Ilg'or ishlov berish uskunalari va yuqori samarali CNC kesish asboblari kombinatsiyasi uning tegishli ishlashini to'liq o'ynashi va yaxshi iqtisodiy foyda keltirishi mumkin. Kesish asboblari materiallarining jadal rivojlanishi bilan turli xil yangi chiqib ketish asboblari materiallari ularning jismoniy, mexanik xususiyatlarini va kesish ish faoliyatini sezilarli darajada yaxshiladi va ularning qo'llanilishi doirasi ham kengayishda davom etdi.
rasm
1. Asbob materiallari asosiy xususiyatlarga ega bo'lishi kerak
the
Asbob materialini tanlash asbobning ishlash muddati, ishlov berish samaradorligi, ishlov berish sifati va ishlov berish narxiga katta ta'sir ko'rsatadi. Asbob kesish paytida yuqori bosim, yuqori harorat, ishqalanish, zarba va tebranish ta'sirini ko'rsatishi kerak. Shuning uchun asbob materiallari quyidagi asosiy xususiyatlarga ega bo'lishi kerak:
(1) Qattiqlik va aşınma qarshilik. Asbob materialining qattiqligi ishlov beriladigan materialdan yuqori bo'lishi kerak, odatda 60HRC dan yuqori. Asbob materiali qanchalik qattiq bo'lsa, aşınma qarshiligi shunchalik yaxshi bo'ladi.
(2) Kuch va qattiqlik. Asbob materiallari kesish kuchlari, zarba va tebranishlarga bardosh beradigan, asboblarning mo'rt sinishi va parchalanishining oldini olish uchun yuqori mustahkamlik va pishiqlikka ega bo'lishi kerak.
(3) Issiqlikka chidamlilik. Asbob materialining issiqlikka chidamliligi yaxshiroq, u yuqori kesish haroratiga bardosh bera oladi va yaxshi oksidlanish qarshiligiga ega.
(4) Jarayon samaradorligi va tejamkorligi. Asbob materiallari yaxshi zarb ko'rsatkichlariga, issiqlik bilan ishlov berish ko'rsatkichlariga, payvandlash ko'rsatkichlariga, silliqlash ko'rsatkichlariga va boshqalarga ega bo'lishi kerak va yuqori ishlash-narx nisbatiga ega bo'lishi kerak.
2. Asbob materiallarining turlari, xususiyatlari, xususiyatlari va qo'llanilishi
1. Olmos asboblari materiallari va asboblarni qo'llash turlari, xususiyatlari va xususiyatlari
Olmos uglerodning allotropi bo'lib, u tabiatda topilgan eng qattiq materialdir. Olmos asboblari yuqori qattiqlik, yuqori aşınma qarshilik va yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega bo'lib, rangli metallar va metall bo'lmagan materiallarni qayta ishlashda keng qo'llaniladi. Ayniqsa, alyuminiy va kremniy-alyuminiy qotishmalarini yuqori tezlikda kesishda olmos asboblari kesish asboblarining asosiy turlari bo'lib, ularni almashtirish qiyin. Yuqori samaradorlik, yuqori barqarorlik va uzoq umrga ishlov berishga erisha oladigan olmos asboblari zamonaviy CNC ishlov berishda ajralmas va muhim vositalardir.
rasm
⑴ Olmos asboblari turlari
① Tabiiy olmos asbobi: Tabiiy olmos yuzlab yillar davomida kesish vositasi sifatida ishlatilgan. Tabiiy monokristalli olmos asbobi nozik maydalangan va kesish qirrasi juda o'tkir maydalangan bo'lishi mumkin. Kesuvchi qirralarning radiusi 0.002 mkm ga yetishi mumkin, bu ultra yupqa kesishni amalga oshirishi mumkin.
