Lõikeriistade põhiteadmised, lugege lihtsalt seda!

Hea hobune peab olema varustatud sadulaga ja kasutada tuleks täiustatud CNC-töötlusseadmeid. Kui kasutatakse valesid lõikeriistu, on see kasutu! Sobivate tööriistamaterjalide valik mõjutab oluliselt tööriista kasutusiga, töötlemise efektiivsust, töötlemise kvaliteeti ja töötlemiskulusid. See artikkel annab väärtuslikke teadmisi lõiketööriistade kohta. Koguge ja jagage seda, õppigem koos.
üks
Tööriista materjalil peaksid olema põhiomadused
Tööriistamaterjalide valikul on oluline mõju tööriista elueale, töötlemise efektiivsusele, töötlemise kvaliteedile ja töötlemiskuludele. Lõiketööriistad peavad lõikamise ajal taluma kõrget survet, kõrget temperatuuri, hõõrdumist, lööke ja vibratsiooni. Seetõttu peaksid tööriistamaterjalidel olema järgmised põhiomadused:
(1) Kõvadus ja kulumiskindlus. Tööriista materjali kõvadus peab olema töödeldava detaili kõvadusest kõrgem, üldiselt nõuab kõvadus 60 HRC või rohkem. Mida kõrgem on tööriista materjali kõvadus, seda parem on selle kulumiskindlus.
(2) Tugevus ja sitkus. Tööriista materjalil peab olema kõrge tugevus ja sitkus, et taluda lõikejõude, lööke ja vibratsiooni ning vältida tööriista rabedat murdumist ja serva kokkuvarisemist.
(3) Kuumakindlus. Tööriista materjalil on hea kuumakindlus, see talub kõrgeid lõiketemperatuure ja hea oksüdatsioonikindlus.
(4) Protsessi jõudlus ja ökonoomsus. Tööriista materjalil peaks olema hea sepistamisvõime, kuumtöötlemise jõudlus ja keevitusvõime; Lihvimisjõudlus ja kõrge kulutasuvuse saavutamine.
kaks
Lõikeriistade materjalide tüübid, omadused, omadused ja rakendused
1. Teemantlõikuriista materjal
Teemant on süsiniku allotroop ja see on kõige kõvem materjal, mida looduses leidub. Teemantlõikuriistadel on kõrge kõvadus, kulumiskindlus ja soojusjuhtivus ning neid kasutatakse laialdaselt värviliste ja mittemetalliliste materjalide töötlemisel. Eriti alumiiniumi ja räni alumiiniumsulamite kiirlõikamisel on teemantlõikuriistad peamised lõikeriistad, mida on raske vahetada. Teemantlõiketööriistad, mis võivad saavutada kõrge efektiivsuse, kõrge stabiilsuse ja pika kasutusea, on kaasaegses CNC-töötluses asendamatud ja olulised tööriistad.
⑴ Teemantlõiketööriistade tüübid
① Loodusliku teemandiga lõikeriistad: naturaalsel teemandil on lõiketööriistana juba üle saja aasta. Pärast peenlihvimist võivad looduslikel monokristallidest teemantlõikuriistadel olla äärmiselt teravad servad, lõikeraadiusega kuni 0,002 μm. Tänu üliõhukesele lõikele ja ülikõrgele tooriku täpsusele ja madalale pinnakaredusele on see tunnustatud, ideaalne ja asendamatu ülitäppistöötlustööriist.
② PCD teemantlõiketööriistad: looduslik teemant on kallis ja polükristallilist teemanti (PCD) kasutatakse lõiketöötlemisel endiselt laialdaselt. Alates 1970. aastate algusest polükristalliline teemant, mis on valmistatud kõrgtemperatuurse ja kõrgsurve sünteesitehnoloogia abil Pärast polükristallilise teemandi (PCD) terade edukat väljatöötamist on looduslikud teemantlõikuriistad paljudes olukordades asendatud kunstliku polükristallilise teemandiga. PCD toorainet on külluses ja nende hind on vaid mõnikümmend kuni kümme korda kõrgem kui loodusliku teemandi hind. PCD lõikeriistad ei suuda lihvida üliteravaid servi ja töödeldud toorikute pinnakvaliteet ei ole nii hea kui naturaalsel teemandil. Praegu ei saa kiletööstuses kergesti valmistada laastumurdmissoontega PCD lõiketööriistu. Seetõttu saab PCD-d kasutada ainult värviliste metallide ja mittemetallide täppislõikamiseks, mistõttu on ülitäpse peegli lõikamine keeruline.
③ CVD-teemantlõiketööriistad: Jaapanis on CVD-teemanttehnoloogia esile kerkinud alates 1970. aastate lõpust kuni 1980. aastate alguseni. CVD-teemant viitab teemantkilede sünteesile heterogeensetel aluspindadel (nagu kõvasulamid, keraamika jne), kasutades keemilist aurustamise sadestamist (CVD). CVD teemandil on sama struktuur ja omadused kui looduslikul teemandil. CVD teemandi jõudlus on väga sarnane loodusliku teemandi omaga ning see ühendab endas loodusliku monokristallteemanti ja polükristallilise teemandi (PCD) eelised, mis mingil määral ületab nende puudused.
⑵ Teemantlõiketööriistade jõudlusnäitajad
① Äärmiselt kõrge kõvadus ja kulumiskindlus: looduslik teemant on kõige kõvem aine, mida looduses leidub. Teemant on äärmiselt kõrge kulumiskindlusega. Kõrge kõvadusega materjalide töötlemisel on teemantlõiketööriistade eluiga 10-100 korda pikem kui kõvasulamist lõikeriistadel ja isegi sadu kordi pikem.
