt., Un tiem vajadzētu sasniegt augstu veiktspējas un cenas attiecību.
2. Instrumentu materiālu veidi, īpašības, raksturlielumi un pielietojumi
1. Dimanta instrumentu materiālu veidi, īpašības un raksturlielumi un instrumentu pielietojumi
Dimants ir oglekļa alotrops, un tas ir cietākais dabā sastopamais materiāls. Dimanta instrumentiem ir augsta cietība, augsta nodilumizturība un augsta siltumvadītspēja, un tos plaši izmanto krāsaino metālu un nemetālisku materiālu apstrādē. Īpaši alumīnija un silīcija-alumīnija sakausējumu ātrgriešanā dimanta instrumenti ir galvenie griezējinstrumentu veidi, kurus ir grūti nomainīt. Dimanta instrumenti, kas var sasniegt augstu efektivitāti, augstu stabilitāti un ilgstošu apstrādi, ir neaizstājami un svarīgi instrumenti mūsdienu CNC apstrādē.
bilde
⑴ Dimanta instrumentu veidi
① Dabiskā dimanta instruments: Dabīgais dimants ir izmantots kā griešanas instruments simtiem gadu. Dabīgais monokristāla dimanta instruments ir smalki slīpēts, un griešanas malu var noslīpēt ļoti asi. Griešanas malas rādiuss var sasniegt 0,002 μm, kas var realizēt īpaši plānu griešanu un var Tas ir atzīts, ideāls un neaizvietojams īpaši precīzas apstrādes rīks ārkārtīgi augstas sagataves precizitātes un ārkārtīgi zema virsmas raupjuma apstrādei.
② PCD dimanta rīks: Dabīgais dimants ir dārgs, un polikristālisko dimantu (PCD) plaši izmanto griešanai. Kopš 1970. gadu sākuma tika izstrādāts polikristālisks dimants (saīsināti Polycrystauine dimants, PCD). Pēc panākumiem dabiskā dimanta instrumenti daudzos gadījumos ir aizstāti ar mākslīgo polikristālisko dimantu. PCD izejvielas ir bagātas ar avotiem, un to cena ir tikai dažas desmitdaļas līdz desmitajai daļai dabisko dimantu.
PCD instrumenti nevar slīpēt īpaši asas malas, un apstrādāto sagatavju virsmas kvalitāte nav tik laba kā dabiskajam dimantam. Rūpniecībā nav ērti ražot PCD ieliktņus ar skaidu lauzējiem. Tāpēc PCD var izmantot tikai krāsaino metālu un nemetālu smalkai griešanai, un ir grūti panākt īpaši precīzu spoguļgriešanu.
③ CVD dimanta instrumenti: no 1970. gadu beigām līdz 80. gadu sākumam CVD dimanta tehnoloģija parādījās Japānā. CVD dimants attiecas uz dimanta plēves sintēzi uz neviendabīgiem substrātiem (piemēram, cementēta karbīda, keramikas utt.), izmantojot ķīmisko tvaiku pārklāšanu (CVD). CVD dimantam ir tieši tāda pati struktūra un īpašības kā dabiskajam dimantam.
CVD dimanta veiktspēja ir ļoti tuva dabiskā dimanta veiktspējai, un tam ir dabiskā viena kristāla dimanta un polikristāliskā dimanta (PCD) priekšrocības, un tas zināmā mērā novērš to trūkumus.
⑵ Dimanta instrumentu veiktspējas raksturlielumi
① Īpaši augsta cietība un nodilumizturība: Dabīgais dimants ir cietākā dabā sastopamā viela. Dimantam ir ārkārtīgi augsta nodilumizturība. Apstrādājot augstas cietības materiālus, dimanta instrumentu kalpošanas laiks ir 10 līdz 100 reižu vairāk nekā cementēta karbīda instrumentiem vai pat simtiem reižu.
② Tam ir ļoti zems berzes koeficients: berzes koeficients starp dimantu un dažiem krāsainajiem metāliem ir zemāks nekā citiem griezējinstrumentiem, berzes koeficients ir zems, deformācija apstrādes laikā ir maza, un griešanas spēks var jāsamazina.
③ Griešanas mala ir ļoti asa: dimanta instrumentu griešanas malu var uzasināt, un dabīgā monokristāla dimanta instrumenta augstums var sasniegt 0.002-0,008 μm, ko var izmantot īpaši lielai griešanai. -plāna griešana un īpaši precīza apstrāde.
④ Tam ir augsta siltumvadītspēja: dimantam ir augsta siltumvadītspēja un siltuma difūzija, griešanas siltums ir viegli izkliedēts, un instrumenta griešanas daļas temperatūra ir zema.
⑤ Zems termiskās izplešanās koeficients: dimanta termiskās izplešanās koeficients ir vairākas reizes mazāks nekā cementēta karbīda, un instrumenta izmēra izmaiņas, ko izraisa griešanas karstums, ir ļoti mazas, kas ir īpaši svarīgi precīzai un īpaši precīzai apstrādei, kurai nepieciešama augsta izmēru precizitāte.
⑶ Dimanta instrumentu pielietošana
Dimanta instrumentus galvenokārt izmanto krāsaino metālu un nemetālisku materiālu smalkai griešanai un urbšanai lielā ātrumā. Tas ir piemērots dažādu nodilumizturīgu nemetālu apstrādei, piemēram, FRP pulvermetalurģijas sagataves, keramikas materiāli utt.; dažādi nodilumizturīgi krāsainie metāli, piemēram, dažādi silīcija-alumīnija sakausējumi; dažāda krāsaino metālu apdares apstrāde.