② PCD olmos vositasi: Tabiiy olmos qimmat va polikristal olmos (PCD) kesishda keng qo'llaniladi. 1970-yillarning boshidan boshlab polikristal olmos (Polycrystauine olmos, qisqacha PCD) ishlab chiqildi Muvaffaqiyatdan so'ng, tabiiy olmos asboblari ko'p hollarda sun'iy polikristal olmos bilan almashtirildi. PCD xom ashyosi manbalarga boy bo'lib, uning narxi tabiiy olmosning o'ndan bir qismidan o'ndan biriga teng.
PCD asboblari juda o'tkir qirralarni maydalay olmaydi va ishlov beriladigan ish qismlarining sirt sifati tabiiy olmos kabi yaxshi emas. Sanoatda chip to'xtatuvchilari bilan PCD qo'shimchalarini ishlab chiqarish qulay emas. Shuning uchun, PCD faqat rangli metallar va metall bo'lmaganlarni nozik kesish uchun ishlatilishi mumkin va ultra aniq oynani kesishga erishish qiyin.
③ CVD olmos asboblari: 1970-yillarning oxiridan 1980-yillarning boshigacha Yaponiyada CVD olmos texnologiyasi paydo bo'ldi. CVD olmos kimyoviy bug 'cho'kishi (CVD) orqali heterojen substratlarda (masalan, sementlangan karbid, keramika va boshqalar) olmos plyonka sintezini nazarda tutadi. CVD olmos tabiiy olmos bilan bir xil tuzilishga va xususiyatlarga ega.
CVD olmosning ishlashi tabiiy olmosga juda yaqin bo'lib, u tabiiy monokristal olmos va polikristal olmosning (PCD) afzalliklariga ega va ularning kamchiliklarini ma'lum darajada bartaraf etadi.
⑵ Olmos asboblarining ishlash xususiyatlari
① Juda yuqori qattiqlik va aşınma qarshilik: Tabiiy olmos tabiatdagi eng qattiq moddadir. Olmos juda yuqori aşınma qarshilikka ega. Yuqori qattiqlikdagi materiallarni qayta ishlashda olmos asboblarining ishlash muddati sementlangan karbid asboblaridan 10 dan 100 martagacha yoki hatto yuzlab marta.
② Bu juda past ishqalanish koeffitsientiga ega: olmos va ba'zi rangli metallar orasidagi ishqalanish koeffitsienti boshqa kesish asboblariga qaraganda past, ishqalanish koeffitsienti past, ishlov berish paytida deformatsiya kichik va kesish kuchi mumkin. kamaytirilishi.
③ Kesuvchi qirrasi juda keskin: olmos asboblarining kesish qirrasi o'tkirlashi mumkin va tabiiy monokristalli olmos asbobi 0.002-0.008 mkm balandlikda bo'lishi mumkin, bu ultra uchun ishlatilishi mumkin. -ingichka kesish va o'ta nozik ishlov berish.
④ Yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega: olmos yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi va issiqlik tarqalishiga ega, kesish issiqligi osongina tarqaladi va asbobning kesish qismining harorati past.
⑤ Past termal kengayish koeffitsienti: olmosning termal kengayish koeffitsienti sementlangan karbidnikidan bir necha baravar kichik va kesish issiqligidan kelib chiqadigan asbob hajmining o'zgarishi juda kichik, bu ayniqsa yuqori aniqlik va o'ta nozik ishlov berish uchun muhimdir. o'lchov aniqligi.
⑶ Olmos asboblarini qo'llash
Olmos asboblari asosan rangli metallar va metall bo'lmagan materiallarni yuqori tezlikda mayda kesish va burg'ulash uchun ishlatiladi. Bu turli xil aşınmaya bardoshli metall bo'lmagan metallarni qayta ishlash uchun javob beradi, masalan, FRP kukunli metallurgiya blankalari, keramika materiallari va boshqalar; turli xil aşınmaya bardoshli rangli metallar, masalan, turli xil silikon-alyuminiy qotishmalari; turli xil rangli metallarga ishlov berish.