② Sellel on väga madal hõõrdetegur: teemandi ja mõnede värviliste metallide vaheline hõõrdetegur on madalam kui teistel lõikeriistadel, madala hõõrdeteguriga ja väikese deformatsiooniga töötlemise ajal, mis võib vähendada lõikejõudu.
③ Lõikeserv on väga terav: teemanttööriistade lõikeserva saab lihvida väga teravaks ja looduslikud monokristallidest teemanttööriistad võivad ulatuda kuni 0.002-0.008 μm. Võimeline üliõhukeseks lõikamiseks ja ülitäpseks töötlemiseks.
④ Kõrge soojusjuhtivusega: Teemantil on kõrge soojusjuhtivus ja soojusdifusioonikiirus ning lõikesoojus hajub kergesti. Tööriista lõiketemperatuur on madal.
⑤ Madalama soojuspaisumise koefitsiendiga: teemandi soojuspaisumise koefitsient on mitu korda väiksem kui kõvasulami oma ja lõikesoojuse põhjustatud tööriista suuruse muutus on väga väike, mis on eriti oluline täppis- ja ülitäpse töötlemise puhul. kõrged mõõtmete täpsuse nõuded.
Teemantlõiketööriistade kasutamine
Teemantlõiketööriistu kasutatakse tavaliselt värviliste ja mittemetalliliste materjalide peeneks lõikamiseks ja puurimiseks suurel kiirusel. Sobib erinevate kulumiskindlate mittemetalliliste materjalide töötlemiseks, näiteks klaaskiust pulbermetallurgia toorikud, keraamilised materjalid jne; Erinevad kulumiskindlad värvilised metallid, näiteks mitmesugused räni alumiiniumsulamid; Erinevad värviliste metallide viimistlusprotsessid.
Teemantlõiketööriistade puuduseks on nende halb termiline stabiilsus. Kui lõiketemperatuur ületab 700 kuni 800 kraadi, kaob nende kõvadus täielikult; Lisaks ei sobi see mustade metallide lõikamiseks, kuna teemant (süsinik) interakteerub kergesti kõrgel temperatuuril rauaaatomitega, muutes süsinikuaatomid grafiitstruktuurideks, muutes tööriista väga vastuvõtlikuks kahjustustele.
2. Kuubikujuline boornitriidi lõikeriista materjal
Teine ülikõva materjal, kuubikboornitriid (CBN), mis on sünteesitud teemantide valmistamisega sarnasel meetodil, on kõvaduse ja soojusjuhtivuse poolest teemandi järel teisel kohal. Sellel on suurepärane termiline stabiilsus ja see ei oksüdeeru, kui seda kuumutatakse atmosfääris temperatuurini 10000C. CBN-il on mustade metallide jaoks äärmiselt stabiilsed keemilised omadused ja seda saab laialdaselt kasutada terasetoodete töötlemisel.
Kuubikujuliste boornitriidi lõikeriistade tüübid
Kuubiline boornitriid (CBN) on aine, mida looduses ei eksisteeri ja mida saab jagada monokristalliliseks ja polükristalliliseks, nimelt CBN monokristalliks ja polükristalliline kuubikboornitriid (PCBN). CBN on üks boornitriidi (BN) isomeere, mille struktuur sarnaneb teemandile.
PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) on polükristalliline materjal, mis paagutab peeneid CBN-materjale sidumisfaaside (TiC, TiN, Al, Ti jne) kaudu kõrgel temperatuuril ja rõhul kokku. See on hetkel teine ​​kõige kõvem kunstlikult sünteesitud tööriistamaterjal ja koos teemandiga nimetatakse seda ülikõva tööriistamaterjaliks. PCBN-i kasutatakse peamiselt lõikeriistade või muude tööriistade valmistamiseks.
PCBN lõiketööriistad saab jagada integreeritud PCBN teradeks ja kõvasulamite komposiitmaterjalidega paagutatud PCBN komposiitteradeks.
PCBN-i komposiitterade valmistamiseks paagutatakse O.{{0}}.0 mm paksune PCBN-kiht hea tugevuse ja sitkusega kõvale sulamile. Selle jõudlus ühendab endas hea sitkuse, kõrge kõvaduse ja kulumiskindluse, lahendades CBN-terade madala paindetugevuse ja keevitusraskuste probleemid.
Kuubilise boornitriidi peamised omadused ja omadused
Kuigi kuupmeetrilise boornitriidi kõvadus on veidi madalam kui teemandil, on see palju kõrgem kui teistel kõrge kõvadusega materjalidel. CBN-i silmapaistev eelis on see, et selle termiline stabiilsus on palju kõrgem kui teemandil, ulatudes üle 1200 kraadi (teemanti puhul 700-800 kraadi), ja teine ​​silmapaistev eelis on selle kõrge keemiline inertsus, mis ei reageeri raua elementidega. 1200-1300 kraadi juures. Kuubilise boornitriidi peamised jõudlusnäitajad on järgmised.
① Kõrge kõvadus ja kulumiskindlus: CBN-i kristallstruktuur sarnaneb teemandiga, selle kõvadus ja tugevus on sarnane teemandiga. PCBN sobib eriti hästi kõrge kõvadusega materjalide töötlemiseks, mida sai enne lihvida ja millega saab saavutada toorikute parema pinnakvaliteedi.
② Sellel on kõrge termiline stabiilsus: CBN-i kuumakindlus võib ulatuda 1400-1500 kraadini, mis on peaaegu 1 kord suurem kui teemandi kuumuskindlus (700-800 kraadi). PCBN-tööriistad suudavad lõigata kõrge temperatuuriga sulameid ja karastatud terast 3-5 korda suurema kiirusega kui kõvasulamitööriistad.