Dimanta instrumentu trūkums ir tas, ka tiem ir slikta termiskā stabilitāte. Kad griešanas temperatūra pārsniedz 700 līdz 800 grādus, tā pilnībā zaudēs savu cietību; turklāt tas nav piemērots melno metālu griešanai, jo dimantu (oglekli) ir viegli savienot ar dzelzi augstā temperatūrā. Atomu darbība pārvērš oglekļa atomus grafīta struktūrā, un instruments ir viegli sabojājams.
2. Kubiskā bora nitrīda instrumentu materiālu veidi, īpašības un raksturlielumi un instrumentu pielietojumi
Kubiskais bora nitrīds (CBN), otrs īpaši cietais materiāls, kas sintezēts ar dimantam līdzīgu metodi, cietības un siltumvadītspējas ziņā ir otrais aiz dimanta. Tam ir lieliska termiskā stabilitāte, un to var sasildīt līdz 10,000 grādiem atmosfērā. Oksidācija nenotiek. CBN ir ārkārtīgi stabilas melno metālu ķīmiskās īpašības, un to var plaši izmantot tērauda izstrādājumu apstrādē.
bilde
⑴ Kubiskā bora nitrīda griezējinstrumentu veidi
Kubiskais bora nitrīds (CBN) ir viela, kas dabā neeksistē. To var iedalīt monokristāliskā un polikristāliskā, tas ir, CBN monokristāla un polikristāliskā kubiskā bora nitrīdā (polikristāliskā kubiskā bornnitrīda, saukta par PCBN). CBN ir viens no bora nitrīda (BN) izomēriem, un tā struktūra ir līdzīga dimanta struktūrai.
PCBN (polikristālisks kubiskais bora nitrīds) ir polikristālisks materiāls, kas saķepina smalkus CBN materiālus caur saistīšanas fāzi (TiC, TiN, Al, Ti utt.) augstā temperatūrā un augstā spiedienā. Dimanta instrumentu materiāls, tas un dimants kopā saukti par īpaši cieto instrumentu materiālu. PCBN galvenokārt izmanto nažu vai citu instrumentu izgatavošanai.
PCBN instrumentus var iedalīt integrētos PCBN ieliktņos un PCBN kompozītmateriālu ieliktņos, kas saķepināti ar cementētu karbīdu.
PCBN kompozītmateriālu ieliktņus izgatavo, saķepinot PCBN slāni ar biezumu no {{0}},5 līdz 1,0 mm uz cementēta karbīda ar labu stiprību un stingrību. Tā veiktspējai ir gan laba stingrība, gan augsta cietība un nodilumizturība. Atrisinātas CBN ieliktņu zemas lieces stiprības un metināšanas grūtību problēmas.
⑵ Kubiskā bora nitrīda galvenās īpašības un raksturlielumi
Lai gan kubiskā bora nitrīda cietība ir nedaudz zemāka par dimantu, tā ir daudz augstāka nekā citiem augstas cietības materiāliem. CBN izcilā priekšrocība ir tā, ka tā termiskā stabilitāte ir daudz augstāka nekā dimantam, kas var sasniegt vairāk nekā 1200 grādus (700-800 grādu dimantam). reakcija. Kubiskā bora nitrīda galvenie darbības raksturlielumi ir šādi.
① Augsta cietība un nodilumizturība: CBN kristāla struktūra ir līdzīga dimanta struktūrai, un tai ir līdzīga dimanta cietība un izturība. PCBN ir īpaši piemērots augstas cietības materiālu apstrādei, kurus iepriekš varēja tikai slīpēt, un tie var iegūt labāku sagatavju virsmas kvalitāti.
② Augsta termiskā stabilitāte: CBN karstumizturība var sasniegt 1400-1500 grādu, kas ir gandrīz 1 reizi augstāka nekā dimantam (700-800 grāds). PCBN instrumenti var griezt augstas temperatūras sakausējumus un rūdītus tēraudus ar ātrumu, kas ir 3 līdz 5 reizes lielāks nekā cementēta karbīda instrumenti.
③Izcila ķīmiskā stabilitāte: tai nav ķīmiskas mijiedarbības ar materiāliem uz dzelzs bāzes 1200-1300 pakāpē, un tas nenolietosies tik strauji kā dimants, un tas joprojām var saglabāt cementētā karbīda cietību šajā laikā; PCBN instrumenti ir piemēroti rūdīta tērauda detaļu un atdzesēta čuguna griešanai, tos var plaši izmantot čuguna ātrgaitas griešanai.
④ Laba siltumvadītspēja: lai gan CBN siltumvadītspēja nav tik laba kā dimanta siltumvadītspēja, PCBN siltumvadītspēja ir otrajā vietā pēc dimanta dažādu instrumentu materiālu vidū un ir daudz augstāka nekā ātrgaitas tērauda un cementēta karbīda siltumvadītspēja.
⑤ Zems berzes koeficients: zems berzes koeficients var samazināt griešanas spēku griešanas laikā, samazināt griešanas temperatūru un uzlabot apstrādātās virsmas kvalitāti.