Olmos asboblarining kamchiligi shundaki, ular zaif termal barqarorlikka ega. Kesish harorati 700 darajadan 800 darajadan oshganda, u qattiqligini butunlay yo'qotadi; bundan tashqari, u qora metallarni kesish uchun mos emas, chunki olmos (uglerod) yuqori haroratda temir bilan bog'lanishi oson. Atom harakati uglerod atomlarini grafit tuzilishiga aylantiradi va asbob osongina shikastlanadi.
2. Bor nitridi kubikli asboblarning turlari, xossalari va xususiyatlari va asboblarni qo'llash
Olmosga o'xshash usul bilan sintez qilingan ikkinchi o'ta qattiq material bo'lgan kubik bor nitridi (CBN) qattiqlik va issiqlik o'tkazuvchanligi bo'yicha olmosdan keyin ikkinchi o'rinda turadi. U mukammal termal barqarorlikka ega va atmosferada 10,000 darajagacha qizdirilishi mumkin. Oksidlanish sodir bo'lmaydi. CBN qora metallar uchun juda barqaror kimyoviy xususiyatlarga ega va po'lat mahsulotlarini qayta ishlashda keng qo'llanilishi mumkin.
rasm
⑴ Bor nitridi kubikli kesish asboblari turlari
Kubik bor nitridi (CBN) tabiatda mavjud bo'lmagan moddadir. Uni bitta kristalli va polikristalli, ya'ni CBN monokristalli va polikristalli kubik bor nitridiga bo'lish mumkin (Polikristal kubik bornnitridi, PCBN deb ataladi). CBN bor nitridining (BN) izomerlaridan biri bo'lib, uning tuzilishi olmosnikiga o'xshaydi.
PCBN (polikristalli kubik bor nitridi) yuqori harorat va yuqori bosim ostida birlashtiruvchi faza (TiC, TiN, Al, Ti va boshqalar) orqali nozik CBN materiallarini sinterlaydigan polikristalli materialdir. Olmos asbob materiali, u va olmos birgalikda o'ta qattiq asbob materiali deb ataladi. PCBN asosan pichoq yoki boshqa asboblarni tayyorlash uchun ishlatiladi.
PCBN asboblarini ajralmas PCBN qo'shimchalariga va sementlangan karbid bilan sinterlangan PCBN kompozit qo'shimchalariga bo'lish mumkin.
PCBN kompozit qo'shimchalari qalinligi {0}},5 dan 1,0 mm gacha bo'lgan PCBN qatlamini yaxshi mustahkamlik va pishiqlikka ega bo'lgan sementlangan karbidga sinterlash orqali amalga oshiriladi. Uning ishlashi yaxshi qattiqlik va yuqori qattiqlik va aşınma qarshilikka ega. CBN qo'shimchalarining past egilish kuchi va payvandlash qiyinchiliklari muammolari hal qilindi.
⑵ Bor nitridining asosiy xossalari va xususiyatlari
Kub bor nitridining qattiqligi olmosdan bir oz pastroq bo'lsa-da, u boshqa yuqori qattiqlikdagi materiallarga qaraganda ancha yuqori. CBN ning ajoyib afzalligi shundaki, uning termal barqarorligi olmosnikidan ancha yuqori bo'lib, u 1200 darajadan (olmos uchun 700-800 daraja) yuqoriga yetishi mumkin. reaktsiya. Kubik bor nitridining asosiy ishlash ko'rsatkichlari quyidagilardan iborat.
① Yuqori qattiqlik va aşınma qarshilik: CBN ning kristall tuzilishi olmosnikiga o'xshaydi va olmosga o'xshash qattiqlik va quvvatga ega. PCBN, ayniqsa, faqat ilgari maydalanishi mumkin bo'lgan yuqori qattiqlikdagi materiallarni qayta ishlash uchun javob beradi va ish qismlarining sirt sifatini yaxshilaydi.