③ Suurepärane keemiline stabiilsus: see ei reageeri keemiliselt rauapõhiste materjalidega isegi temperatuuril 1200-1300 kraadi ja ei kulu teravalt nagu teemant. Sel ajal suudab see endiselt säilitada kõvasulamite kõvadust; PCBN lõikeriistad sobivad karastatud terasdetailide ja külma kõvamalmi lõikamiseks ning neid saab laialdaselt kasutada malmi kiireks lõikamiseks.
④ Hea soojusjuhtivus: kuigi CBN-i soojusjuhtivus ei saa teemandile järele jõuda, on PCBN-i soojusjuhtivus erinevates tööriistamaterjalides teemandi järel teisel kohal, palju kõrgem kui kiirterasel ja kõvasulamitel.
⑤ Madalam hõõrdetegur: madalam hõõrdetegur võib põhjustada lõikejõu vähenemist, lõiketemperatuuri langust ja pinnakvaliteedi paranemist töötlemise ajal.
Kuubikujuliste boornitriidi lõikeriistade kasutamine
Kuubikujuline boornitriid sobib mitmesuguste raskesti lõigatavate materjalide, nagu karastatud teras, kõvamalm, kõrgtemperatuursed sulamid, kõvasulamid ja pinnapihustusmaterjalid, täppistöötluseks. Töötlemise täpsus võib ulatuda IT5-ni (auk IT6) ja pinnakareduse väärtus võib olla nii madal kui Ra1.25-0.20 μM.
Kuubilise boornitriidi lõikeriistade materjalide sitkus ja paindetugevus on kehvad. Seetõttu ei sobi kuupmeetri boornitriidi treitööriistad töötlemata töötlemiseks madalatel kiirustel ja suure löögikoormusega; See ei sobi suure plastilisusega materjalide, nagu alumiiniumisulamid, vasesulamid, niklipõhised sulamid ja suure plastilisusega terase lõikamiseks, kuna nende metallide lõikamisel tekivad tõsised laastudesed, mis kahjustavad töötlemispinda.
3. Keraamilised lõikeriistade materjalid
Keraamilistel lõikeriistadel on kõrge kõvadus, hea kulumiskindlus, suurepärane kuumakindlus ja keemiline stabiilsus ning neid ei ole lihtne metallidega siduda. Keraamilised lõiketööriistad mängivad CNC-töötluses väga olulist rolli ning neist on saanud üks peamisi lõiketööriistu kiireks lõikamiseks ja raskesti töödeldavate materjalide jaoks. Keraamilisi lõiketööriistu kasutatakse laialdaselt kiirel lõikamisel, kuivlõikamisel, kõval lõikamisel ja raskesti töödeldavate materjalide lõikamisel. Keraamilised lõiketööriistad suudavad tõhusalt töödelda suure kõvadusega materjale, mida ei saa töödelda traditsiooniliste lõikeriistadega, saavutades "lihvimise asemel treimise"; Keraamiliste lõikeriistade optimaalne lõikekiirus võib olla 2 kuni 10 korda suurem kui kõvasulamist lõikeriistadel, parandades oluliselt lõikamise tootmistõhusust; Keraamiliste lõikeriistade peamisteks tooraineteks on maapõues kõige rohkem leiduvad elemendid. Seetõttu on keraamiliste lõikeriistade propageerimine ja rakendamine suure tähtsusega tootlikkuse parandamisel, töötlemiskulude vähendamisel ja strateegiliste väärismetallide säästmisel. Samuti soodustab see oluliselt lõikamistehnoloogia arengut.
⑴ Keraamiliste tööriistamaterjalide tüübid
Keraamiliste tööriistamaterjalide tüübid võib üldiselt jagada kolme kategooriasse: alumiiniumoksiidil põhinev keraamika, räninitriidil põhinev keraamika ja räninitriidi alumiiniumoksiidil põhinev komposiitkeraamika. Nende hulgas on enim kasutatud alumiiniumoksiidil ja räni nitriidil põhinevaid keraamilisi tööriistamaterjale. Räninitriidil põhineva keraamika jõudlus on parem kui alumiiniumoksiidil põhineva keraamika jõudlus.
⑵ Keraamiliste lõikeriistade jõudlus ja omadused
① Kõrge kõvadus ja hea kulumiskindlus: kuigi keraamiliste lõikeriistade kõvadus ei ole nii kõrge kui PCD ja PCBN, on see oluliselt kõrgem kui kõvasulamist ja kiirterasest lõikeriistadel, saavutades 93-95HRA. Keraamilised lõiketööriistad suudavad töödelda kõrge kõvadusega materjale, mida on raske traditsiooniliste tööriistadega töödelda, mistõttu need sobivad kiireks ja kõvaks lõikamiseks.
② Kõrge temperatuuritaluvus ja hea kuumakindlus: keraamilised lõiketööriistad võivad siiski lõigata kõrgel temperatuuril üle 1200 kraadi. Keraamilistel lõikeriistadel on suurepärased mehaanilised omadused kõrgel temperatuuril ning A12O3 keraamiliste lõikeriistade oksüdatsioonikindlus on eriti hea. Isegi kui lõikeserv on kuumas olekus, saab seda pidevalt kasutada. Seetõttu on keraamiliste lõiketööriistadega võimalik saavutada kuivlõikamist, säästes seeläbi lõikevedelikku.
