Жақсы ат жақсы ершікті қажет етеді және CNC өңдеудің озық жабдықтарын пайдаланады. Егер дұрыс емес құралдар қолданылса, ол пайдасыз болады! Сәйкес құрал материалын таңдау құралдың қызмет ету мерзіміне, өңдеу тиімділігіне, өңдеу сапасына және өңдеу құнына үлкен әсер етеді. Бұл мақалада пышақ туралы білім туралы пайдалы ақпарат берілген, оны жинап, алға жылжытамыз, бірге үйренейік.
Құрал материалдары негізгі қасиеттерге ие болуы керек
Құрал материалдарын таңдау құралдың қызмет ету мерзіміне, өңдеу тиімділігіне, өңдеу сапасына және өңдеу құнына үлкен әсер етеді. Құралдар кесу кезінде жоғары қысымға, жоғары температураға, үйкеліске, соққыға және дірілге төтеп беруі керек. Сондықтан құрал материалдары келесі негізгі қасиеттерге ие болуы керек:
(1) Қаттылық және тозуға төзімділік. Құрал материалының қаттылығы дайындама материалының қаттылығынан жоғары болуы керек, ол әдетте 60HRC жоғары болуы керек. Құрал материалының қаттылығы неғұрлым жоғары болса, тозуға төзімділік соғұрлым жоғары болады.
(2) Күш пен қаттылық. Аспап материалдары кесу күштеріне, соққыға және дірілге төтеп беру үшін жоғары беріктік пен беріктікке ие болуы керек, сондай-ақ құралдың сынғыш сынуы мен сынуын болдырмайды.
(3) Ыстыққа төзімділік. Құрал материалы жақсы ыстыққа төзімді, жоғары кесу температурасына төтеп бере алады және жақсы тотығуға төзімді.
(4) Процесс өнімділігі және үнемділігі. Құрал материалдары жақсы соғу өнімділігі, термиялық өңдеу көрсеткіштері, дәнекерлеу көрсеткіштері болуы керек; ұнтақтау өнімділігі және т.б. және жоғары өнімділік-баға арақатынасын ұстану керек.
Құрал материалдарының түрлері, қасиеттері, сипаттамалары және қолданылуы
1. Алмаз аспап материалдары
Алмаз – көміртектің аллотропы және табиғатта кездесетін ең қатты материал. Алмаз кескіш аспаптар жоғары қаттылыққа, жоғары тозуға төзімділікке және жоғары жылу өткізгіштікке ие және түсті металдар мен металл емес материалдарды өңдеуде кеңінен қолданылады. Әсіресе алюминий және кремний-алюминий қорытпаларын жоғары жылдамдықпен кесуде алмазды аспаптар алмастыру қиын кескіш құралдардың негізгі түрі болып табылады. Жоғары тиімділікке, жоғары тұрақтылыққа және ұзақ қызмет мерзіміне қол жеткізе алатын алмаз аспаптары заманауи CNC өңдеуде таптырмас және маңызды құрал болып табылады.
⑴ Алмаз аспаптарының түрлері
① Табиғи алмаз құралдары: Табиғи алмастар жүздеген жылдар бойы кескіш құрал ретінде қолданылған. Табиғи монокристалды алмас құралдары кескіш жиекті өте өткір ету үшін жақсы ұнтақталған. Кесу жиегі радиусы 0,002 мкм жетуі мүмкін, бұл өте жұқа кесуге қол жеткізе алады. Ол дайындаманың өте жоғары дәлдігін және өте төмен бетінің кедір-бұдырлығын өңдей алады. Бұл танымал, идеалды және алмастырылмайтын өте дәл өңдеу құралы.
② PCD алмазды кесу құралдары: Табиғи алмастар қымбат. Кесуді өңдеуде ең көп қолданылатын алмаз – поликристалды алмаз (ПКД). 1970 жылдардың басынан бастап жоғары температура мен жоғары қысымды синтездеу технологиясын қолдана отырып дайындалған поликристалды алмаз (ПКД пышақтары деп аталатын Polycrystauine алмаз) әзірленді. Табысты болғаннан кейін табиғи алмаз кесу құралдары көптеген жағдайларда жасанды поликристалды алмаспен ауыстырылды. PCD шикізаты көздерге бай және олардың бағасы табиғи алмастың бірнеше оннан бір бөлігін құрайды. Өткір кескіш құралдарды шығару үшін PCD кесу құралдарын ұнтақтау мүмкін емес. Кесетін жиектің және өңделген дайындаманың бетінің сапасы табиғи алмас сияқты жақсы емес. Өнеркәсіпте чип ажыратқыштары бар PCD қалақтарын өндіру әлі қолайлы емес. Сондықтан, PCD тек түсті металдар мен бейметалдарды дәл кесу үшін ғана қолданыла алады және өте жоғары дәлдікпен кесуге қол жеткізу қиын. Айнаны дәл кесу.
③ CVD алмазды кесу құралдары: 1970 жылдардың аяғынан 1980 жылдардың басына дейін CVD алмаз технологиясы Жапонияда пайда болды. CVD алмазы гетерогенді матрицада (мысалы, цементтелген карбид, керамика және т. CVD алмазының құрылымы мен сипаттамалары табиғи алмаспен бірдей. CVD алмазының өнімділігі табиғи алмазға өте жақын. Ол табиғи монокристалды алмаздың және поликристалды алмаздың (ПКД) артықшылықтарына ие және олардың кемшіліктерін белгілі бір дәрежеде жеңеді.
⑵ Алмаз аспаптарының өнімділік сипаттамалары
① Өте жоғары қаттылық пен тозуға төзімділік: Табиғи алмас - табиғатта кездесетін ең қатты зат. Алмаздың тозуға төзімділігі өте жоғары. Қаттылығы жоғары материалдарды өңдеу кезінде алмазды құралдардың қызмет ету мерзімі карбидті құралдарға қарағанда 10-100 есе, тіпті жүздеген есеге дейін.
