Sa pag-unlad ng modernong agham at teknolohiya, parami nang parami ang mga materyales sa inhinyero na may mataas na katigasan ang ginagamit, habang ang tradisyonal na teknolohiya ng pag-ikot ay hindi sapat o hindi maaaring makamit ang pagproseso ng ilang mga materyales na may mataas na tigas.Ang coated carbide, ceramics, PCBN at iba pang superhard tool na materyales ay may mataas na temperatura na tigas, wear resistance at thermochemical stability, na nagbibigay ng pinakapangunahing kinakailangan para sa pagputol ng mataas na tigas na materyales, at nakamit ang mga makabuluhang benepisyo sa produksyon.Ang materyal na ginamit ng superhard tool at ang istraktura ng tool nito at mga geometric na parameter ay ang mga pangunahing elemento upang mapagtanto ang mahirap na pagliko.Samakatuwid, kung paano pumili ng superhard tool na materyal at magdisenyo ng isang makatwirang istraktura ng tool at mga geometric na parameter ay mahalaga upang makamit ang matatag na hard turning!
(1) Pinahiran na sementadong karbid
Ilapat ang isa o higit pang mga layer ng TiN, TiCN, TiAlN at Al3O2 na may magandang wear resistance sa mga cemented carbide tool na may magandang tibay, at ang kapal ng coating ay 2-18 μm.Ang coating ay karaniwang may mas mababang thermal conductivity kaysa sa tool substrate at workpiece material, na nagpapahina sa thermal effect ng tool substrate;Sa kabilang banda, maaari itong epektibong mapabuti ang alitan at pagdirikit sa proseso ng pagputol at bawasan ang henerasyon ng pagputol ng init.
Kahit na ang PVD coating ay nagpapakita ng maraming mga pakinabang, ang ilang mga coatings tulad ng Al2O3 at brilyante ay may posibilidad na gumamit ng CVD coating technology.Ang Al2O3 ay isang uri ng coating na may malakas na heat resistance at oxidation resistance, na maaaring paghiwalayin ang init na nabuo sa pamamagitan ng pagputol mula sa partikular na tool.Ang teknolohiya ng patong ng CVD ay maaari ring isama ang mga pakinabang ng iba't ibang mga coatings upang makamit ang pinakamahusay na epekto ng pagputol at matugunan ang mga pangangailangan ng pagputol.
Kung ikukumpara sa mga cemented carbide tool, ang coated cemented carbide tool ay lubos na napabuti sa lakas, tigas at wear resistance.Kapag pinipihit ang workpiece na may katigasan ng HRC45~55, ang murang pinahiran na cemented carbide ay maaaring magkaroon ng high-speed na pagliko.Sa mga nagdaang taon, pinahusay ng ilang mga tagagawa ang pagganap ng mga tool na pinahiran sa pamamagitan ng pagpapabuti ng mga materyales sa patong at iba pang mga pamamaraan.Halimbawa, ang ilang mga tagagawa sa Estados Unidos at Japan ay gumagamit ng Swiss AlTiN coating material at bagong coating na patented na teknolohiya upang makagawa ng coated blades na may tigas na kasing taas ng HV4500~4900, na maaaring magputol ng HRC47~58 die steel sa bilis na 498.56m/min .Kapag ang temperatura ng pagliko ay hanggang sa 1500~1600 ° C, ang tigas ay hindi pa rin bumababa at hindi nag-oxidize.Ang buhay ng serbisyo ng talim ay apat na beses kaysa sa pangkalahatang pinahiran na talim, habang ang gastos ay 30% lamang, at ang pagdirikit ay mabuti.