③ Hea keemiline stabiilsus: keraamilisi lõiketööriistu ei ole lihtne metallidega siduda ning need on korrosioonikindlad ja hea keemilise stabiilsusega, mis võib vähendada lõikeriistade kleepuvat kulumist.
④ Madal hõõrdetegur: keraamilistel lõikeriistadel on madal afiinsus metallidega, mille tulemuseks on madal hõõrdetegur, mis võib vähendada lõikejõudu ja lõiketemperatuuri.
⑶ Keraamilistel nugadel on rakendusi
Keraamika on üks tööriistamaterjale, mida kasutatakse peamiselt kiireks täppis- ja pooltäppistöötluseks. Keraamilised lõikeriistad sobivad erinevate malmi (hallmalm, kõrgtugev malm, tempermalm, külmkõvamalm, kõrge legeeritud kulumiskindel malm) ja terase (süsinikkonstruktsiooniteras, legeerkonstruktsiooniteras, kõrgtugev teras) lõikamiseks. , kõrge mangaanisisaldusega teras, karastatud teras jne) ning seda saab kasutada ka vasesulamite, grafiidi, tehniliste plastide ja komposiitmaterjalide lõikamiseks.
Keraamiliste tööriistade materjalidel on probleeme väikese paindetugevuse ja halva löögikindlusega, mistõttu need ei sobi lõikamiseks madalatel kiirustel ja löögikoormuse all.
4. Kattetööriista materjal
Lõiketööriistade katmine on üks olulisi viise nende jõudluse parandamiseks. Kaetud lõikeriistade ilmumine on teinud nende lõikejõudluses olulisi läbimurdeid. Kaetud lõikeriistad on need, mis on kaetud ühe või mitme kihiga tulekindlate ühenditega, millel on hea kulumiskindlus ja hea sitkus. Need ühendavad tööriistamaatriksi kõva kattega, parandades seeläbi oluliselt tööriista jõudlust. Kaetud lõiketööriistad võivad parandada töötlemise efektiivsust, parandada töötlemise täpsust, pikendada tööriista eluiga ja vähendada töötlemiskulusid.
Umbes 80% uutes CNC-tööpinkides kasutatavatest lõiketööriistadest kasutavad kaetud tööriistu. Kaetud lõiketööriistad on tulevikus CNC-töötluse valdkonnas kõige olulisem tööriistavalik.
⑴ Kaetud lõikeriistade tüübid
Erinevate katmismeetodite järgi võib kaetud tööriistad jagada keemilise aurustamise-sadestamise (CVD) kaetud tööriistadeks ja füüsikalise aurustamise-sadestamise (PVD) kaetud tööriistadeks. Kaetud kõvasulamist lõikeriistad kasutavad tavaliselt keemilist aur-sadestamise meetodit, mille sadestustemperatuur on umbes 1000 kraadi. Kaetud kiirterasest lõikeriistad kasutavad tavaliselt füüsilist aurustamise-sadestamise meetodit, mille sadestustemperatuur on umbes 500 kraadi;
Vastavalt kaetud tööriistade erinevatele alusmaterjalidele võib kaetud tööriistad jagada kõvasulamiga kaetud tööriistadeks, kiirterasest kaetud tööriistadeks ning keraamika ja ülikõvade materjalide (teemant- ja kuubikuboornitriid) kaetud tööriistadeks.
Kattematerjalide omaduste järgi võib kaetud tööriistad jagada kahte kategooriasse, nimelt "kõva" kattega tööriistad ja "pehme" kattega tööriistad. "Kõva" kattega lõikeriistade peamine eesmärk on kõrge kõvadus ja kulumiskindlus, mille peamisteks eelisteks on kõrge kõvadus ja hea kulumiskindlus, mis on tüüpilised TiC- ja TiN-katted. "Pehme" kattega tööriistade eesmärk on madal hõõrdetegur, mida tuntakse ka isemäärivate tööriistadena. Selle hõõrdetegur töödeldava detaili materjaliga on väga madal, ainult umbes 0,1, mis võib vähendada haardumist, hõõrdumist ning lõikejõudu ja lõiketemperatuuri.
Hiljuti on välja töötatud nanokatte tööriistad. Selles kaetud tööriistas saab kasutada erinevaid kattematerjalide kombinatsioone (nagu metall/metall, metall/keraamika, keraamika/keraamika jne), et täita erinevaid funktsionaalseid ja jõudlusnõudeid. Hästi läbimõeldud nanokate võib anda tööriistamaterjalidele suurepärased hõõrdevastased, kulumisvastased ja isemäärduvad omadused, muutes need sobivaks kiireks kuivlõikamiseks.
Kaetud lõikeriistade omadused
① Hea mehaaniline ja lõikejõudlus: Kaetud lõiketööriistad ühendavad põhimiku ja kattematerjalide suurepärased omadused, säilitades aluspinna hea sitkuse ja kõrge tugevuse, samuti katte kõrge kõvaduse, kulumiskindluse ja madala hõõrdeteguri. Seetõttu saab kaetud tööriistade lõikekiirust suurendada rohkem kui kaks korda võrreldes katmata tööriistadega ning lubatud on suuremad ettenihked. Samuti on paranenud kaetud lõikeriistade eluiga.
② Tugev mitmekülgsus: kaetud tööriistad on mitmekülgsed ja laiendavad oluliselt töötlemisvahemikku. Üks kaetud tööriist võib asendada mitut katmata tööriista.
③ Katte paksus: katte paksuse kasvades pikeneb ka tööriista kasutusiga, kuid kui katte paksus jõuab küllastumiseni, ei pikene tööriista eluiga enam oluliselt. Kui kate on liiga paks, on kerge koorumist põhjustada; Kui kate on liiga õhuke, on kulumiskindlus halb.