② Өте төмен үйкеліс коэффициенті бар: Алмаз және кейбір түсті металдар арасындағы үйкеліс коэффициенті басқа кескіш құралдарға қарағанда төмен. Үйкеліс коэффициенті төмен, өңдеу кезінде деформация аз, кесу күшін азайтуға болады.
③ Кесу жиегі өте өткір: Алмаз құралдың кесу жиегі өте өткір тегістелуі мүмкін. Табиғи монокристалды алмаз құралы 0,002 ~ 0,008 мкм дейін жоғары болуы мүмкін, ол ультра жұқа кесуді және өте дәл өңдеуді жүзеге асыра алады.
④ Жоғары жылу өткізгіштік: Алмаз жоғары жылу өткізгіштікке және жылу диффузиясына ие, сондықтан кесу жылуы оңай таралады және құралдың кесу бөлігінің температурасы төмен.
⑤ Термиялық кеңею коэффициенті төмен: Алмаздың термиялық кеңею коэффициенті цементтелген карбидке қарағанда бірнеше есе аз және кесу қызуынан туындаған құрал өлшемінің өзгеруі өте аз, бұл дәлдік пен өте дәл өңдеу үшін өте маңызды. жоғары өлшемдік дәлдікті талап етеді.
⑶ Алмаз аспаптарын қолдану
Алмаз аспаптары көбінесе түсті металдар мен металл емес материалдарды жоғары жылдамдықпен ұсақ кесу және ұңғылау үшін қолданылады. Әртүрлі тозуға төзімді бейметалдарды өңдеуге жарамды, мысалы, шыны талшықты ұнтақ металлургиялық дайындамалар, керамикалық материалдар және т.б.; әртүрлі тозуға төзімді түсті металдар, мысалы, әртүрлі кремний-алюминий қорытпалары; және түрлі түсті металдарды әрлеу өңдеу.
Алмаз аспаптарының кемшілігі - олардың термиялық тұрақтылығы нашар. Кесу температурасы 700 ℃ ~ 800 ℃ асқанда, олар қаттылығын толығымен жоғалтады. Сонымен қатар, олар қара металдарды кесуге жарамайды, өйткені алмаз (көміртек) жоғары температурада темірмен оңай әрекеттеседі. Атом әрекеті көміртегі атомдарын графит құрылымына айналдырады және құрал оңай зақымдалады.
2. Бор нитриді текшелік құрал материалы
Алмаз өндірісіне ұқсас әдіспен синтезделген екінші аса қатты материал болып табылатын куб бор нитриді (CBN) қаттылығы мен жылу өткізгіштігі бойынша алмаздан кейін екінші орында. Ол тамаша термиялық тұрақтылыққа ие және атмосферада 10 000С дейін қыздыруға болады. Тотығу болмайды. CBN қара металдар үшін өте тұрақты химиялық қасиеттерге ие және болат өнімдерін өңдеуде кеңінен қолданылуы мүмкін.
⑴ Текше бор нитриді кескіш құралдардың түрлері
Бор нитриді (CBN) - табиғатта жоқ зат. Ол монокристалды және поликристалды, атап айтқанда CBN монокристалды және поликристалды текше бор нитриді (поликристалды текше боннитриді, қысқаша ПХБН) болып бөлінеді. CBN бор нитридінің (BN) аллотроптарының бірі болып табылады және алмазға ұқсас құрылымы бар.
PCBN (поликристалды текше бор нитриді) – жоғары температура мен қысымда байланыстырушы фазалар (TiC, TiN, Al, Ti және т.б.) арқылы жұқа CBN материалдары біріктірілетін поликристалды материал. Қазіргі уақытта бұл жасанды синтезделген екінші қиын материал. Алмаз құралының материалы гауһартаспен бірге жалпы алғанда аса қатты құрал материалы деп аталады. ПХДН негізінен пышақтарды немесе басқа құралдарды жасау үшін қолданылады.
ПХДН кесу құралдарын қатты ПХДЖ пышақтарына және карбидпен агломерленген ПХДН композитті пышақтарына бөлуге болады.
ПХД композициялық қалақтары жақсы беріктігі мен қаттылығы бар цементтелген карбидте қалыңдығы 0,5-тен 1,0 мм-ге дейінгі ПХДН қабатын агломерациялау арқылы жасалады. Оның өнімділігі жақсы қаттылықты жоғары қаттылық пен тозуға төзімділікпен біріктіреді. Ол төмен иілу беріктігі мен CBN пышақтарының қиын дәнекерлеу мәселелерін шешеді.
⑵ Текше бор нитридінің негізгі қасиеттері мен сипаттамалары
Текше бор нитридінің қаттылығы алмазға қарағанда біршама төмен болғанымен, қаттылығы жоғары басқа материалдардан әлдеқайда жоғары. CBN-нің көрнекті артықшылығы - оның термиялық тұрақтылығы гауһарға қарағанда әлдеқайда жоғары, температура 1200 ° C-тан жоғары (алмас 700-800 ° C) жетеді. Тағы бір көрнекті артықшылығы - ол химиялық инертті және 1200-1300 ° C температурада темірмен әрекеттеспейді. реакция. Текше бор нитридінің негізгі өнімділік сипаттамалары төмендегідей.
① Жоғары қаттылық пен тозуға төзімділік: CBN кристалдық құрылымы гауһарға ұқсас және алмазға ұқсас қаттылық пен беріктікке ие. PCBN әсіресе бұрын ғана ұнтақталуы мүмкін қаттылығы жоғары материалдарды өңдеу үшін қолайлы және дайындаманың бетінің жақсырақ сапасын ала алады.
② Жоғары термиялық тұрақтылық: CBN ыстыққа төзімділігі 1400 ~ 1500 ℃ жетуі мүмкін, бұл алмаздың ыстыққа төзімділігінен (700 ~ 800 ℃) 1 есе дерлік жоғары. ПХД құралдары жоғары температурадағы қорытпаларды және шыңдалған болатты жоғары жылдамдықпен карбидті құралдарға қарағанда 3-5 есе жоғары кесуге қабілетті.