(2) Ceramic na materyal
Sa patuloy na pagpapabuti ng komposisyon, istraktura at proseso ng pagpindot nito, lalo na ang pagbuo ng nanotechnology, ginagawang posible ng mga ceramic tool materials na patigasin ang mga ceramic na tool.Sa malapit na hinaharap, ang mga keramika ay maaaring maging sanhi ng ikatlong rebolusyon sa pagputol pagkatapos ng high-speed na bakal at cemented carbide.Ang mga ceramic na tool ay may mga pakinabang ng mataas na tigas (HRA91~95), mataas na lakas (lakas ng baluktot na 750~1000MPa), mahusay na paglaban sa pagsusuot, mahusay na katatagan ng kemikal, mahusay na pagtutol sa pagdirikit, mababang koepisyent ng friction at mababang presyo.Hindi lamang iyon, ang mga ceramic na tool ay mayroon ding mataas na temperatura na tigas, na umaabot sa HRA80 sa 1200 ° C.
Sa panahon ng normal na pagputol, ang ceramic tool ay may napakataas na tibay, at ang bilis ng pagputol nito ay maaaring 2~5 beses na mas mataas kaysa sa cemented carbide.Ito ay lalong angkop para sa machining mataas na tigas na materyales, pagtatapos at high-speed machining.Maaari itong magputol ng iba't ibang hardened steel at hardened cast iron na may katigasan hanggang HRC65.Karaniwang ginagamit ay alumina based ceramics, silicon nitride based ceramics, cermets at whisker toughened ceramics.
Ang mga tool na ceramic na nakabase sa alumina ay may mas mataas na pulang tigas kaysa sa sementadong karbid.Sa pangkalahatan, ang cutting edge ay hindi gagawa ng plastic deformation sa ilalim ng high-speed cutting na mga kondisyon, ngunit ang lakas at katigasan nito ay napakababa.Upang mapabuti ang tibay nito at resistensya sa epekto, maaaring idagdag ang ZrO o TiC at TiN mixture.Ang isa pang paraan ay ang pagdaragdag ng purong metal o silicon carbide whiskers.Bilang karagdagan sa mataas na pulang tigas, ang silicon nitride based ceramics ay mayroon ding magandang tigas.Kung ikukumpara sa alumina based ceramics, ang kawalan nito ay madali itong makagawa ng high temperature diffusion kapag gumagawa ng bakal, na nagpapalubha ng pagkasuot ng tool.Ang silicone nitride based ceramics ay pangunahing ginagamit para sa pasulput-sulpot na pagliko at paggiling ng gray cast iron.
Ang Cermet ay isang uri ng materyal na nakabatay sa carbide, kung saan ang TiC ay ang pangunahing hard phase (0.5-2 μm) Ang mga ito ay pinagsama sa Co o Ti binder at katulad ng mga cemented carbide tool, ngunit mayroon silang mababang affinity, magandang friction at mahusay. wear resistance.Maaari itong makatiis ng mas mataas na temperatura ng pagputol kaysa sa conventional cemented carbide, ngunit kulang ito sa impact resistance ng cemented carbide, ang tibay sa panahon ng mabigat na pagputol at ang lakas sa mababang bilis at malaking feed.
(3) Cubic boron nitride (CBN)
Ang CBN ay pangalawa lamang sa brilyante sa tigas at paglaban sa pagsusuot, at may mahusay na mataas na temperatura na tigas.Kung ikukumpara sa mga keramika, ang paglaban sa init at katatagan ng kemikal nito ay bahagyang mahina, ngunit ang lakas ng epekto nito at ang pagganap ng anti-pagdurog ay mas mahusay.Malawak itong naaangkop sa pagputol ng hardened steel (HRC ≥ 50), pearlitic gray cast iron, chilled cast iron at superalloy.Kung ikukumpara sa mga cemented carbide tool, ang bilis ng pagputol nito ay maaaring tumaas ng isang order ng magnitude.
Ang composite polycrystalline cubic boron nitride (PCBN) tool na may mataas na nilalaman ng CBN ay may mataas na tigas, magandang wear resistance, mataas na compressive strength at magandang impact toughness.Ang mga disadvantage nito ay ang mahinang thermal stability at mababang chemical inertness.Ito ay angkop para sa pagputol ng heat-resistant alloys, cast iron at iron-based sintered metals.Ang nilalaman ng mga particle ng CBN sa mga tool ng PCBN ay mababa, at ang katigasan ng mga tool ng PCBN na gumagamit ng mga ceramics bilang binder ay mababa, ngunit ito ay bumubuo para sa mahinang thermal stability at mababang chemical inertia ng dating materyal, at angkop para sa pagputol ng hardened steel.