④ Kordajahvatavus: kaetud teradel on halb korduvjahvatavus, keerukad katmisseadmed, kõrged protsessinõuded ja pikk katmisaeg.
⑤ Kattematerjalid: erinevate kattematerjalidega lõikeriistadel on erinev lõikejõudlus. Näiteks väikese kiirusega lõikamisel on TiC-katte eelis; TiN sobib rohkem kiireks lõikamiseks.
Kaetud lõikeriistade pealekandmine
Kaetud lõiketööriistad omavad suurt potentsiaali CNC-töötluse valdkonnas ja on tulevikus kõige olulisem tööriistade valik. Pindamistehnoloogiat on rakendatud otsafreeside, hõõritsade, puuriterade, komposiitmaterjalist aukude töötlemise tööriistade, hammasrataste lõikelõikurite, hammasrataste lõikelõikurite, hammasrataste lõikelõikurite, vormimisavade ja mitmesuguste masinaklambritega indekseeritavate sisetükkide jaoks, mis vastavad kiire lõikamise vajadustele. mitmesugused materjalid, nagu teras ja malm, kuumakindlad sulamid ja värvilised metallid.
5. Kõvasulamist lõikeriistade materjalid
Kõvasulami lõikeriistad, eriti indekseeritavad kõvasulami lõikeriistad, on CNC-töötlemistööriistade juhtivad tooted. Alates 1980. aastatest on erinevat tüüpi integreeritud ja indekseeritavad kõvasulamist lõikeriistad või terad laienenud erinevatele lõikeriistade valdkondadele. Nende hulgas on indekseeritavad kõvasulamist lõikeriistad laienenud lihtsatest treiriistadest ja pindfreesidest erinevate täppis-, keeruliste ja vormitud tööriistaväljadeni.
⑴ Kõvasulamist lõikeriistade tüübid
Peamise keemilise koostise järgi võib kõvasulamid jagada volframkarbiidipõhisteks kõvasulamiteks ja titaankarbiidil (TiC (N)) põhinevateks kõvasulamiteks.
Volframkarbiidil põhinevad kõvasulamid hõlmavad kolme tüüpi: volframkoobalt (YG), volframkoobalttitaan (YT) ja lisatud haruldased karbiidid (YW), millest igaühel on oma eelised ja puudused. Peamised komponendid on volframkarbiid (WC), titaankarbiid (TiC), tantaalkarbiid (TaC), nioobiumkarbiid (NbC) jne. Tavaliselt kasutatav metallide sidumise faas on Co.
Süsinik- (lämmastik) titaanil põhinev kõvasulam on kõvasulam, mis koosneb peamiselt TiC-st (mõnel juhul on lisatud muid karbiide või nitriide) ja tavaliselt kasutatavad metallide sidumisfaasid on Mo ja Ni.
ISO (Rahvusvaheline Standardiorganisatsioon) jagab kõvasulami lõikamise kolme kategooriasse:
K-klass, sealhulgas Kl0-K40, on samaväärne YG klassiga Hiinas (koosneb peamiselt WC-st. Co).
P-klass, sealhulgas P01-P50, on samaväärne YT-klassiga Hiinas (koosneb peamiselt WC-st. TiC. Co).
M-klass, sealhulgas M10-M40, on samaväärne YW-klassiga Hiinas (koosneb peamiselt WC TiC TaC-st (NbC) - Co).
Sulameid, mis ulatuvad suurest kõvadusest kuni maksimaalse sitkuseni, tähistatakse iga klassi numbritega vahemikus 01 kuni 50.
⑵ Kõvasulamist lõikeriistade jõudlusnäitajad
① Kõrge kõvadus: kõvasulami lõikeriistad on valmistatud kõrge kõvaduse ja sulamistemperatuuriga karbiidide (nimetatakse kõvadeks faasideks) ja metalli sideainete (nn sidefaasid) pulbermetallurgiaga. Nende kõvadus ulatub 89-93HRA-ni, mis on palju suurem kui kiirterasel. 5400C juures võib nende kõvadus siiski ulatuda 82-87HRA-ni, mis on sama, mis toatemperatuuril kiirterasel (83-86HRA). Kõvade sulamite kõvadus varieerub sõltuvalt karbiidide omadustest, kogusest, osakeste suurusest ja metallide sidumisfaaside sisaldusest ning üldiselt väheneb siduvate metallifaaside sisalduse suurenemisega. Kui liimifaasi sisaldus on sama, on YT-tüüpi sulamite kõvadus kõrgem kui YG-tüüpi sulamitel ja sulamitel, millele on lisatud TaC (NbC), on kõrgem kõrgtemperatuuriline kõvadus.
② Paindetugevus ja sitkus: tavaliselt kasutatavate kõvasulamite paindetugevus on vahemikus 900–1500 MPa. Mida suurem on metalli sidumisfaasi sisaldus, seda suurem on paindetugevus. Kui liimisisaldus on sama, on YG tüüpi (WC Co) sulami tugevus suurem kui YT tüüpi (WC TiC Co) sulamil ja tugevus väheneb TiC sisalduse suurenemisega. Kõvasulam on habras materjal ja selle löögitugevus toatemperatuuril on vaid 1/30-1/8 kiirterasest.
Tavaliselt kasutatavate kõvasulamist lõikeriistade kasutamine
YG tüüpi sulameid kasutatakse peamiselt malmi, värviliste metallide ja mittemetalliliste materjalide töötlemiseks. Peeneteralistel kõvasulamitel (nagu YG3X, YG6X) on suurem kõvadus ja kulumiskindlus kui keskmise teralisusega kõvadel sulamitel, kui nende koobaltisisaldus on sama. Need sobivad spetsiaalse kõvamalmi, austeniitse roostevaba terase, kuumakindlate sulamite, titaanisulamite, kõva pronksi ja kulumiskindlate isolatsioonimaterjalide töötlemiseks.