③ Өте жақсы химиялық тұрақтылық: 1200-1300°C-қа дейінгі темір негізіндегі материалдармен химиялық әрекеттеспейді және алмас сияқты күрт тозбайды. Осы уақытта ол әлі де цементтелген карбидтің қаттылығын сақтай алады; PCBN құралдары сөндірілген болат бөлшектерін және салқындатылған шойындарды кесуге жарамды, шойындарды жоғары жылдамдықпен кесуде кеңінен қолданылады.
④ Жақсы жылу өткізгіштік: CBN жылу өткізгіштігі алмазға төтеп бере алмаса да, әртүрлі құрал материалдарының арасында ПХДН жылу өткізгіштігі алмаздан кейін екінші орында және жоғары жылдамдықты болат пен цементтелген карбидтен әлдеқайда жоғары.
⑤ Үйкеліс коэффициенті төмен: Төмен үйкеліс коэффициенті кесу кезінде кесу күшінің төмендеуіне, кесу температурасының төмендеуіне және өңделген беттің сапасының жақсаруына әкелуі мүмкін.
⑶ Текше бор нитриді кескіш құралдарды қолдану
Текше бор нитриді сөндірілген болат, қатты шойын, жоғары температуралы қорытпалар, цементтелген карбид және беткі бүріккіш материалдар сияқты қиын кесілетін әртүрлі материалдарды өңдеу үшін жарамды. Өңдеу дәлдігі IT5-ке жетуі мүмкін (тесігі IT6), ал беттің кедір-бұдырлығының мәні Ra1,25~0,20μm сияқты аз болуы мүмкін.
Текше бор нитриді құрал материалының беріктігі мен иілу беріктігі нашар. Сондықтан текше бор нитриді токарлық аспаптар төмен жылдамдықта және жоғары соққы жүктемелерінде өрескел өңдеуге жарамайды; сонымен бірге олар пластикалық қасиеті жоғары материалдарды кесуге жарамайды (мысалы, алюминий қорытпалары, мыс қорытпалары, никель негізіндегі қорытпалар, пластикасы жоғары болаттар және т. металлмен, өңделген бетті нашарлатады.
3. керамикалық құрал материалдары
Керамикалық кескіш құралдар жоғары қаттылық, жақсы тозуға төзімділік, тамаша ыстыққа төзімділік және химиялық тұрақтылық сипаттамаларына ие және металмен оңай байланысуға болмайды. Керамикалық құралдар CNC өңдеуде өте маңызды рөл атқарады. Керамикалық аспаптар өңдеуге қиын материалдарды жоғары жылдамдықпен кесуге және өңдеуге арналған негізгі құралдардың біріне айналды. Керамикалық кесу құралдары жоғары жылдамдықпен кесуде, құрғақ кесуде, қатты кесуде және өңдеуге қиын материалдарды кесуде кеңінен қолданылады. Керамикалық құралдар дәстүрлі құралдар мүлдем өңдей алмайтын қаттылығы жоғары материалдарды тиімді өңдей алады, «ұнтақтау орнына айналдыруды» жүзеге асырады; керамикалық құралдардың оңтайлы кесу жылдамдығы карбидтік құралдарға қарағанда 2-10 есе жоғары болуы мүмкін, осылайша кесу өндірісінің тиімділігін айтарлықтай арттырады. ; Керамикалық құрал материалдарында қолданылатын негізгі шикізат жер қыртысында ең көп таралған элементтер болып табылады. Сондықтан керамикалық құралдарды насихаттау және қолдану өнімділікті арттыру, өңдеу шығындарын азайту және стратегиялық бағалы металдарды үнемдеу үшін үлкен мәнге ие. Бұл сонымен қатар кесу технологиясының дамуына үлкен ықпал етеді. прогресс.
⑴ Керамикалық құрал материалдарының түрлері
Керамикалық құрал материалдарының түрлерін әдетте үш санатқа бөлуге болады: глинозем негізіндегі керамика, кремний нитриді негізіндегі керамика және композициялық кремний нитриді-глинозем негізіндегі керамика. Олардың ішінде глинозем негізіндегі және кремний нитриді негізіндегі керамикалық құрал материалдары кеңінен қолданылады. Кремний нитриді негізіндегі керамика өнімділігі алюминий тотығы негізіндегі керамикадан жоғары.
⑵ Керамикалық кескіш құралдардың өнімділігі мен сипаттамалары
① Жоғары қаттылық және жақсы тозуға төзімділік: Керамикалық кескіш құралдардың қаттылығы PCD және PCBN сияқты жоғары болмаса да, ол карбидті және жоғары жылдамдықты болат кескіш құралдарға қарағанда әлдеқайда жоғары, 93-95HRA жетеді. Керамикалық кескіш құралдар дәстүрлі кескіш құралдармен өңдеу қиын және жоғары жылдамдықты кесуге және қатты кесуге жарамды жоғары қатты материалдарды өңдей алады.
② Жоғары температураға төзімділік және жақсы ыстыққа төзімділік: Керамикалық кесу құралдары әлі де 1200°C жоғары жоғары температурада кесуге болады. Керамикалық кескіш құралдар жоғары температурада жақсы механикалық қасиеттерге ие. A12O3 керамикалық кесу құралдары әсіресе жақсы тотығуға төзімділікке ие. Кесу жиегі қызып тұрған күйде болса да, оны үздіксіз пайдалануға болады. Сондықтан керамикалық құралдар құрғақ кесуге қол жеткізе алады, осылайша кесу сұйықтығының қажеттілігін жояды.
③ Жақсы химиялық тұрақтылық: Керамикалық кескіш құралдарды металмен байланыстыру оңай емес, сонымен қатар коррозияға төзімді және жақсы химиялық тұрақтылыққа ие, бұл кескіш құралдардың тозуын азайтады.
④ Төмен үйкеліс коэффициенті: керамикалық құралдар мен металл арасындағы жақындық аз, ал үйкеліс коэффициенті төмен, бұл кесу күші мен кесу температурасын төмендетуі мүмкін.
