Развитие ножей занимает важное место в истории человеческого прогресса. Еще в 28-20 веках до нашей эры в Китае появились латунные и медные конусы, сверла, ножи и другие медные ножи. В конце периода Воюющих царств (третий век до н.э.) медные ножи стали изготавливать благодаря освоению технологии цементации. Сверла и пилы того времени имели некоторое сходство с современными плоскими сверлами и пилами.
Быстрое развитие ножей произошло с развитием таких машин, как паровые двигатели, в конце 18 века.
В 1783 году Рене Французский впервые изготовил фрезы. В 1923 году немецкая компания Schrotter изобрела твердый сплав. При использовании цементированного карбида эффективность более чем в два раза выше, чем у быстрорежущей стали, а качество поверхности и точность размеров обрабатываемой резанием заготовки также значительно улучшаются.
Из-за высокой цены на быстрорежущую сталь и твердый сплав в 1938 году немецкая компания Degusa получила патент на керамические ножи. В 1972 году компания General Electric в США произвела лопатки из поликристаллического синтетического алмаза и поликристаллического кубического нитрида бора. Эти неметаллические инструментальные материалы позволяют инструменту резать на более высоких скоростях.
В 1969 году шведский Sandvik Steel Works получил патент на производство твердосплавных вставок с покрытием из карбида титана методом химического осаждения из паровой фазы. В 1972 году Бангша и Лаголан в США разработали метод физического осаждения из паровой фазы для покрытия твердого слоя карбида или нитрида титана на поверхности инструментов из цементированного карбида или быстрорежущей стали. Метод поверхностного покрытия сочетает в себе высокую прочность и ударную вязкость основного материала с высокой твердостью и износостойкостью поверхностного слоя, благодаря чему композитный материал имеет лучшие характеристики резания.
Из-за высокой температуры, высокого давления, высокой скорости и деталей, работающих в агрессивных жидких средах, используются все более труднообрабатываемые материалы, а уровень автоматизации обработки резки и требования к точности обработки становятся все выше и выше. . При выборе угла инструмента необходимо учитывать влияние различных факторов, таких как материал заготовки, материал инструмента, свойства обработки (черновая, чистовая) и т. д., и его следует выбирать разумно в соответствии с конкретной ситуацией.
Распространенные инструментальные материалы: быстрорежущая сталь, твердый сплав (включая металлокерамику), керамика, CBN (кубический нитрид бора), PCD (поликристаллический алмаз), поскольку их твердость тверже единицы, поэтому, вообще говоря, скорость резания также равна единице. выше другого.
Анализ характеристик инструментального материала
Быстрорежущая сталь:
Ее можно разделить на обычную быстрорежущую сталь и высокопроизводительную быстрорежущую сталь.
Обычная быстрорежущая сталь, например W18Cr4V, широко используется при изготовлении различных сложных ножей. Скорость резки обычно не слишком высока и составляет 40-60 м/мин при резке обычных стальных материалов.
Высокопроизводительную быстрорежущую сталь, такую как W12Cr4V4Mo, выплавляют путем добавления некоторого количества углерода, ванадия, кобальта, алюминия и других элементов к обычной быстрорежущей стали. Ее долговечность в 1,5-3 раза выше, чем у обычной быстрорежущей стали.
Карбид:
Согласно GB2075-87 (применительно к стандарту 190) его можно разделить на три категории: P, M и K. Цементированный карбид P-типа в основном используется для обработки черных металлов с длинной стружкой, а синий используется в качестве отметка; Тип М в основном используется для обработки черных металлов. И цветные металлы, отмеченные желтым цветом, также известные как твердые сплавы общего назначения, тип К в основном используются для обработки черных металлов, цветных металлов и неметаллических материалов с короткой стружкой, отмеченных красным.
Арабские цифры позади P, M и K обозначают его производительность и вычислительную нагрузку или условия обработки. Чем меньше число, тем выше твердость и хуже ударная вязкость.
керамика:
Керамические материалы обладают хорошей износостойкостью и позволяют обрабатывать материалы высокой твердости, которые трудно или невозможно обрабатывать традиционными инструментами. Кроме того, керамические режущие инструменты могут исключить энергопотребление при отжиге и, следовательно, повысить твердость заготовки и продлить срок службы машинного оборудования.
При резке трение между керамическим лезвием и металлом невелико, резку нелегко приклеить к лезвию, создать наросты на кромке непросто, и можно выполнять высокоскоростную резку. Поэтому в тех же условиях шероховатость поверхности заготовки сравнительно невелика. Стойкость инструмента в несколько и даже десятки раз выше, чем у традиционного инструмента, что снижает количество смен инструмента при обработке; высокая термостойкость, хорошая красная твердость. Он может непрерывно резать при температуре 1200°C. Поэтому скорость резания керамических пластин может быть намного выше, чем у твердосплавных. Он может выполнять высокоскоростную резку или реализовывать «замену шлифования токарно-фрезерной обработкой». Эффективность резки в 3-10 раз выше, чем у традиционных режущих инструментов, благодаря чему достигается эффект экономии человеко-часов, электроэнергии и количества станков на 30-70% и более.
КБН:
Это второй по твердости известный в настоящее время материал. Твердость композитного листа CBN обычно составляет HV3000~5000, который обладает высокой термической стабильностью, высокотемпературной твердостью и высокой стойкостью к окислению. Окисление происходит, а химическая реакция не происходит с материалами на основе железа при температуре 1200-1300°С. Обладает хорошей теплопроводностью и низким коэффициентом трения.
Поликристаллический алмаз PCD:
Алмазные ножи обладают характеристиками высокой твердости, высокой прочности на сжатие, хорошей теплопроводности и износостойкости, а также могут обеспечить высокую точность обработки и эффективность обработки при высокоскоростной резке. Поскольку структура ПКД представляет собой мелкозернистое спеченное алмазное тело различной ориентации, его твердость и износостойкость все же ниже, чем у монокристаллического алмаза, несмотря на добавление связующего. Сродство между цветными металлами и неметаллическими материалами очень мало, и стружка нелегко прилипает к кончику инструмента и образует наросты во время обработки.
Соответствующие области применения материалов:
Быстрорежущая сталь: в основном используется в тех случаях, когда требуется высокая прочность, например, для формовочных инструментов и сложных форм;
Цементированный карбид: самый широкий спектр применения, в принципе возможен;
Керамика: в основном используется при черновой и высокоскоростной обработке токарных и чугунных деталей;
CBN: в основном используется при точении твердых деталей и высокоскоростной обработке чугунных деталей (вообще говоря, он более эффективен, чем керамика, с точки зрения износостойкости, ударной вязкости и стойкости к разрушению);
PCD: В основном используется для высокоэффективной резки цветных металлов и неметаллических материалов.
Инструменты Xinfa с ЧПУ отличаются превосходным качеством и долговечностью. Подробную информацию можно найти на сайте: https://www.xinfatools.com/cnc-tools/.
Время публикации: 02 июня 2023 г.