⑶ Kubiskā bora nitrīda instrumenta pielietojums
Kubiskais bora nitrīds ir piemērots dažādu grūti griežamu materiālu, piemēram, rūdīta tērauda, cietā čuguna, augstas temperatūras sakausējuma, cieto sakausējumu un virsmas izsmidzināšanas materiālu apdarei. Apstrādes precizitāte var sasniegt IT5 (caurums ir IT6), un virsmas raupjums var būt tikpat mazs kā Ra1.25-0.20 μm.
Kubiskā bora nitrīda instrumentu materiālam ir slikta stingrība un lieces izturība. Tāpēc kubiskā bora nitrīda virpošanas instrumenti nav piemēroti neapstrādātai apstrādei ar mazu ātrumu un lielu trieciena slodzi; Metāla gadījumā radīsies spēcīga apmale, kas sabojās apstrādāto virsmu.
3. Keramikas instrumentu materiālu veidi, īpašības un raksturlielumi un instrumentu pielietojumi
Keramikas griezējinstrumentiem ir augsta cietība, laba nodilumizturība, lieliska karstumizturība un ķīmiskā stabilitāte, un tos nav viegli savienot ar metālu. Keramikas griezējinstrumenti CNC apstrādē ieņem ļoti svarīgu vietu. Keramikas griezējinstrumenti ir kļuvuši par vienu no galvenajiem griešanas instrumentiem ātrgaitas griešanai un grūti apstrādājamu materiālu apstrādei. Keramikas griezējinstrumenti tiek plaši izmantoti ātrgaitas griešanai, sausai griešanai, cietai griešanai un grūti apstrādājamu materiālu griešanai. Keramikas naži var efektīvi apstrādāt augstas cietības materiālus, kurus tradicionālie naži nemaz nevar apstrādāt, un realizēt "slīpēšanas aizstāšanu ar automašīnu"; keramikas nažu optimālais griešanas ātrums var būt 2 līdz 10 reizes lielāks nekā cementēta karbīda nažiem, tādējādi ievērojami uzlabojot griešanas apstrādes ražošanas efektivitāti. Galvenā keramikas instrumentu materiālos izmantotā izejviela ir visbagātīgākais elements zemes garozā. Tāpēc keramikas instrumentu popularizēšanai un pielietošanai ir liela nozīme, lai uzlabotu produktivitāti, samazinātu apstrādes izmaksas un ietaupītu stratēģiskos dārgmetālus, kā arī ievērojami veicinās griešanas tehnoloģiju attīstību. progresu.
bilde
⑴ Keramikas instrumentu materiālu veidi
Keramikas instrumentu materiālu veidus parasti var iedalīt trīs kategorijās: keramika uz alumīnija oksīda bāzes, keramika uz silīcija nitrīda bāzes un saliktā silīcija nitrīda-alumīnija oksīda keramika. Starp tiem visplašāk tiek izmantoti keramikas instrumentu materiāli uz alumīnija oksīda un silīcija nitrīda bāzes. Keramikas, kuras pamatā ir silīcija nitrīds, veiktspēja ir labāka nekā keramikai uz alumīnija oksīda bāzes.
⑵ Keramikas griezējinstrumentu veiktspēja un īpašības
Keramikas griezējinstrumentu veiktspējas raksturlielumi ir šādi:
① Augsta cietība un laba nodilumizturība: lai gan keramikas instrumentu cietība nav tik augsta kā PCD un PCBN, tā ir daudz augstāka nekā cementēta karbīda un ātrgaitas tērauda instrumentiem, sasniedzot 93-95HRA. Keramikas instrumenti var apstrādāt augstas cietības materiālus, kurus ir grūti apstrādāt ar tradicionālajiem instrumentiem, un tie ir piemēroti ātrgriešanai un cietai griešanai.
② Augstas temperatūras izturība un laba karstumizturība: keramikas instrumentus joprojām var griezt augstā temperatūrā virs 1200 grādiem. Keramikas nažiem ir labas augstas temperatūras mehāniskās īpašības, un A12O3 keramikas nažu oksidācijas izturība ir īpaši laba. Pat ja griešanas mala ir karstā stāvoklī, to var izmantot nepārtraukti. Tāpēc keramikas instrumenti var sasniegt sausu griešanu, kas var ietaupīt griešanas šķidrumu.
③ Laba ķīmiskā stabilitāte: keramikas griezējinstrumentus nav viegli savienot ar metālu, tie ir izturīgi pret koroziju un ķīmiski stabili, kas var samazināt griezējinstrumentu saķeres nodilumu.
④ Zems berzes koeficients: Afinitāte starp keramikas griezējinstrumentiem un metālu ir maza, un berzes koeficients ir zems, kas var samazināt griešanas spēku un griešanas temperatūru.
⑶ Keramikas nažu pielietošana
Keramika ir viens no instrumentu materiāliem, ko galvenokārt izmanto ātrgaitas apdarei un pusapdarei. Keramikas griezējinstrumenti ir piemēroti visu veidu čuguna (pelēkā čuguna, kaļamā čuguna, kaļamā čuguna, atdzesētā čuguna, augstas leģētā nodilumizturīgā čuguna) un tērauda (oglekļa konstrukcijas tērauda, leģētā konstrukcijas tērauda, augstas stiprības tērauda) griešanai. , tērauds ar augstu mangāna saturu, rūdīts tērauds utt.), var izmantot arī vara sakausējumu, grafīta, inženierplastmasu un kompozītmateriālu griešanai.