⑶ Керамикалық пышақтарды қолдану мүмкіндігі бар
Керамика негізінен жоғары жылдамдықты өңдеу және жартылай өңдеу үшін қолданылатын құрал материалдарының бірі болып табылады. Керамикалық кескіш құралдар әртүрлі шойындарды (сұр шойын, иілгіш шойын, иілгіш шойын, салқындатылған шойын, жоғары легирленген тозуға төзімді шойын) және болат материалдарды (көміртекті құрылымдық болат, легирленген құрылымдық болат, берік болат, жоғары марганецті болат, сөндірілген болат және т.б.), мыс қорытпаларын, графитті, инженерлік пластмассаларды және композиттік материалдарды кесу үшін де қолдануға болады.
Керамикалық кескіш құралдардың материалдық қасиеттері төмен иілу беріктігі мен нашар соққы беріктігі мәселелеріне ие, бұл оларды төмен жылдамдықта және соққы жүктемелері кезінде кесуге жарамсыз етеді.
4. Қапталған құрал материалдары
Кесетін құралдарды қаптау - құрал жұмысын жақсартудың маңызды әдістерінің бірі. Қапталған құралдардың пайда болуы кескіш құралдардың кесу өнімділігінде үлкен серпіліс әкелді. Қапталған құралдар жақсы беріктігі бар құрал корпусында жақсы тозуға төзімділігі бар отқа төзімді қосылыстардың бір немесе бірнеше қабаттарымен қапталған. Ол құрал матрицасын қатты жабынмен біріктіреді, осылайша құрал жұмысын айтарлықтай жақсартады. Қапталған құралдар өңдеу тиімділігін арттырып, өңдеу дәлдігін жақсартады, құралдың қызмет ету мерзімін ұзартады және өңдеу шығындарын азайтады.
Жаңа CNC станоктарында қолданылатын кескіш құралдардың шамамен 80% қапталған құралдарды пайдаланады. Қапталған құралдар болашақта CNC өңдеу саласындағы ең маңызды құрал болады.
⑴ Қапталған құралдардың түрлері
Әртүрлі жабу әдістеріне сәйкес қапталған құралдарды химиялық бумен тұндыру (CVD) жабыны бар құралдар және физикалық бу тұндыру (PVD) жабыны бар құралдарға бөлуге болады. Қапталған карбидті кесу құралдары әдетте химиялық бу тұндыру әдісін пайдаланады және тұндыру температурасы шамамен 1000 ° C құрайды. Қапталған жоғары жылдамдықты болат кесу құралдары әдетте будың физикалық тұндыру әдісін пайдаланады және тұндыру температурасы шамамен 500 ° C;
Қапталған құралдардың әртүрлі субстрат материалдарына сәйкес қапталған құралдарды карбидпен қапталған құралдарға, жоғары жылдамдықты болатпен қапталған құралдарға және керамика мен аса қатты материалдарға (алмас және текше бор нитриді) қапталған құралдарға бөлуге болады.
Жабылатын материалдың қасиеттері бойынша қапталған құралдарды екі санатқа бөлуге болады, атап айтқанда, «қатты» жабынмен қапталған құралдар және «жұмсақ» жабындар. «Қатты» қапталған құралдардың негізгі мақсаттары жоғары қаттылық пен тозуға төзімділік Оның негізгі артықшылықтары жоғары қаттылық және жақсы тозуға төзімділік, әдетте TiC және TiN жабындары. «Жұмсақ» жабын құралдарының мақсаты дайындаманың материалымен үйкелісетін өздігінен майланатын құралдар деп те аталатын төмен үйкеліс коэффициенті болып табылады. Коэффицент өте төмен, тек шамамен 0,1, ол адгезияны азайтады, үйкелісті азайтады және кесуді азайтады. күш және кесу температурасы.
Жақында Nanocoating (Nanoeoating) кесу құралдары әзірленді. Мұндай қапталған құралдар әртүрлі функционалды және өнімділік талаптарын қанағаттандыру үшін жабу материалдарының әртүрлі комбинацияларын (мысалы, металл/металл, металл/керамика, керамика/керамика және т.б.) пайдалана алады. Дұрыс жобаланған наножабындар құрал материалдарын тамаша үйкелісті азайтатын және тозуға қарсы функцияларға және өздігінен майланатын қасиеттерге ие етіп, оларды жоғары жылдамдықты құрғақ кесуге жарамды етеді.
⑵ Қапталған кескіш құралдардың сипаттамалары
① Жақсы механикалық және кесу өнімділігі: қапталған құралдар негізгі материал мен жабын материалының тамаша қасиеттерін біріктіреді. Олар негізгі материалдың жақсы беріктігі мен жоғары беріктігін сақтап қана қоймайды, сонымен қатар жоғары қаттылыққа, жоғары тозуға төзімділікке және төмен үйкеліс коэффициентіне ие. Сондықтан қапталған құралдардың кесу жылдамдығын жабынсыз құралдарға қарағанда 2 еседен астам арттыруға болады, ал жоғары беру жылдамдығына рұқсат етіледі. Қапталған құралдардың қызмет ету мерзімі де жақсарады.
② Күшті әмбебаптық: қапталған құралдардың әмбебаптығы кең және өңдеу ауқымын айтарлықтай кеңейтеді. Бір қапталған құрал бірнеше қапталмаған құралдарды алмастыра алады.
③ Қаптау қалыңдығы: Қаптама қалыңдығы ұлғайған сайын құралдың қызмет ету мерзімі де артады, бірақ жабынның қалыңдығы қаныққанға жеткенде, құралдың қызмет ету мерзімі бұдан былай айтарлықтай артпайды. Қаптама тым қалың болған кезде, ол оңай пилингті тудырады; жабын тым жұқа болса, тозуға төзімділік нашар болады.
④ Қайта өңдеуге қабілеттілік: қапталған пышақтардың қайта ұнтақталуы нашар, күрделі жабын жабдықтары, жоғары технологиялық талаптар және жабын уақыты ұзақ.
⑤ Қаптау материалы: Әр түрлі жабын материалдары бар құралдардың кесу өнімділігі әртүрлі. Мысалы: төмен жылдамдықпен кесу кезінде TiC жабынының артықшылықтары бар; жоғары жылдамдықпен кесу кезінде TiN қолайлырақ.