② Yuqori termal barqarorlik: CBN ning issiqlikka chidamliligi 1400-1500 darajaga yetishi mumkin, bu olmosnikidan deyarli 1 baravar yuqori (700-800 daraja). PCBN asboblari yuqori haroratli qotishmalarni va qotib qolgan po'latlarni sementlangan karbid asboblaridan 3-5 baravar yuqori tezlikda kesishi mumkin.
③Zo'r kimyoviy barqarorlik: U temir asosli materiallar bilan 1200-1300 darajada kimyoviy o'zaro ta'sirga ega emas va olmos kabi keskin eskirmaydi va hozirda ham sementlangan karbidning qattiqligini saqlab turishi mumkin; PCBN asboblari qotib qolgan po'lat qismlarni va sovutilgan quyma temirni kesish uchun javob beradi, quyma temirni yuqori tezlikda kesishda keng qo'llanilishi mumkin.
④ Yaxshi issiqlik o'tkazuvchanligi: CBN ning issiqlik o'tkazuvchanligi olmosnikiga qaraganda yaxshi bo'lmasa-da, PCBN ning issiqlik o'tkazuvchanligi turli xil asboblar materiallari orasida olmosdan keyin ikkinchi o'rinda turadi va yuqori tezlikda po'lat va sementlangan karbiddan ancha yuqori.
⑤ Kam ishqalanish koeffitsienti: past ishqalanish koeffitsienti kesish paytida kesish kuchini kamaytirishi, kesish haroratini kamaytirishi va ishlov beriladigan sirt sifatini yaxshilashi mumkin.
⑶ Kubik bor nitridi asbobini qo'llash
Kubik bor nitridi qattiq po'lat, qattiq quyma temir, yuqori haroratli qotishma, qattiq qotishma va sirt püskürtme materiallari kabi kesish qiyin bo'lgan turli xil materiallarni tugatish uchun javob beradi. Ishlov berishning aniqligi IT5 (teshik IT6) ga yetishi mumkin va sirt pürüzlülüğü Ra1.25-0.20mkm gacha bo'lishi mumkin.
Kubik bor nitridi asbob materiali past pishiqlik va egilish kuchiga ega. Shuning uchun kubik bor nitridi torna asboblari past tezlik va yuqori zarba yuki bilan qo'pol ishlov berish uchun mos emas; Metallning qattiq qirrasi paydo bo'ladi, bu esa ishlov berilgan sirtni yomonlashtiradi.
3. Keramika asboblari materiallari va asboblarni qo'llash turlari, xususiyatlari va xususiyatlari
Seramika kesish asboblari yuqori qattiqlik, yaxshi aşınma qarshilik, mukammal issiqlikka chidamlilik va kimyoviy barqarorlik xususiyatlariga ega va metall bilan bog'lash oson emas. Seramika kesish asboblari CNC ishlov berishda juda muhim o'rinni egallaydi. Keramika kesish asboblari ishlov berish qiyin bo'lgan materiallarni yuqori tezlikda kesish va qayta ishlash uchun asosiy kesish asboblaridan biriga aylandi. Keramika kesish asboblari yuqori tezlikda kesish, quruq kesish, qattiq kesish va ishlov berish qiyin bo'lgan materiallarni kesishda keng qo'llaniladi. Seramika pichoqlari an'anaviy pichoqlar umuman ishlov bera olmaydigan yuqori qattiq materiallarni samarali tarzda qayta ishlay oladi va "silliqlashni mashina bilan almashtirish" ni amalga oshiradi; seramika pichoqlarining optimal kesish tezligi sementlangan karbid pichoqlariga qaraganda 2 dan 10 baravar yuqori bo'lishi mumkin, shuning uchun kesishni qayta ishlashning ishlab chiqarish samaradorligini sezilarli darajada yaxshilaydi Keramika asboblari materiallarida ishlatiladigan asosiy xom ashyo er qobig'idagi eng ko'p element hisoblanadi. Shu sababli, seramika asboblarini ommalashtirish va qo'llash mahsuldorlikni oshirish, qayta ishlash xarajatlarini kamaytirish va strategik qimmatbaho metallarni tejash uchun katta ahamiyatga ega, shuningdek, kesish texnologiyasini rivojlantirishga katta yordam beradi. taraqqiyot.