Keramisko instrumentu materiālu darbībā, kas nav piemēroti griešanai zemā ātrumā un trieciena slodzē, ir problēmas ar zemu lieces izturību un zemu triecienizturību.
bilde
4. Pārklāto griezējinstrumentu materiālu īpašības un raksturlielumi un griezējinstrumentu pielietojums
Instrumenta pārklāšana ir viens no svarīgiem veidiem, kā uzlabot instrumenta veiktspēju. Pārklātu griezējinstrumentu parādīšanās ir radījusi lielu izrāvienu griezējinstrumentu griešanas veiktspējā. Pārklātais instruments ir pārklāts ar vienu vai vairākiem ugunsizturīga savienojuma slāņiem ar labu nodilumizturību uz stingrāka instrumenta korpusa, kas apvieno instrumenta pamatni ar cieto pārklājumu, tādējādi ievērojami uzlabojot instrumenta veiktspēju. Pārklāti griezējinstrumenti var uzlabot apstrādes efektivitāti, uzlabot apstrādes precizitāti, pagarināt instrumenta kalpošanas laiku un samazināt apstrādes izmaksas.
Apmēram 80 procenti griezējinstrumentu, ko izmanto jaunos CNC darbgaldos, izmanto instrumentus ar pārklājumu. Pārklāti griezējinstrumenti nākotnē būs vissvarīgākā instrumentu šķirne CNC apstrādes jomā.
bilde
⑴ Pārklāto instrumentu veidi
Saskaņā ar dažādām pārklāšanas metodēm pārklātos instrumentus var iedalīt instrumentos, kas pārklāti ar ķīmisko tvaiku pārklāšanu (CVD), un instrumentos, kas pārklāti ar fizisku tvaiku pārklāšanu (PVD). Pārklāti karbīda instrumenti parasti izmanto ķīmisko tvaiku pārklāšanu, un nogulsnēšanas temperatūra ir aptuveni 1000 grādi. Pārklāti ātrgaitas tērauda instrumenti parasti izmanto fizisku tvaiku pārklāšanu, un nogulsnēšanās temperatūra ir aptuveni 500 grādi;
Saskaņā ar pārklājumu instrumentu dažādajiem substrāta materiāliem, pārklātos instrumentus var iedalīt instrumentos ar karbīda pārklājumu, ātrgaitas tērauda pārklājuma instrumentos un pārklājuma instrumentos uz keramikas un īpaši cietiem materiāliem (dimanta un kubiskā bora nitrīda).
Atbilstoši pārklājuma materiāla veidam instrumentus ar pārklājumu var iedalīt divās kategorijās, proti, instrumenti ar cieto pārklājumu un instrumenti ar mīkstu pārklājumu. "Cieto" pārklājumu instrumentu galvenie mērķi ir augsta cietība un nodilumizturība. Tās galvenās priekšrocības ir augsta cietība un laba nodilumizturība, parasti TiC un TiN pārklājumi. "Mīksto" pārklājuma instrumentu mērķis ir zems berzes koeficients, ko sauc arī par pašeļļojošiem instrumentiem, un tā berze ar sagataves materiālu. Koeficients ir ļoti zems, tikai aptuveni 0,1, kas var samazināt. savienošana, samazina berzi, samazina griešanas spēku un griešanas temperatūru.
Nesen izstrādāts nanopārklājuma (Nanoeoating) rīks. Šis pārklājuma instruments var izmantot dažādas dažādu pārklājuma materiālu kombinācijas (piemēram, metāls/metāls, metāls/keramika, keramika/keramika utt.), lai atbilstu dažādām funkcionālajām un veiktspējas prasībām. Pareizi izstrādāts nanopārklājums var nodrošināt instrumenta materiālam izcilas pretberzes un pretnodiluma funkcijas un pašeļļošanas īpašības, kas ir piemērotas ātrgaitas sausai griešanai.
⑵ Pārklāto instrumentu raksturojums
Pārklāto instrumentu veiktspējas raksturlielumi ir šādi:
① Laba mehāniskā un griešanas veiktspēja: Pārklātie instrumenti apvieno izcilās pamatmateriāla un pārklājuma materiāla īpašības, kas ne tikai saglabā pamatnes labo stingrību un augstu izturību.
Uzlaboto apstrādes iekārtu un augstas veiktspējas CNC griezējinstrumentu kombinācija var pilnībā nodrošināt tā pienācīgo veiktspēju un sasniegt labus ekonomiskos ieguvumus. Strauji attīstoties griezējinstrumentu materiāliem, dažādi jauni griezējinstrumentu materiāli ir ievērojami uzlabojuši to fizikālās, mehāniskās īpašības un griešanas veiktspēju, kā arī turpināja paplašināties to pielietojuma klāsts.
bilde
1. Instrumentu materiāliem jābūt pamatīpašībām
uz
Instrumenta materiāla izvēlei ir liela ietekme uz instrumenta kalpošanas laiku, apstrādes efektivitāti, apstrādes kvalitāti un apstrādes izmaksām. Kad instruments tiek griezts, tam ir jāiztur augsta spiediena, augstas temperatūras, berzes, trieciena un vibrācijas ietekme. Tāpēc instrumenta materiālam jābūt šādām pamatīpašībām:
(1) Cietība un nodilumizturība. Instrumenta materiāla cietībai jābūt augstākai nekā sagataves materiāla cietībai, parasti virs 60HRC. Jo cietāks instrumenta materiāls, jo labāka nodilumizturība.