Kapag nag-cut ng gray na cast iron at hardened steel, maaaring piliin ang ceramic tool o CBN tool.Para sa kadahilanang ito, dapat isagawa ang cost-benefit at pagsusuri ng kalidad ng pagproseso upang matukoy kung alin ang pipiliin.Kapag ang cutting hardness ay mas mababa kaysa sa HRC60 at maliit na feed rate ay pinagtibay, ang ceramic tool ay isang mas mahusay na pagpipilian.Ang mga tool ng PCBN ay angkop para sa pagputol ng mga workpiece na may tigas na mas mataas kaysa sa HRC60, lalo na para sa awtomatikong machining at high-precision machining.Bilang karagdagan, ang natitirang stress sa ibabaw ng workpiece pagkatapos ng pagputol gamit ang PCBN tool ay medyo matatag din kaysa sa ceramic tool sa ilalim ng kondisyon ng parehong flank wear.
Kapag gumagamit ng tool ng PCBN upang matuyo ang pinatigas na bakal, ang mga sumusunod na prinsipyo ay dapat ding sundin: pumili ng isang malaking lalim ng pagputol hangga't maaari sa ilalim ng kondisyon na pinapayagan ng katigasan ng tool ng makina, upang ang init na nabuo sa lugar ng paggupit ay maaaring lumambot ang metal sa harap ng gilid nang lokal, na maaaring epektibong mabawasan ang pagsusuot ng tool ng PCBN.Bilang karagdagan, kapag gumagamit ng isang maliit na lalim ng paggupit, dapat ding isaalang-alang na ang mahinang thermal conductivity ng tool ng PCBN ay maaaring maging huli ng init sa lugar ng paggupit upang magkalat, at ang lugar ng paggugupit ay maaari ring gumawa ng malinaw na epekto ng paglambot ng metal, Bawasan ang pagsusuot ng cutting edge.
2. Istraktura ng talim at mga geometric na parameter ng mga superhard na tool
Ang makatwirang pagpapasiya ng hugis at geometric na mga parameter ng tool ay napakahalaga upang bigyan ng buong laro ang pagganap ng pagputol ng tool.Sa mga tuntunin ng lakas ng tool, ang lakas ng tip ng tool ng iba't ibang mga hugis ng talim mula sa mataas hanggang sa mababa ay: bilog, 100 ° brilyante, parisukat, 80 ° brilyante, tatsulok, 55 ° brilyante, 35 ° brilyante.Matapos mapili ang materyal ng talim, dapat piliin ang hugis ng talim na may pinakamataas na lakas.Ang mga hard turning blades ay dapat ding piliin nang malaki hangga't maaari, at ang rough machining ay dapat gawin gamit ang circular at large tip arc radius blades.Ang tip arc radius ay humigit-kumulang 0.8 kapag tinatapos ang μ Mga m.
Ang mga hardened steel chips ay pula at malambot na mga ribbon, na may mahusay na brittleness, madaling masira at hindi nagbubuklod.Ang hardened steel cutting surface ay may mataas na kalidad at sa pangkalahatan ay hindi gumagawa ng chip accumulation, ngunit ang cutting force ay malaki, lalo na ang radial cutting force ay mas malaki kaysa sa pangunahing cutting force.Samakatuwid, ang tool ay dapat gumamit ng negatibong anggulo sa harap (pumunta ≥ - 5 °) at isang malaking anggulo sa likod (ao=10°~15°).Ang pangunahing anggulo ng pagpapalihis ay nakasalalay sa tigas ng tool ng makina, sa pangkalahatan ay 45 °~60 °, upang mabawasan ang daldal ng workpiece at tool.
Oras ng post: Peb-24-2023