rasm
⑴ Keramika asboblari materiallarining turlari
Keramika asboblari materiallarining turlarini odatda uchta toifaga bo'lish mumkin: alumina asosidagi keramika, kremniy nitridi asosidagi keramika va kompozit kremniy nitridi alumina asosidagi keramika. Ular orasida alumina asosidagi va kremniy nitridi asosidagi keramik asboblar materiallari eng ko'p qo'llaniladi. Silikon nitridi asosidagi keramikalarning ishlashi alumina asosidagi keramikadan ustundir.
⑵ Keramika kesish asboblarining ishlashi va xususiyatlari
Keramika kesish asboblarining ishlash ko'rsatkichlari quyidagilardan iborat:
① Yuqori qattiqlik va yaxshi aşınma qarshilik: Keramika asboblarining qattiqligi PCD va PCBN kabi yuqori bo'lmasa-da, u sementlangan karbid va yuqori tezlikli po'lat asboblardan ancha yuqori bo'lib, 93-95HRA ga etadi. Seramika asboblari an'anaviy asboblar bilan ishlov berish qiyin bo'lgan va yuqori tezlikda kesish va qattiq kesish uchun mos bo'lgan yuqori qattiqlikdagi materiallarga ishlov berishi mumkin.
② Yuqori haroratga chidamlilik va yaxshi issiqlikka chidamlilik: Seramika asboblar hali ham 1200 darajadan yuqori haroratlarda kesishi mumkin. Seramika pichoqlari yuqori haroratli yaxshi mexanik xususiyatlarga ega va A12O3 sopol pichoqlarining oksidlanish qarshiligi ayniqsa yaxshi. Chiqib ketish tomoni qizil-issiq holatda bo'lsa ham, uni doimiy ravishda ishlatish mumkin. Shuning uchun keramika asboblari quruq kesishga erishishi mumkin, bu esa chiqib ketish suyuqligini tejash imkonini beradi.
③ Yaxshi kimyoviy barqarorlik: keramik kesish asboblarini metall bilan bog'lash oson emas va korroziyaga chidamli va kimyoviy jihatdan barqaror, bu kesish asboblarining biriktiruvchi aşınmasını kamaytirishi mumkin.
④ Kam ishqalanish koeffitsienti: Keramika kesish asboblari va metall o'rtasidagi yaqinlik kichik va ishqalanish koeffitsienti past, bu kesish kuchini va kesish haroratini kamaytirishi mumkin.
⑶ Keramika pichoqlarini qo'llash
Seramika, asosan, yuqori tezlikda pardozlash va yarim pardozlash uchun ishlatiladigan asbob materiallaridan biridir. Seramika kesish asboblari barcha turdagi quyma temirni (kulrang quyma temir, egiluvchan temir, egiluvchan quyma temir, sovutilgan quyma temir, yuqori qotishma aşınmaya bardoshli quyma temir) va po'latni (uglerodli strukturaviy po'lat, qotishma strukturaviy po'lat, yuqori mustahkam po'lat) kesish uchun javob beradi. , yuqori marganetsli po'lat, söndürülmüş po'lat va boshqalar), mis qotishmalari, grafit, muhandislik plastmassalari va kompozit materiallarni kesish uchun ham ishlatilishi mumkin.