(2) Izturība un stingrība. Instrumentu materiāliem jābūt ar augstu izturību un stingrību, lai tie izturētu griešanas spēkus, triecienus un vibrācijas, kā arī novērstu instrumentu trauslumu un šķelšanos.
(3) Karstumizturība. Instrumenta materiāla karstumizturība ir labāka, tā var izturēt augstu griešanas temperatūru, un tai ir laba oksidācijas izturība.
(4) Procesa veiktspēja un ekonomija. Instrumentu materiāliem jābūt ar labu kalšanas veiktspēju, termiskās apstrādes veiktspēju, metināšanas veiktspēju, slīpēšanas veiktspēju utt., Un tiem vajadzētu sasniegt augstu veiktspējas un cenas attiecību.
2. Instrumentu materiālu veidi, īpašības, raksturlielumi un pielietojumi
1. Dimanta instrumentu materiālu veidi, īpašības un raksturlielumi un instrumentu pielietojumi
Dimants ir oglekļa alotrops, un tas ir cietākais dabā sastopamais materiāls. Dimanta instrumentiem ir augsta cietība, augsta nodilumizturība un augsta siltumvadītspēja, un tos plaši izmanto krāsaino metālu un nemetālisku materiālu apstrādē. Īpaši alumīnija un silīcija-alumīnija sakausējumu ātrgriešanā dimanta instrumenti ir galvenie griezējinstrumentu veidi, kurus ir grūti nomainīt. Dimanta instrumenti, kas var sasniegt augstu efektivitāti, augstu stabilitāti un ilgstošu apstrādi, ir neaizstājami un svarīgi instrumenti mūsdienu CNC apstrādē.
bilde
⑴ Dimanta instrumentu veidi
① Dabiskā dimanta instruments: Dabīgais dimants ir izmantots kā griešanas instruments simtiem gadu. Dabīgais monokristāla dimanta instruments ir smalki slīpēts, un griešanas malu var noslīpēt ļoti asi. Griešanas malas rādiuss var sasniegt 0,002 μm, kas var realizēt īpaši plānu griešanu un var Tas ir atzīts, ideāls un neaizvietojams īpaši precīzas apstrādes rīks ārkārtīgi augstas sagataves precizitātes un ārkārtīgi zema virsmas raupjuma apstrādei.
② PCD dimanta rīks: Dabīgais dimants ir dārgs, un polikristālisko dimantu (PCD) plaši izmanto griešanai. Kopš 1970. gadu sākuma tika izstrādāts polikristālisks dimants (saīsināti Polycrystauine dimants, PCD). Pēc panākumiem dabiskā dimanta instrumenti daudzos gadījumos ir aizstāti ar mākslīgo polikristālisko dimantu. PCD izejvielas ir bagātas ar avotiem, un to cena ir tikai dažas desmitdaļas līdz desmitajai daļai dabisko dimantu.
PCD instrumenti nevar slīpēt īpaši asas malas, un apstrādāto sagatavju virsmas kvalitāte nav tik laba kā dabiskajam dimantam. Rūpniecībā nav ērti ražot PCD ieliktņus ar skaidu lauzējiem. Tāpēc PCD var izmantot tikai krāsaino metālu un nemetālu smalkai griešanai, un ir grūti panākt īpaši precīzu spoguļgriešanu.
③ CVD dimanta instrumenti: no 1970. gadu beigām līdz 80. gadu sākumam CVD dimanta tehnoloģija parādījās Japānā. CVD dimants attiecas uz dimanta plēves sintēzi uz neviendabīgiem substrātiem (piemēram, cementēta karbīda, keramikas utt.), izmantojot ķīmisko tvaiku pārklāšanu (CVD). CVD dimantam ir tieši tāda pati struktūra un īpašības kā dabiskajam dimantam.
CVD dimanta veiktspēja ir ļoti tuva dabiskā dimanta veiktspējai, un tam ir dabiskā viena kristāla dimanta un polikristāliskā dimanta (PCD) priekšrocības, un tas zināmā mērā novērš to trūkumus.
⑵ Dimanta instrumentu veiktspējas raksturlielumi
① Īpaši augsta cietība un nodilumizturība: Dabīgais dimants ir cietākā dabā sastopamā viela. Dimantam ir ārkārtīgi augsta nodilumizturība. Apstrādājot augstas cietības materiālus, dimanta instrumentu kalpošanas laiks ir 10 līdz 100 reižu vairāk nekā cementēta karbīda instrumentiem vai pat simtiem reižu.
② Tam ir ļoti zems berzes koeficients: berzes koeficients starp dimantu un dažiem krāsainajiem metāliem ir zemāks nekā citiem griezējinstrumentiem, berzes koeficients ir zems, deformācija apstrādes laikā ir maza, un griešanas spēks var jāsamazina.
③ Griešanas mala ir ļoti asa: dimanta instrumentu griešanas malu var uzasināt, un dabīgā monokristāla dimanta instrumenta augstums var sasniegt 0.002-0,008 μm, ko var izmantot īpaši lielai griešanai. -plāna griešana un īpaši precīza apstrāde.