YT-tüüpi kõvasulamite silmapaistvateks eelisteks on kõrge kõvadus, hea kuumakindlus, kõrgem kõvadus ja survetugevus kõrgetel temperatuuridel võrreldes YG tüübiga ning hea oksüdatsioonikindlus. Seega, kui nõutakse, et noal oleks kõrge kuumus- ja kulumiskindlus, tuleks valida kõrgema TiC-sisaldusega mark. YT-tüüpi sulamid sobivad plastmaterjalide, näiteks terase, töötlemiseks, kuid ei sobi titaani- või ränialumiiniumisulamite töötlemiseks.
YW-tüüpi sulamitel on YG- ja YT-tüüpi sulamite omadused ning hea terviklik jõudlus. Neid saab kasutada terasmaterjalide töötlemiseks, samuti malmi ja värviliste metallide töötlemiseks. Kui koobaltisisaldust suurendatakse asjakohaselt, võib seda tüüpi sulamitel olla kõrge tugevus ja seda saab kasutada mitmesuguste raskesti töödeldavate materjalide töötlemata töötlemiseks ja katkendlikuks lõikamiseks.
6. Kiirterasest lõikeriistad
Kiirteras (HSS) on kõrglegeeritud tööriistaterase tüüp, mis sisaldab märkimisväärses koguses legeerelemente, nagu W, Mo, Cr ja V. Kiirterasest lõikeriistadel on suurepärane igakülgne jõudlus tugevuse, sitkuse ja töödeldavus. Keerulistes lõikeriistades, eriti aukude töötlemise tööriistade, freeside, keermelõikuriistade, tõmbelõikurite, hammasrataste lõikeriistade ja muude keerukate servakujuliste lõikeriistade valmistamisel, on kiirteras endiselt põhipositsioonil. Terasest kiirlõikuriistadega on lihtne teravaid lõikeservi lihvida.
Vastavalt erinevatele kasutusaladele võib kiirterase jagada üldotstarbeliseks kiirteraseks ja suure jõudlusega kiirteraseks.
⑴ Universaalsed kiirterasest lõikeriistad
Universaalne kiirteras. Üldiselt võib selle jagada kahte kategooriasse: volframteras ja volframmolübdeenteras. Seda tüüpi kiirteras sisaldab (C) vahemikus 0,7% kuni 0,9%. Vastavalt terase erinevale volframisisaldusele saab selle jagada volframteraseks, mille W-sisaldus on 12% või 18%, volframmolübdeenteraseks, mille W-sisaldus on 6% või 8%, ja molübdeenteraseks, mille W-sisaldus on 2% % või üldse mitte W. Universaalsel kiirterasel on teatud kõvadus (63-66HRC) ja kulumiskindlus, kõrge tugevus ja sitkus, hea plastilisus ja töödeldavus ning seda kasutatakse laialdaselt erinevate keeruliste lõikeriistade valmistamisel.
① Volframteras: Üldotstarbelise kiirterasest volframterase tüüpiline klass on W18Cr4V (viidatud kui W18), millel on head terviklikud omadused ja kõrge temperatuuri kõvadus 48,5 HRC temperatuuril 6000 C. Seda saab kasutada mitmesuguste keerukate lõikeriistade valmistamiseks. Sellel on sellised eelised nagu hea jahvatusvõime ja madal dekarbeerimise tundlikkus, kuid tänu suurele karbiidide sisaldusele, ebaühtlasele jaotusele, suurematele osakestele ning madalale tugevusele ja sitkusele.
② Volframmolübdeenteras: viitab kiirterasele, mis saadakse volframterasest osa volframi asendamisel molübdeeniga. Volframmolübdeenterase tüüpiline klass on W6Mo5Cr4V2, lühendatult M2. M2 karbiidiosakesed on väikesed ja ühtlased, parema tugevuse, sitkuse ja plastilisusega kõrgel temperatuuril kui W18Cr4V. Teist tüüpi volframmolübdeenteras on W9Mo3Cr4V (lühendatult W9), millel on veidi kõrgem termiline stabiilsus kui M2 terasel, parem paindetugevus ja sitkus kui W6M05Cr4V2 ning millel on hea töödeldavus.
⑵ Suure jõudlusega kiirterasest lõikeriistad
Suure jõudlusega kiirteras viitab uut tüüpi terasele, mis lisab üldotstarbelise kiirterase koostisele veidi süsiniku ja vanaadiumi sisaldust ning sulamielemente, nagu Co ja Al, et parandada selle kuumust. vastupidavus ja kulumiskindlus. Seal on peamiselt järgmised kategooriad:
① Suure süsinikusisaldusega kiirteras. Kõrge süsinikusisaldusega kiirteras (nt 95W18Cr4V) on toatemperatuuril ja kõrgel temperatuuril kõrge kõvadusega, mistõttu sobib see tavalise terase ja malmi, puuriterade, hõõritsate, kraanide ja freeside tootmiseks ja töötlemiseks kõrge kulumiskindluse nõudega. või lõikeriistad kõvemate materjalide töötlemiseks. See ei sobi taluma suuri lööke.