⑶Қапталған кескіш құралдарды қолдану
Қапталған құралдар CNC өңдеу саласында үлкен әлеуетке ие және болашақта CNC өңдеу саласындағы ең маңызды құрал түрі болады. Қаптау технологиясы шеткі жонғыштарға, рейкерлерге, бұрғылау қашауларына, композициялық саңылауларды өңдеу құралдарына, тісті доңғалақтарға, тісті пішіндеуге арналған кескіштерге, тісті қыратын кескіштерге, қалыптау брошаларына және жоғары жылдамдықты кесу өңдеудің әртүрлі талаптарын қанағаттандыру үшін әртүрлі станокпен қысылатын индекстелетін кірістірулерге қолданылды. Болат пен шойын, ыстыққа төзімді қорытпалар және түсті металдар сияқты материалдардың қажеттілігі.
5. Карбидті құрал материалдары
Карбидті кесу құралдары, әсіресе индекстелетін карбидті кескіш құралдар, CNC өңдеу құралдарының жетекші өнімдері болып табылады. 1980 жылдардан бастап әртүрлі интегралды және индекстелетін карбидті кескіш құралдардың немесе кірістірулердің сорттары әртүрлі түрлерге кеңейтілді. Индекстелетін карбидті аспаптар қарапайым токарлық аспаптар мен беттік фрезерлерден әртүрлі дәлдіктегі, күрделі және қалыптаушы құрал өрістеріне дейін кеңейген кескіш құрал өрістерінің алуан түрі.
⑴ Карбидті кескіш аспаптардың түрлері
Негізгі химиялық құрамы бойынша цементтелген карбидті вольфрамдық карбид негізіндегі цементтелген карбид және титан көміртегі (нитрид) (TiC(N)) негізіндегі цементтелген карбид деп бөлуге болады.
Вольфрам карбиді негізіндегі цементтелген карбид үш түрді қамтиды: вольфрам кобальт (YG), вольфрам кобальт титан (YT) және сирек қосылған карбид (YW). Әрқайсысының өз артықшылықтары мен кемшіліктері бар. Негізгі компоненттер вольфрам карбиді (ВК) және титан карбиді. (TiC), тантал карбиді (TaC), ниобий карбиді (NbC) және т.б. Металды байланыстырудың жиі фазасы Co.
Титан көміртегі (нитрид) негізіндегі цементтелген карбид - негізгі компонент ретінде TiC бар цементтелген карбид (кейбіреулері басқа карбидтерді немесе нитридтерді қосады). Металды байланыстырудың жиі қолданылатын фазалары Mo және Ni болып табылады.
ISO (Халықаралық стандарттау ұйымы) кесу карбидтерін үш санатқа бөледі:
K класы, соның ішінде Kl0 ~ K40, менің елімнің YG класына тең (негізгі құрамдас WC.Co).
P санаты, соның ішінде P01 ~ P50, менің елімнің YT санатына тең (негізгі құрамдас WC.TiC.Co).
M класы, соның ішінде M10~M40, менің елімнің YW класына баламалы (негізгі құрамдас WC-TiC-TaC(NbC)-Co).
Әрбір сорт 01 мен 50 арасындағы саны бар жоғары қаттылықтан максималды қаттылыққа дейінгі құймалар сериясын білдіреді.
⑵ Карбидті кескіш құралдардың өнімділік сипаттамалары
① Жоғары қаттылық: Карбидті кескіш құралдар қаттылығы және балқу температурасы жоғары карбидтерден (қатты фаза деп аталады) және ұнтақ металлургиясы арқылы металл байланыстырғыштардан (байланыс фазасы деп аталады), қаттылығы 89-дан 93HRA-ға дейін жасалған. , жоғары жылдамдықты болаттан әлдеқайда жоғары. 5400C температурада қаттылық әлі де 82~87HRA жетуі мүмкін, бұл бөлме температурасындағы (83~86HRA) жоғары жылдамдықты болаттың қаттылығымен бірдей. Цементтелген карбидтің қаттылық мәні карбидтердің табиғатына, санына, бөлшектерінің өлшеміне және металды байланыстыру фазасының құрамына байланысты өзгереді және әдетте байланыстырушы металл фазасының мөлшерінің жоғарылауымен төмендейді. Байланыстырғыш фазаның құрамы бірдей болса, YT қорытпаларының қаттылығы YG қорытпаларына қарағанда жоғары, ал TaC (NbC) қосылған қорытпалар жоғары температуралық қаттылыққа ие болады.
② Иілу беріктігі мен қаттылығы: Жиі қолданылатын цементтелген карбидтің иілу күші 900-ден 1500МПа аралығында болады. Металл байланыстырғыш фазасының мөлшері неғұрлым жоғары болса, соғұрлым иілу беріктігі жоғары болады. Байланыстырғыш құрамы бірдей болса, YG типті (WC-Co) қорытпасының беріктігі YT типті (WC-TiC-Co) қорытпасынан жоғары болады және TiC мөлшері артқан сайын беріктік төмендейді. Цементтелген карбид морт сынғыш материал болып табылады және оның бөлме температурасында соққыға төзімділігі жоғары жылдамдықты болаттың 1/30 - 1/8 бөлігін ғана құрайды.
⑶ Жиі қолданылатын карбидті кескіш құралдарды қолдану
YG қорытпалары негізінен шойын, түсті металдар мен металл емес материалдарды өңдеу үшін қолданылады. Ұсақ түйіршікті цементтелген карбид (мысалы, YG3X, YG6X) құрамында бірдей кобальт бар орташа түйіршікті карбидке қарағанда қаттылық пен тозуға төзімділігі жоғары. Ол кейбір арнайы қатты шойын, аустениттік баспайтын болат, ыстыққа төзімді қорытпа, титан қорытпасы, қатты қола және тозуға төзімді оқшаулағыш материалдарды және т.б. өңдеуге жарамды.