④ Tam ir augsta siltumvadītspēja: dimantam ir augsta siltumvadītspēja un siltuma difūzija, griešanas siltums ir viegli izkliedēts, un instrumenta griešanas daļas temperatūra ir zema.
⑤ Zems termiskās izplešanās koeficients: dimanta termiskās izplešanās koeficients ir vairākas reizes mazāks nekā cementēta karbīda, un instrumenta izmēra izmaiņas, ko izraisa griešanas karstums, ir ļoti mazas, kas ir īpaši svarīgi precīzai un īpaši precīzai apstrādei, kurai nepieciešama augsta izmēru precizitāte.
⑶ Dimanta instrumentu pielietošana
Dimanta instrumentus galvenokārt izmanto krāsaino metālu un nemetālisku materiālu smalkai griešanai un urbšanai lielā ātrumā. Tas ir piemērots dažādu nodilumizturīgu nemetālu apstrādei, piemēram, FRP pulvermetalurģijas sagataves, keramikas materiāli utt.; dažādi nodilumizturīgi krāsainie metāli, piemēram, dažādi silīcija-alumīnija sakausējumi; dažāda krāsaino metālu apdares apstrāde.
Dimanta instrumentu trūkums ir tas, ka tiem ir slikta termiskā stabilitāte. Kad griešanas temperatūra pārsniedz 700 līdz 800 grādus, tā pilnībā zaudēs savu cietību; turklāt tas nav piemērots melno metālu griešanai, jo dimantu (oglekli) ir viegli savienot ar dzelzi augstā temperatūrā. Atomu darbība pārvērš oglekļa atomus grafīta struktūrā, un instruments ir viegli sabojājams.
2. Kubiskā bora nitrīda instrumentu materiālu veidi, īpašības un raksturlielumi un instrumentu pielietojumi
Kubiskais bora nitrīds (CBN), otrs īpaši cietais materiāls, kas sintezēts ar dimantam līdzīgu metodi, cietības un siltumvadītspējas ziņā ir otrais aiz dimanta. Tam ir lieliska termiskā stabilitāte, un to var sasildīt līdz 10,000 grādiem atmosfērā. Oksidācija nenotiek. CBN ir ārkārtīgi stabilas melno metālu ķīmiskās īpašības, un to var plaši izmantot tērauda izstrādājumu apstrādē.
bilde
⑴ Kubiskā bora nitrīda griezējinstrumentu veidi
Kubiskais bora nitrīds (CBN) ir viela, kas dabā neeksistē. To var iedalīt monokristāliskā un polikristāliskā, tas ir, CBN monokristāla un polikristāliskā kubiskā bora nitrīdā (polikristāliskā kubiskā bornnitrīda, saukta par PCBN). CBN ir viens no bora nitrīda (BN) izomēriem, un tā struktūra ir līdzīga dimanta struktūrai.
PCBN (polikristālisks kubiskais bora nitrīds) ir polikristālisks materiāls, kas saķepina smalkus CBN materiālus caur saistīšanas fāzi (TiC, TiN, Al, Ti utt.) augstā temperatūrā un augstā spiedienā. Dimanta instrumentu materiāls, tas un dimants kopā saukti par īpaši cieto instrumentu materiālu. PCBN galvenokārt izmanto nažu vai citu instrumentu izgatavošanai.
PCBN instrumentus var iedalīt integrētos PCBN ieliktņos un PCBN kompozītmateriālu ieliktņos, kas saķepināti ar cementētu karbīdu.
PCBN kompozītmateriālu ieliktņus izgatavo, saķepinot PCBN slāni ar biezumu no {{0}},5 līdz 1,0 mm uz cementēta karbīda ar labu stiprību un stingrību. Tā veiktspējai ir gan laba stingrība, gan augsta cietība un nodilumizturība. Atrisinātas CBN ieliktņu zemas lieces stiprības un metināšanas grūtību problēmas.
⑵ Kubiskā bora nitrīda galvenās īpašības un raksturlielumi
Lai gan kubiskā bora nitrīda cietība ir nedaudz zemāka par dimantu, tā ir daudz augstāka nekā citiem augstas cietības materiāliem. CBN izcilā priekšrocība ir tā, ka tā termiskā stabilitāte ir daudz augstāka nekā dimantam, kas var sasniegt vairāk nekā 1200 grādus (700-800 grādu dimantam). reakcija. Kubiskā bora nitrīda galvenie darbības raksturlielumi ir šādi.
① Augsta cietība un nodilumizturība: CBN kristāla struktūra ir līdzīga dimanta struktūrai, un tai ir līdzīga dimanta cietība un izturība. PCBN ir īpaši piemērots augstas cietības materiālu apstrādei, kurus iepriekš varēja tikai slīpēt, un tie var iegūt labāku sagatavju virsmas kvalitāti.
② Augsta termiskā stabilitāte: CBN karstumizturība var sasniegt 1400-1500 grādu, kas ir gandrīz 1 reizi augstāka nekā dimantam (700-800 grāds). PCBN instrumenti var griezt augstas temperatūras sakausējumus un rūdītus tēraudus ar ātrumu, kas ir 3 līdz 5 reizes lielāks nekā cementēta karbīda instrumenti.