② Kõrge vanaadiumiga kiirteras. Tüüpilised sordid, nagu W12Cr4V4Mo (edaspidi EV4), suurendavad V-sisaldust 3%-ni -5%, neil on hea kulumiskindlus ja need sobivad selliste materjalide lõikamiseks, mis põhjustavad olulist tööriista kulumist, nagu kiud, kõvakumm , plastid jne. Neid saab kasutada ka selliste materjalide töötlemiseks nagu roostevaba teras, kõrgtugev teras ja kõrge temperatuuriga sulamid.
③ Koobaltkiirteras. See kuulub koobaltit sisaldavale ülikõvadele kiirterasele, mille tüüpiline mark on W2Mo9Cr4VCo8 (nimetatakse M42), millel on kõrge kõvadus ja mis võib ulatuda 69-70HRC-ni. See sobib ülitugeva kuumuskindla terase, kõrge temperatuuriga sulamite, titaanisulamite ja muude raskesti töödeldavate materjalide töötlemiseks. M42 on hea lihvitavusega ning sobib täppis- ja keerukate lõikeriistade valmistamiseks, kuid ei sobi töötamiseks lööklõiketingimustes.
④ Alumiiniumist kiirteras. See kuulub alumiiniumi sisaldavale ülikõvale kiirterasele, mille tüüpilised klassid on näiteks W6Mo5Cr4V2Al (viidatud kui 501). Kõrgtemperatuuri kõvadus 6000 °C juures ulatub samuti 54HRC-ni ja lõikejõudlus on samaväärne M42-ga. See sobib freeside, puuriterade, hõõritsuste, hammasrataste lõikeriistade, avade jms tootmiseks ning seda kasutatakse legeerterase, roostevaba terase, kõrgtugeva terase ja kõrge temperatuuriga sulamite töötlemiseks.
⑤ Lämmastiku ülikõva kiirteras. Tüüpiline mark, nagu W12M03Cr4V3N, lühendatult V3N, on lämmastikku sisaldav ülikõva kiirteras, mille kõvadus, tugevus ja sitkus on võrreldavad M42-ga. Seda saab kasutada koobaltit sisaldava kiirterase asendajana raskesti töödeldavate materjalide aeglasel lõikamisel ja väikese kiirusega ülitäpseks töötlemiseks.
⑶ Kiirterase ja pulbermetallurgia kiirterase sulatamine
Erinevate tootmisprotsesside järgi saab kiirterase jagada sulatatud kiirteraseks ja pulbermetallurgia kiirteraseks.
① Kiirterase sulatamine: nii tavalist kiirterast kui ka suure jõudlusega kiirterast toodetakse sulatusmeetodil. Nendest valmistatakse lõiketööriistad selliste protsesside abil nagu sulatamine, valuploki valamine ning plaadistamine ja valtsimine. Tõsine probleem, mis kiirterase sulatamisel võib tekkida, on karbiidi eraldamine. Kõvad ja rabedad karbiidid on kiirterasest ebaühtlaselt jaotunud ning tera suurus on jäme (kuni kümneid mikromeetreid), mis mõjutab negatiivselt kiirterasest lõikeriistade kulumiskindlust, sitkust ja lõikejõudlust.
② Pulbermetallurgiline kiirteras (PM HSS): pulbermetallurgiline kiirteras (PM HSS) on kõrgsagedusliku induktsioonahjus sulatatud terasest vedelik, mis pihustatakse kõrgsurve argooni või puhta lämmastikgaasiga ja jahutatakse seejärel kiiresti. väikese ja ühtlase kristallilise struktuuri saamiseks (kiirterase pulber). Saadud pulber pressitakse seejärel kõrgel temperatuuril ja rõhul lõikeriista toorikuks või tehakse esmalt terastoorik ning seejärel sepistatakse ja rullitakse lõikeriista kuju. Võrreldes sulatusmeetodil valmistatud kiirteraga, on PM HSS-i eelisteks väikesed ja ühtlased karbiiditerad, märkimisväärselt parem tugevus, sitkus ja kulumiskindlus võrreldes sulatatud kiirterasega. PM HSS tööriistad arenevad edasi ja hõivavad tähtsa positsiooni keeruliste CNC tööriistade valdkonnas. Tüüpilisi marke, nagu F15, FR71, GFl, GF2, GF3, PT1, PVN jne, saab kasutada suuremõõtmeliste, suure koormusega ja löögikindlate lõikeriistade, aga ka täppislõiketööriistade valmistamiseks.
kolm
CNC tööriista materjalide valiku põhimõtted
Laialdaselt kasutatavate CNC-tööriistade materjalide hulka kuuluvad praegu teemanttööriistad, kuupboornitriidtööriistad, keraamilised tööriistad, kaetud tööriistad, kõvasulamitööriistad ja kiirterasest tööriistad. Lõiketööriistade materjale on palju ja nende jõudlus on väga erinev. Erinevate tööriistamaterjalide peamised jõudlusnäitajad on toodud allolevas tabelis.
Erinevate lõikeriistade materjalide peamised jõudlusnäitajad

Lõikeriistade materjalide valikul CNC-töötluseks tuleb lähtuda töödeldavast detailist ja töötlusomadustest. Tööriistamaterjalide valik peab olema mõistlikult kooskõlas töötlemisobjektiga. Lõikeriistade materjalide sobitamine töötlemisobjektiga viitab peamiselt nende mehaaniliste, füüsikaliste ja keemiliste omaduste sobitamisele, et saavutada tööriista pikim tööiga ja maksimaalne lõiketootlikkus.