Keramika asboblari materiallarining ishlashida past egilish kuchi va zaif zarba chidamliligi muammolari mavjud bo'lib, ular past tezlikda va zarba yukida kesish uchun mos kelmaydi.
rasm
4. Qoplangan kesish asboblari materiallarining xususiyatlari va xususiyatlari va kesish asboblarini qo'llash
Asbobni qoplash asbobning ish faoliyatini yaxshilashning muhim usullaridan biridir. Qoplangan kesish asboblarining paydo bo'lishi kesish asboblarini kesish ko'rsatkichlarida katta yutuq yaratdi. Qoplangan asbob qattiqroq asbob korpusida yaxshi aşınma qarshilikka ega bo'lgan bir yoki bir nechta qatlamli refrakter birikma bilan qoplangan bo'lib, u asbob substratini qattiq qoplama bilan birlashtiradi, shuning uchun asbobning ishlashi sezilarli darajada yaxshilanadi. Qoplangan kesish asboblari ishlov berish samaradorligini oshirishi, ishlov berishning aniqligini oshirishi, asbobning ishlash muddatini uzaytirishi va qayta ishlash xarajatlarini kamaytirishi mumkin.
Yangi CNC dastgohlarida ishlatiladigan kesish asboblarining taxminan 80 foizi qoplamali asboblardan foydalanadi. Qoplangan chiqib ketish asboblari kelajakda CNC ishlov berish sohasida eng muhim asboblar turi bo'ladi.
rasm
⑴ Qoplangan asboblar turlari
Turli xil qoplama usullariga ko'ra, qoplangan asboblar kimyoviy bug 'birikmalari (CVD) bilan qoplangan asboblar va jismoniy bug 'birikmalari (PVD) bilan qoplangan asboblarga bo'linishi mumkin. Qoplangan karbid asboblari odatda kimyoviy bug 'cho'kmasidan foydalanadi va cho'kma harorati 1000 daraja atrofida. Qoplangan yuqori tezlikda po'latdan yasalgan asboblar odatda jismoniy bug 'cho'kmasidan foydalanadi va cho'kma harorati taxminan 500 daraja;
Qoplangan asboblarning turli substrat materiallariga ko'ra, qoplamali asboblarni karbid bilan qoplangan asboblarga, yuqori tezlikda po'lat bilan qoplangan asboblarga va keramika va o'ta qattiq materiallarga (olmos va kubik bor nitridi) qoplangan asboblarga bo'linishi mumkin.
Qoplama materialining tabiatiga ko'ra, qoplangan asboblarni ikkita toifaga bo'lish mumkin, ya'ni "qattiq" qoplamali asboblar va "yumshoq" qoplamali asboblar. "Qattiq" qoplamali asboblar tomonidan qo'yilgan asosiy maqsadlar yuqori qattiqlik va aşınma qarshilik Uning asosiy afzalliklari yuqori qattiqlik va yaxshi aşınma qarshilik, odatda TiC va TiN qoplamalardir. "Yumshoq" qoplama asboblari tomonidan ko'zlangan maqsad ishqalanishning past koeffitsienti bo'lib, u o'z-o'zidan moylanadigan asboblar deb ham ataladi va uning ish qismi materiali bilan ishqalanishi Koeffitsient juda past, faqat taxminan 0.1, bu kamaytirishi mumkin. bog'lash, ishqalanishni kamaytirish, kesish kuchini va kesish haroratini kamaytirish.
Yaqinda nano-qoplama (Nanoeoating) vositasi ishlab chiqildi. Ushbu qoplamali asbob turli xil funktsional va ishlash talablarini qondirish uchun turli xil qoplama materiallarining (metall / metall, metall / keramika, keramika / keramika va boshqalar kabi) turli kombinatsiyalaridan foydalanishi mumkin. To'g'ri ishlab chiqilgan nano-qoplama asbob materialini mukammal ishqalanish va aşınmaya qarshi funktsiyalarga ega bo'lishi mumkin va yuqori tezlikda quruq kesish uchun mos bo'lgan o'z-o'zini moylash xususiyatlariga ega bo'lishi mumkin.
⑵ Qoplangan asboblarning xarakteristikalari
Qoplangan asboblarning ishlash ko'rsatkichlari quyidagilardan iborat:
① Yaxshi mexanik va kesish ko'rsatkichlari: Qoplangan asboblar asosiy materialning va qoplama materialining ajoyib xususiyatlarini birlashtiradi, bu nafaqat taglikning yaxshi pishiqligi va yuqori mustahkamligini saqlaydi.