③Izcila ķīmiskā stabilitāte: tai nav ķīmiskas mijiedarbības ar materiāliem uz dzelzs bāzes 1200-1300 pakāpē, un tas nenolietosies tik strauji kā dimants, un tas joprojām var saglabāt cementētā karbīda cietību šajā laikā; PCBN instrumenti ir piemēroti rūdīta tērauda detaļu un atdzesēta čuguna griešanai, tos var plaši izmantot čuguna ātrgaitas griešanai.
④ Laba siltumvadītspēja: lai gan CBN siltumvadītspēja nav tik laba kā dimanta siltumvadītspēja, PCBN siltumvadītspēja ir otrajā vietā pēc dimanta dažādu instrumentu materiālu vidū un ir daudz augstāka nekā ātrgaitas tērauda un cementēta karbīda siltumvadītspēja.
⑤ Zems berzes koeficients: zems berzes koeficients var samazināt griešanas spēku griešanas laikā, samazināt griešanas temperatūru un uzlabot apstrādātās virsmas kvalitāti.
⑶ Kubiskā bora nitrīda instrumenta pielietojums
Kubiskais bora nitrīds ir piemērots dažādu grūti griežamu materiālu, piemēram, rūdīta tērauda, cietā čuguna, augstas temperatūras sakausējuma, cieto sakausējumu un virsmas izsmidzināšanas materiālu apdarei. Apstrādes precizitāte var sasniegt IT5 (caurums ir IT6), un virsmas raupjums var būt tikpat mazs kā Ra1.25-0.20 μm.
Kubiskā bora nitrīda instrumentu materiālam ir slikta stingrība un lieces izturība. Tāpēc kubiskā bora nitrīda virpošanas instrumenti nav piemēroti neapstrādātai apstrādei ar mazu ātrumu un lielu trieciena slodzi; Metāla gadījumā radīsies spēcīga apmale, kas sabojās apstrādāto virsmu.
3. Keramikas instrumentu materiālu veidi, īpašības un raksturlielumi un instrumentu pielietojumi
Keramikas griezējinstrumentiem ir augsta cietība, laba nodilumizturība, lieliska karstumizturība un ķīmiskā stabilitāte, un tos nav viegli savienot ar metālu. Keramikas griezējinstrumenti CNC apstrādē ieņem ļoti svarīgu vietu. Keramikas griezējinstrumenti ir kļuvuši par vienu no galvenajiem griešanas instrumentiem ātrgaitas griešanai un grūti apstrādājamu materiālu apstrādei. Keramikas griezējinstrumenti tiek plaši izmantoti ātrgaitas griešanai, sausai griešanai, cietai griešanai un grūti apstrādājamu materiālu griešanai. Keramikas naži var efektīvi apstrādāt augstas cietības materiālus, kurus tradicionālie naži nemaz nevar apstrādāt, un realizēt "slīpēšanas aizstāšanu ar automašīnu"; keramikas nažu optimālais griešanas ātrums var būt 2 līdz 10 reizes lielāks nekā cementēta karbīda nažiem, tādējādi ievērojami uzlabojot griešanas apstrādes ražošanas efektivitāti. Galvenā keramikas instrumentu materiālos izmantotā izejviela ir visbagātīgākais elements zemes garozā. Tāpēc keramikas instrumentu popularizēšanai un pielietošanai ir liela nozīme, lai uzlabotu produktivitāti, samazinātu apstrādes izmaksas un ietaupītu stratēģiskos dārgmetālus, kā arī ievērojami veicinās griešanas tehnoloģiju attīstību. progresu.
bilde
⑴ Keramikas instrumentu materiālu veidi
Keramikas instrumentu materiālu veidus parasti var iedalīt trīs kategorijās: keramika uz alumīnija oksīda bāzes, keramika uz silīcija nitrīda bāzes un saliktā silīcija nitrīda-alumīnija oksīda keramika. Starp tiem visplašāk tiek izmantoti keramikas instrumentu materiāli uz alumīnija oksīda un silīcija nitrīda bāzes. Keramikas, kuras pamatā ir silīcija nitrīds, veiktspēja ir labāka nekā keramikai uz alumīnija oksīda bāzes.
⑵ Keramikas griezējinstrumentu veiktspēja un īpašības
Keramikas griezējinstrumentu veiktspējas raksturlielumi ir šādi:
① Augsta cietība un laba nodilumizturība: lai gan keramikas instrumentu cietība nav tik augsta kā PCD un PCBN, tā ir daudz augstāka nekā cementēta karbīda un ātrgaitas tērauda instrumentiem, sasniedzot 93-95HRA. Keramikas instrumenti var apstrādāt augstas cietības materiālus, kurus ir grūti apstrādāt ar tradicionālajiem instrumentiem, un tie ir piemēroti ātrgriešanai un cietai griešanai.
② Augstas temperatūras izturība un laba karstumizturība: keramikas instrumentus joprojām var griezt augstā temperatūrā virs 1200 grādiem. Keramikas nažiem ir labas augstas temperatūras mehāniskās īpašības, un A12O3 keramikas nažu oksidācijas izturība ir īpaši laba. Pat ja griešanas mala ir karstā stāvoklī, to var izmantot nepārtraukti. Tāpēc keramikas instrumenti var sasniegt sausu griešanu, kas var ietaupīt griešanas šķidrumu.