1. Lõikeriistade materjalide ja töötlemisobjektide mehaaniliste omaduste sobitamine
Lõiketööriistade ja töötlemisobjektide mehaanilise jõudluse sobitamise probleem viitab peamiselt mehaaniliste jõudluse parameetrite, nagu tugevus, sitkus ja kõvadus, vastavusele tööriistade ja tooriku materjalide vahel. Erinevate mehaaniliste omadustega lõiketööriista materjalid sobivad erinevate tooriku materjalide töötlemiseks.
① The hardness order of tool materials is: diamond tools>cubic boron nitride tools>ceramic tools>hard alloys>kiirteras.
② The order of bending strength of tool materials is: high-speed steel>hard alloy>ceramic tools>teemant- ja kuupboornitriidtööriistad.
③ The order of toughness of tool materials is: high-speed steel>hard alloy>kuupmeetri boornitriid, teemant ja keraamilised tööriistad.
Kõrge kõvadusega tooriku materjale tuleb töödelda kõrgema kõvadusega lõiketööriistadega ja lõikeriista materjali kõvadus peab olema kõrgem kui tooriku materjali kõvadus, mis nõuab üldjuhul kõvadust 60 HRC või rohkem. Mida kõrgem on tööriista materjali kõvadus, seda parem on selle kulumiskindlus. Näiteks kui kõvasulamite koobaltisisaldus suureneb, suureneb nende tugevus ja sitkus, samas kui kõvadus väheneb, mistõttu need sobivad töötlemata töötlemiseks; Kui koobaltisisaldus väheneb, suureneb selle kõvadus ja kulumiskindlus, mistõttu sobib see täppistöötluseks.
Suurepäraste kõrge temperatuuriga mehaaniliste omadustega tööriistad sobivad eriti hästi kiireks lõikamiseks. Keraamiliste lõikeriistade suurepärane jõudlus kõrgel temperatuuril võimaldab neil lõigata suurel kiirusel ja lubatud lõikekiirust saab kõvasulamitega võrreldes suurendada 2-10 korda.
2. Lõikeriistade materjalide ja töötlusobjektide füüsikaliste omaduste sobitamine
Erinevate füüsikaliste omadustega tööriistad, nagu kõrge soojusjuhtivuse ja madala sulamistemperatuuriga kiirterasest tööriistad, kõrge sulamistemperatuuri ja madala soojuspaisumisega keraamilised tööriistad ning kõrge soojusjuhtivuse ja madala soojuspaisumisega teemanttööriistad sobivad erinevate töötlemiseks. tooriku materjalid. Halva soojusjuhtivusega toorikute töötlemisel tuleks lõikesoojuse kiireks ülekandmiseks ja lõiketemperatuuri vähendamiseks kasutada hea soojusjuhtivusega tööriistamaterjale. Teemant on oma kõrge soojusjuhtivuse ja termilise difusioonikiiruse tõttu altid lõikamissoojust hajutama ega tekita olulisi termilisi deformatsioone, mis on eriti oluline täppistöötlustööriistade puhul, mis nõuavad suurt mõõtmete täpsust.
① Erinevate lõikeriistade materjalide kuumuskindluse temperatuur: 700-8000C teemantlõikuriistade puhul, 13000-15000C PCBN lõikeriistade puhul, 1100-12000C keraamiliste lõikeriistade puhul, 900-11000C TiC (N)-põhiste kõvasulamite jaoks, 800-9000C WC-põhiste ülipeeneteraliste kõvasulamite jaoks ja 600-7000C HSS-i jaoks.
② The thermal conductivity order of various tool materials is: PCD>PCBN>WC based hard alloy>TiC (N) based hard alloy>HSS>Si3N4 based ceramic>A1203 baasil keraamika.
③ The order of thermal expansion coefficients for various tool materials is: HSS>WC based hard alloy>TiC (N)>A1203 based ceramic>PCBN>Si3N4 based ceramic>Poliitikavaldkondade arengusidusus.
④ The order of thermal shock resistance of various tool materials is: HSS>WC based hard alloy>Si3N4 based ceramic>PCBN>PCD>TiC (N) based hard alloy>A1203 baasil keraamika.
3. Keemiliste omaduste sobitamine lõikeriistade materjalide ja töötlusobjektide vahel
Lõikeriistade materjalide ja töötlemisobjektide keemilise jõudluse sobitamise probleem viitab peamiselt keemiliste toimivusparameetrite, nagu keemiline afiinsus, keemiline reaktsioon, difusioon ja lahustumine tööriista materjalide ja tooriku materjalide vahel, sobitamisele. Erinevate materjalidega lõikeriistad sobivad erinevate tooriku materjalide töötlemiseks.
① The temperature resistance of various cutting tool materials to adhesion (compared to steel) is as follows: PCBN>ceramic>hard alloy>HSS.
② The oxidation resistance temperature of various tool materials is as follows: ceramic>PCBN>hard alloy>diamond>HSS.
③ The diffusion strength of different cutting tool materials (for steel) is: diamond>Si3N4 based ceramics>PCBN>A1203 based ceramics. The diffusion intensity (for titanium) is: A1203 based ceramics>PCBN>SiC>Si3N4>teemant.
4. CNC tööriista materjalide mõistlik valik
Üldiselt sobivad PCBN-i, keraamilised lõikeriistad, kaetud kõvasulamid ja TiCN-põhised kõvasulami lõikeriistad mustade metallide, näiteks terase, CNC-töötluseks; PCD tööriistad sobivad värviliste metallide nagu Al, Mg, Cu, aga ka nende sulamite ja mittemetalliliste materjalide töötlemiseks. Järgmises tabelis on loetletud mõned tooriku materjalid, mis sobivad eelnimetatud tööriistamaterjalidega töötlemiseks.
Mõned tooriku materjalid, mis sobivad lõiketööriista materjalidega töötlemiseks