Ilg'or ishlov berish uskunalari va yuqori samarali CNC kesish asboblari kombinatsiyasi uning tegishli ishlashini to'liq o'ynashi va yaxshi iqtisodiy foyda keltirishi mumkin. Kesish asboblari materiallarining jadal rivojlanishi bilan turli xil yangi chiqib ketish asboblari materiallari ularning jismoniy, mexanik xususiyatlarini va kesish ish faoliyatini sezilarli darajada yaxshiladi va ularning qo'llanilishi doirasi ham kengayishda davom etdi.
rasm
1. Asbob materiallari asosiy xususiyatlarga ega bo'lishi kerak
the
Asbob materialini tanlash asbobning ishlash muddati, ishlov berish samaradorligi, ishlov berish sifati va ishlov berish narxiga katta ta'sir ko'rsatadi. Asbob kesish paytida yuqori bosim, yuqori harorat, ishqalanish, zarba va tebranish ta'sirini ko'rsatishi kerak. Shuning uchun asbob materiallari quyidagi asosiy xususiyatlarga ega bo'lishi kerak:
(1) Qattiqlik va aşınma qarshilik. Asbob materialining qattiqligi ishlov beriladigan materialdan yuqori bo'lishi kerak, odatda 60HRC dan yuqori. Asbob materiali qanchalik qattiq bo'lsa, aşınma qarshiligi shunchalik yaxshi bo'ladi.
(2) Kuch va qattiqlik. Asbob materiallari kesish kuchlari, zarba va tebranishlarga bardosh beradigan, asboblarning mo'rt sinishi va parchalanishining oldini olish uchun yuqori mustahkamlik va pishiqlikka ega bo'lishi kerak.
(3) Issiqlikka chidamlilik. Asbob materialining issiqlikka chidamliligi yaxshiroq, u yuqori kesish haroratiga bardosh bera oladi va yaxshi oksidlanish qarshiligiga ega.
(4) Jarayon samaradorligi va tejamkorligi. Asbob materiallari yaxshi zarb ko'rsatkichlariga, issiqlik bilan ishlov berish ko'rsatkichlariga, payvandlash ko'rsatkichlariga, silliqlash ko'rsatkichlariga va boshqalarga ega bo'lishi kerak va yuqori ishlash-narx nisbatiga ega bo'lishi kerak.
2. Asbob materiallarining turlari, xususiyatlari, xususiyatlari va qo'llanilishi
1. Olmos asboblari materiallari va asboblarni qo'llash turlari, xususiyatlari va xususiyatlari
Olmos uglerodning allotropi bo'lib, u tabiatda topilgan eng qattiq materialdir. Olmos asboblari yuqori qattiqlik, yuqori aşınma qarshilik va yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega bo'lib, rangli metallar va metall bo'lmagan materiallarni qayta ishlashda keng qo'llaniladi. Ayniqsa, alyuminiy va kremniy-alyuminiy qotishmalarini yuqori tezlikda kesishda olmos asboblari kesish asboblarining asosiy turlari bo'lib, ularni almashtirish qiyin. Yuqori samaradorlik, yuqori barqarorlik va uzoq umrga ishlov berishga erisha oladigan olmos asboblari zamonaviy CNC ishlov berishda ajralmas va muhim vositalardir.
rasm
⑴ Olmos asboblari turlari
① Tabiiy olmos asbobi: Tabiiy olmos yuzlab yillar davomida kesish vositasi sifatida ishlatilgan. Tabiiy monokristalli olmos asbobi nozik maydalangan va kesish qirrasi juda o'tkir maydalangan bo'lishi mumkin. Kesuvchi qirralarning radiusi 0.002 mkm ga yetishi mumkin, bu ultra yupqa kesishni amalga oshirishi mumkin.