③ Laba ķīmiskā stabilitāte: keramikas griezējinstrumentus nav viegli savienot ar metālu, tie ir izturīgi pret koroziju un ķīmiski stabili, kas var samazināt griezējinstrumentu saķeres nodilumu.
④ Zems berzes koeficients: Afinitāte starp keramikas griezējinstrumentiem un metālu ir maza, un berzes koeficients ir zems, kas var samazināt griešanas spēku un griešanas temperatūru.
⑶ Keramikas nažu pielietošana
Keramika ir viens no instrumentu materiāliem, ko galvenokārt izmanto ātrgaitas apdarei un pusapdarei. Keramikas griezējinstrumenti ir piemēroti visu veidu čuguna (pelēkā čuguna, kaļamā čuguna, kaļamā čuguna, atdzesētā čuguna, augstas leģētā nodilumizturīgā čuguna) un tērauda (oglekļa konstrukcijas tērauda, leģētā konstrukcijas tērauda, augstas stiprības tērauda) griešanai. , tērauds ar augstu mangāna saturu, rūdīts tērauds utt.), var izmantot arī vara sakausējumu, grafīta, inženierplastmasu un kompozītmateriālu griešanai.
Keramisko instrumentu materiālu darbībā, kas nav piemēroti griešanai zemā ātrumā un trieciena slodzē, ir problēmas ar zemu lieces izturību un zemu triecienizturību.
bilde
4. Pārklāto griezējinstrumentu materiālu īpašības un raksturlielumi un griezējinstrumentu pielietojums
Instrumenta pārklāšana ir viens no svarīgiem veidiem, kā uzlabot instrumenta veiktspēju. Pārklātu griezējinstrumentu parādīšanās ir radījusi lielu izrāvienu griezējinstrumentu griešanas veiktspējā. Pārklātais instruments ir pārklāts ar vienu vai vairākiem ugunsizturīga savienojuma slāņiem ar labu nodilumizturību uz stingrāka instrumenta korpusa, kas apvieno instrumenta pamatni ar cieto pārklājumu, tādējādi ievērojami uzlabojot instrumenta veiktspēju. Pārklāti griezējinstrumenti var uzlabot apstrādes efektivitāti, uzlabot apstrādes precizitāti, pagarināt instrumenta kalpošanas laiku un samazināt apstrādes izmaksas.
Apmēram 80 procenti griezējinstrumentu, ko izmanto jaunos CNC darbgaldos, izmanto instrumentus ar pārklājumu. Pārklāti griezējinstrumenti nākotnē būs vissvarīgākā instrumentu šķirne CNC apstrādes jomā.
bilde
⑴ Pārklāto instrumentu veidi
Saskaņā ar dažādām pārklāšanas metodēm pārklātos instrumentus var iedalīt instrumentos, kas pārklāti ar ķīmisko tvaiku pārklāšanu (CVD), un instrumentos, kas pārklāti ar fizisku tvaiku pārklāšanu (PVD). Pārklāti karbīda instrumenti parasti izmanto ķīmisko tvaiku pārklāšanu, un nogulsnēšanas temperatūra ir aptuveni 1000 grādi. Pārklāti ātrgaitas tērauda instrumenti parasti izmanto fizisku tvaiku pārklāšanu, un nogulsnēšanās temperatūra ir aptuveni 500 grādi;
Saskaņā ar pārklājumu instrumentu dažādajiem substrāta materiāliem, pārklātos instrumentus var iedalīt instrumentos ar karbīda pārklājumu, ātrgaitas tērauda pārklājuma instrumentos un pārklājuma instrumentos uz keramikas un īpaši cietiem materiāliem (dimanta un kubiskā bora nitrīda).
Atbilstoši pārklājuma materiāla veidam instrumentus ar pārklājumu var iedalīt divās kategorijās, proti, instrumenti ar cieto pārklājumu un instrumenti ar mīkstu pārklājumu. "Cieto" pārklājumu instrumentu galvenie mērķi ir augsta cietība un nodilumizturība. Tās galvenās priekšrocības ir augsta cietība un laba nodilumizturība, parasti TiC un TiN pārklājumi. "Mīksto" pārklājuma instrumentu mērķis ir zems berzes koeficients, ko sauc arī par pašeļļojošiem instrumentiem, un tā berze ar sagataves materiālu. Koeficients ir ļoti zems, tikai aptuveni 0,1, kas var samazināt. savienošana, samazina berzi, samazina griešanas spēku un griešanas temperatūru.
Nesen izstrādāts nanopārklājuma (Nanoeoating) rīks. Šis pārklājuma instruments var izmantot dažādas dažādu pārklājuma materiālu kombinācijas (piemēram, metāls/metāls, metāls/keramika, keramika/keramika utt.), lai atbilstu dažādām funkcionālajām un veiktspējas prasībām. Pareizi izstrādāts nanopārklājums var nodrošināt instrumenta materiālam izcilas pretberzes un pretnodiluma funkcijas un pašeļļošanas īpašības, kas ir piemērotas ātrgaitas sausai griešanai.
⑵ Pārklāto instrumentu raksturojums
Pārklāto instrumentu veiktspējas raksturlielumi ir šādi:
① Laba mehāniskā un griešanas veiktspēja: Pārklātie instrumenti apvieno izcilās pamatmateriāla un pārklājuma materiāla īpašības, kas ne tikai saglabā pamatnes labo stingrību un augstu izturību.