YT типті цементтелген карбидтің көрнекті артықшылықтары - жоғары қаттылық, жақсы ыстыққа төзімділік, YG түріне қарағанда жоғары қаттылық пен қысымға төзімділік және жақсы тотығуға төзімділік. Сондықтан, пышақтың ыстыққа төзімділігі мен тозуға төзімділігі жоғары болуы талап етілсе, TiC мөлшері жоғары сортты таңдау керек. YT қорытпалары болат сияқты пластикалық материалдарды өңдеуге жарамды, бірақ титан қорытпаларын және кремний-алюминий қорытпаларын өңдеуге жарамайды.
YW қорытпасы YG және YT қорытпаларының қасиеттеріне ие және жақсы кешенді қасиеттерге ие. Оны болат, шойын және түсті металдарды өңдеуге пайдалануға болады. Егер қорытпаның осы түріндегі кобальт мөлшері тиісті түрде жоғарыласа, беріктігі өте жоғары болуы мүмкін және әртүрлі өңдеуге қиын материалдарды өрескел өңдеу және үзіліссіз кесу үшін пайдаланылуы мүмкін.
6. Жоғары жылдамдықты болат кесу құралдары
Жоғары жылдамдықты болат (HSS) W, Mo, Cr және V сияқты көбірек легирленген элементтерді қосатын жоғары легирленген аспаптық болат. Жоғары жылдамдықты болат кескіш құралдары беріктік, қаттылық және өңдеуге қабілеттілік тұрғысынан тамаша кешенді өнімділікке ие. Күрделі кескіш құралдарда, әсіресе саңылауларды өңдеу құралдары, фрезерлер, бұрандалар, брошьерлер, тісті кескіш аспаптар және т.б. сияқты күрделі пышақ пішіндері бар, жоғары жылдамдықты болат әлі де қолданылады. үстем жағдайды алады. Жоғары жылдамдықты болат пышақтар өткір кесу жиектерін алу үшін қайрауға оңай.
Қолданулардың әртүрлілігіне сәйкес жоғары жылдамдықты болатты жалпы мақсаттағы жоғары жылдамдықты болат және жоғары өнімді жоғары жылдамдықты болатқа бөлуге болады.
⑴ Жалпы мақсаттағы жоғары жылдамдықты болат кесу құралдары
Жалпы мақсаттағы жоғары жылдамдықты болат. Жалпы, оны екі санатқа бөлуге болады: вольфрамды болат және вольфрам-молибденді болат. Жоғары жылдамдықты болаттың бұл түрі 0,7% - 0,9% (C) құрайды. Болаттағы әр түрлі вольфрамның мөлшері бойынша оны W мазмұны 12% немесе 18% вольфрамды болат, W мазмұны 6% немесе 8% вольфрамды-молибденді болат және W мазмұны бар молибденді болат деп бөлуге болады. 2% немесе жоқ Вт. Жалпы мақсаттағы жоғары жылдамдықты болат белгілі бір қаттылыққа (63-66HRC) және тозуға төзімділікке, жоғары беріктік пен қаттылыққа, жақсы пластикалық және өңдеу технологиясына ие, сондықтан ол әртүрлі күрделі құралдарды жасауда кеңінен қолданылады.
① Вольфрамды болат: Жалпы мақсаттағы жоғары жылдамдықты болат вольфрамды болаттың типтік маркасы W18Cr4V (W18 деп аталады). Оның жалпы өнімділігі жақсы. 6000С жоғары температурадағы қаттылық 48,5HRC құрайды және әртүрлі күрделі құралдарды жасау үшін пайдаланылуы мүмкін. Оның жақсы ұнтақталу және көміртексіздендіру сезімталдығының төмен артықшылықтары бар, бірақ оның құрамында карбидтің жоғары болуына, біркелкі емес таралуына, үлкен бөлшектерге және төмен беріктік пен қаттылыққа байланысты.
② Вольфрам-молибденді болат: вольфрамды болаттағы вольфрамның бір бөлігін молибденге ауыстыру арқылы алынған жоғары жылдамдықты болатқа жатады. Вольфрам-молибденді болаттың типтік маркасы W6Mo5Cr4V2, (M2 деп аталады). М2-нің карбид бөлшектері жұқа және біркелкі, ал оның беріктігі, қаттылығы және жоғары температуралық пластикасы W18Cr4V-ге қарағанда жақсырақ. Вольфрам-молибденді болаттың тағы бір түрі - W9Mo3Cr4V (қысқаша W9). Оның термиялық тұрақтылығы M2 болаттан сәл жоғары, оның иілу беріктігі мен қаттылығы W6M05Cr4V2-ге қарағанда жақсы және жақсы өңдеуге қабілетті.
⑵ Жоғары өнімділігі жоғары болат кесу құралдары
Жоғары жылдамдықты болат жалпы мақсаттағы жоғары жылдамдықты болаттың құрамына көміртегі, ванадий мазмұны және Co және Al сияқты легирленген элементтерді қосатын, осылайша оның ыстыққа төзімділігі мен тозуға төзімділігін жақсартатын жаңа болат түріне жатады. . Негізінен келесі категориялар бар:
① Жоғары көміртекті жоғары жылдамдықты болат. Жоғары көміртекті жоғары жылдамдықты болат (мысалы, 95W18Cr4V) бөлме температурасында және жоғары температурада жоғары қаттылыққа ие. Ол тозуға төзімділігі жоғары талаптары бар кәдімгі болат пен шойын, бұрғылау қашауларын, рейкерлерді, крандар мен фрезаларды немесе қаттырақ материалдарды өңдеуге арналған құралдарды өндіруге және өңдеуге жарамды. Ол үлкен әсерлерге төтеп беруге жарамайды.
② Жоғары ванадийлі жоғары жылдамдықты болат. W12Cr4V4Mo (EV4 деп аталады) сияқты типтік сорттардың V мазмұны 3%-дан 5%-ға дейін артады, тозуға төзімділігі жақсы және талшықтар, қатты резеңке, пластмассалар сияқты құралдың тамаша тозуына әкелетін материалдарды кесуге жарамды. және т.б., сондай-ақ тот баспайтын болат, жоғары берік болат және жоғары температуралы қорытпалар сияқты материалдарды өңдеу үшін пайдалануға болады.
③ Кобальтты жоғары жылдамдықты болат. Бұл құрамында кобальт бар өте қатты жоғары жылдамдықты болат. W2Mo9Cr4VCo8 (M42 деп аталады) сияқты типтік сорттар өте жоғары қаттылыққа ие. Оның қаттылығы 69-70HRC жетуі мүмкін. Қолданылуы қиын жоғары берік ыстыққа төзімді болаттарды, жоғары температуралы қорытпаларды, титан қорытпаларын және т.б. өңдеуге жарамды. Өңдеу материалдары: M42 жақсы ұнтақталған және дәл және күрделі құралдарды жасауға жарамды, бірақ ол жарамсыз. соққылы кесу жағдайында жұмыс істеуге арналған.
④ Алюминий жоғары жылдамдықты болат. Бұл алюминийден тұратын өте қатты жоғары жылдамдықты болат. Әдеттегі бағалар, мысалы, W6Mo5Cr4V2Al, (501 деп аталады). 6000C температурадағы жоғары температура қаттылығы да 54HRC-ке жетеді. Кесу өнімділігі M42-ге тең. Ол фрезерлік кескіштерді, бұрғылау қашауларын, рейктерді, тісті кескіштерді және брошкаларды өндіруге жарамды. және т.б., легирленген болат, тот баспайтын болат, жоғары берік болат және жоғары температуралы қорытпалар сияқты материалдарды өңдеу үшін қолданылады.
⑤ Азотты өте қатты жоғары жылдамдықты болат. (V3N) деп аталатын W12M03Cr4V3N сияқты типтік маркалар азоты бар өте қатты жоғары жылдамдықты болаттар болып табылады. Қаттылық, беріктік және қаттылық M42-ге тең. Оларды құрамында кобальт бар жоғары жылдамдықты болаттарды алмастырғыш ретінде пайдалануға болады және өңдеуге қиын материалдар мен төмен жылдамдықты, жоғары дәлдіктегі болаттарды төмен жылдамдықпен кесу үшін қолданылады. өңдеу.
⑶ Жоғары жылдамдықты болат пен ұнтақ металлургиялық жоғары жылдамдықты болатты балқыту
Әртүрлі өндірістік процестерге сәйкес, жоғары жылдамдықты болатты балқытатын жоғары жылдамдықты болат және ұнтақты металлургиялық жоғары жылдамдықты болатқа бөлуге болады.
① Жоғары жылдамдықты болат балқыту: қарапайым жоғары жылдамдықты болат та, жоғары өнімді жоғары жылдамдықты болат балқыту әдістерімен жасалады. Олар балқыту, құйма құю, қаптау және илемдеу сияқты процестер арқылы пышақтар жасайды. Жоғары жылдамдықты болатты балқыту кезінде оңай туындайтын күрделі мәселе - карбидтердің бөлінуі. Қатты және сынғыш карбидтер жоғары жылдамдықты болатта біркелкі таралмаған, ал түйіршіктер дөрекі (ондаған микронға дейін), бұл жоғары жылдамдықты болаттан жасалған құралдардың тозуға төзімділігі мен қаттылығына әсер етеді. және кесу өнімділігіне кері әсер етеді.
② Ұнтақты металлургияға арналған жоғары жылдамдықты болат (PM HSS): Ұнтақты металлургияға арналған жоғары жылдамдықты болат (PM HSS) - жоғары жиілікті индукциялық пеште балқытылған, жоғары қысымды аргонмен немесе таза азотпен атомизацияланған, содан кейін алу үшін сөндірілетін сұйық болат. жұқа және біркелкі кристалдар. Құрылымы (жоғары жылдамдықты болат ұнтағы), содан кейін алынған ұнтақты жоғары температура мен жоғары қысымда пышақ дайындамасына басыңыз немесе алдымен болат дайындаманы жасаңыз, содан кейін оны соғып, пышақ пішініне айналдырыңыз. Балқыту әдісімен өндірілген жоғары жылдамдықты болатпен салыстырғанда, PM HSS артықшылығы бар, бұл карбид түйіршіктері ұсақ және біркелкі, ал беріктігі, қаттылығы және тозуға төзімділігі балқытылған жоғары жылдамдықты болатпен салыстырғанда айтарлықтай жақсарды. Күрделі CNC құралдары саласында PM HSS құралдары одан әрі дамып, маңызды орынға ие болады. F15, FR71, GFl, GF2, GF3, PT1, PVN және т.б. сияқты типтік сорттар үлкен габаритті, ауыр жүкті, жоғары соққылы кескіш құралдарды, сондай-ақ дәл кесу құралдарын өндіру үшін пайдаланылуы мүмкін.
CNC құрал материалдарын таңдау принциптері
Қазіргі уақытта кеңінен қолданылатын CNC құрал материалдары негізінен алмазды құралдарды, текше бор нитриді құралдарын, керамикалық құралдарды, қапталған құралдарды, карбидті құралдарды, жоғары жылдамдықты болаттан жасалған құралдарды және т.б. қамтиды. Құрал материалдарының көптеген сорттары бар және олардың қасиеттері айтарлықтай өзгереді. Төмендегі кестеде әртүрлі құрал материалдарының негізгі өнімділік көрсеткіштері көрсетілген.
CNC өңдеуге арналған құрал материалдары өңделетін дайындамаға және өңдеу сипатына сәйкес таңдалуы керек. Құрал материалдарын таңдау өңдеу объектісіне негізделген болуы керек. Кесетін құрал материалдары мен өңдеу объектілерінің сәйкестігі негізінен аспаптың ең ұзақ қызмет ету мерзімін және максималды кесу өнімділігін алу үшін екеуінің механикалық қасиеттерін, физикалық қасиеттерін және химиялық қасиеттерін сәйкестендіруді білдіреді.
1. Кесетін құрал материалдары мен өңдеу объектілерінің механикалық қасиеттерін сәйкестендіру
Кесетін құрал мен өңдеу объектісінің механикалық қасиеттерін сәйкестендіру мәселесі негізінен құрал мен дайындама материалының беріктігі, қаттылығы және қаттылығы сияқты механикалық қасиет параметрлерінің сәйкестігіне жатады. Әртүрлі механикалық қасиеттері бар құрал материалдары әртүрлі дайындамаларды өңдеуге жарамды.
① Құрал материалының қаттылығының реті: алмаз құралы>текше бор нитриді құралы>керамикалық құрал>вольфрам карбиді>жоғары жылдамдықты болат.
② Құрал материалдарының иілу беріктігінің реті: жоғары жылдамдықты болат > цементтелген карбид > керамикалық құралдар > алмаз және текше бор нитриді құралдары.
③ Аспап материалдарының қаттылық тәртібі: жоғары жылдамдықты болат>волфрам карбиді>куб нитриді бор, алмаз және керамикалық құралдар.
Қаттылығы жоғары дайындама материалдары қаттылығы жоғары құралдармен өңделуі керек. Құрал материалының қаттылығы дайындама материалының қаттылығынан жоғары болуы керек, ол әдетте 60HRC жоғары болуы керек. Құрал материалының қаттылығы неғұрлым жоғары болса, оның тозуға төзімділігі соғұрлым жоғары болады. Мысалы, цементтелген карбидтегі кобальт мөлшері жоғарылағанда оның беріктігі мен қаттылығы артып, қаттылығы төмендейді, бұл оны өрескел өңдеуге жарамды етеді; кобальт мөлшері азайған кезде оның қаттылығы мен тозуға төзімділігі артып, оны өңдеуге жарамды етеді.
Жоғары температурада тамаша механикалық қасиеттері бар құралдар әсіресе жоғары жылдамдықты кесу үшін қолайлы. Керамикалық кесу құралдарының тамаша жоғары температура өнімділігі оларды жоғары жылдамдықта кесуге мүмкіндік береді, ал рұқсат етілген кесу жылдамдығы цементтелген карбидпен салыстырғанда 2-10 есе жоғары болуы мүмкін.
2. Кесетін құрал материалының физикалық қасиеттерін өңделетін объектімен сәйкестендіру
Жылу өткізгіштігі жоғары және балқу температурасы төмен жылдам болат аспаптары, балқу температурасы жоғары және термиялық кеңеюі төмен керамикалық құралдар, жылу өткізгіштігі жоғары және жылу кеңеюі төмен алмаз аспаптары және т.б. сияқты физикалық қасиеттері әртүрлі құралдар қолайлы. дайындаманың әртүрлі материалдарын өңдеу. Жылуөткізгіштігі нашар дайындамаларды өңдеу кезінде кесу жылуын тез беру және кесу температурасын төмендету үшін жақсырақ жылу өткізгіштікке ие құрал материалдарын пайдалану керек. Жоғары жылу өткізгіштігі мен жылу диффузиясының арқасында алмас үлкен термиялық деформацияны тудырмай кесу жылуын оңай тарата алады, бұл жоғары өлшемдік дәлдікті қажет ететін дәл өңдеу құралдары үшін өте маңызды.
① Әр түрлі құрал материалдарының ыстыққа төзімділік температурасы: алмас аспаптары 700~8000C, ПХД құралдары 13000~15000C, керамикалық құралдар 1100~12000C, TiC(N) негізіндегі цементтелген карбид 900~11000C, WC негізіндегі ультра-f дәндер Карбид 800~9000С, HSS 600~7000C.
② Әртүрлі құрал материалдарының жылу өткізгіштігінің реті: PCD>PCBN>WC негізіндегі цементтелген карбид>TiC(N) негізіндегі цементтелген карбид>HSS>Si3N4 негізіндегі керамика>A1203 негізіндегі керамика.
③ Әртүрлі құрал материалдарының термиялық кеңею коэффициенттерінің реті: HSS>WC негізіндегі цементтелген карбид>TiC(N)>A1203 негізіндегі керамика>PCBN>Si3N4 негізіндегі керамика>PCD.
④ Әртүрлі құрал материалдарының термиялық соққыға төзімділік тәртібі: HSS>WC негізіндегі цементтелген карбид>Si3N4 негізіндегі керамика>PCBN>PCD>TiC(N) негізіндегі цементтелген карбид>A1203 негізіндегі керамика.
3. Кесетін құрал материалының химиялық қасиеттерін өңделетін объектімен сәйкестендіру
Кесетін құрал материалдары мен өңдеу объектілерінің химиялық қасиеттерін сәйкестендіру мәселесі негізінен химиялық ұқсастық, химиялық реакция, құрал материалдары мен дайындама материалдарының диффузиясы және еруі сияқты химиялық өнімділік параметрлерінің сәйкестігіне жатады. Әртүрлі материалдары бар құралдар дайындаманың әртүрлі материалдарын өңдеуге жарамды.
① Әр түрлі құрал материалдарының (болатпен) қосылу температурасына төзімділігі: ПХДН>керамика>вольфрам карбиді>HSS.
② Әр түрлі құрал материалдарының тотығуға төзімділік температурасы: керамика>ПХДН>волфрам карбиді>алмас>HSS.
③ Құрал материалдарының диффузиялық беріктігі (болат үшін): алмаз>Si3N4 негізіндегі керамика> PCBN>A1203 негізіндегі керамика. Диффузия қарқындылығы (титан үшін): A1203 негізіндегі керамика>PCBN>SiC>Si3N4>алмас.
4. CNC құрал материалдарын орынды таңдау
Жалпы алғанда, PCBN, керамикалық құралдар, қапталған карбид және TiCN негізіндегі карбид құралдары болат сияқты қара металдарды CNC өңдеуге жарамды; ал PCD құралдары Al, Mg, Cu және олардың қорытпалары сияқты түсті металл материалдарына және металл емес материалдарды өңдеуге жарамды. Төмендегі кестеде жоғарыда аталған құрал материалдары өңдеуге жарамды дайындаманың кейбір материалдарының тізімі берілген.
Xinfa CNC құралдары жақсы сапа мен төмен баға сипаттамаларына ие. Толық ақпаратты мына жерден қараңыз:
CNC құралдарын өндірушілер – Қытай CNC құралдары зауыты және жеткізушілері (xinfatools.com)
Жіберу уақыты: 01 қараша 2023 ж