② PCD olmos vositasi: Tabiiy olmos qimmat va polikristal olmos (PCD) kesishda keng qo'llaniladi. 1970-yillarning boshidan boshlab polikristal olmos (Polycrystauine olmos, qisqacha PCD) ishlab chiqildi Muvaffaqiyatdan so'ng, tabiiy olmos asboblari ko'p hollarda sun'iy polikristal olmos bilan almashtirildi. PCD xom ashyosi manbalarga boy bo'lib, uning narxi tabiiy olmosning o'ndan bir qismidan o'ndan biriga teng.
PCD asboblari juda o'tkir qirralarni maydalay olmaydi va ishlov beriladigan ish qismlarining sirt sifati tabiiy olmos kabi yaxshi emas. Sanoatda chip to'xtatuvchilari bilan PCD qo'shimchalarini ishlab chiqarish qulay emas. Shuning uchun, PCD faqat rangli metallar va metall bo'lmaganlarni nozik kesish uchun ishlatilishi mumkin va ultra aniq oynani kesishga erishish qiyin.
③ CVD olmos asboblari: 1970-yillarning oxiridan 1980-yillarning boshigacha Yaponiyada CVD olmos texnologiyasi paydo bo'ldi. CVD olmos kimyoviy bug 'cho'kishi (CVD) orqali heterojen substratlarda (masalan, sementlangan karbid, keramika va boshqalar) olmos plyonka sintezini nazarda tutadi. CVD olmos tabiiy olmos bilan bir xil tuzilishga va xususiyatlarga ega.
CVD olmosning ishlashi tabiiy olmosga juda yaqin bo'lib, u tabiiy monokristal olmos va polikristal olmosning (PCD) afzalliklariga ega va ularning kamchiliklarini ma'lum darajada bartaraf etadi.
⑵ Olmos asboblarining ishlash xususiyatlari
① Juda yuqori qattiqlik va aşınma qarshilik: Tabiiy olmos tabiatdagi eng qattiq moddadir. Olmos juda yuqori aşınma qarshilikka ega. Yuqori qattiqlikdagi materiallarni qayta ishlashda olmos asboblarining ishlash muddati sementlangan karbid asboblaridan 10 dan 100 martagacha yoki hatto yuzlab marta.
② Bu juda past ishqalanish koeffitsientiga ega: olmos va ba'zi rangli metallar orasidagi ishqalanish koeffitsienti boshqa kesish asboblariga qaraganda past, ishqalanish koeffitsienti past, ishlov berish paytida deformatsiya kichik va kesish kuchi mumkin. kamaytirilishi.
③ Kesuvchi qirrasi juda keskin: olmos asboblarining kesish qirrasi o'tkirlashi mumkin va tabiiy monokristalli olmos asbobi 0.002-0.008 mkm balandlikda bo'lishi mumkin, bu ultra uchun ishlatilishi mumkin. -ingichka kesish va o'ta nozik ishlov berish.
④ Yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega: olmos yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi va issiqlik tarqalishiga ega, kesish issiqligi osongina tarqaladi va asbobning kesish qismining harorati past.
⑤ Past termal kengayish koeffitsienti: olmosning termal kengayish koeffitsienti sementlangan karbidnikidan bir necha baravar kichik va kesish issiqligidan kelib chiqadigan asbob hajmining o'zgarishi juda kichik, bu ayniqsa yuqori aniqlik va o'ta nozik ishlov berish uchun muhimdir. o'lchov aniqligi.
⑶ Olmos asboblarini qo'llash
Olmos asboblari asosan rangli metallar va metall bo'lmagan materiallarni yuqori tezlikda mayda kesish va burg'ulash uchun ishlatiladi. Bu turli xil aşınmaya bardoshli metall bo'lmagan metallarni qayta ishlash uchun javob beradi, masalan, FRP kukunli metallurgiya blankalari, keramika materiallari va boshqalar; turli xil aşınmaya bardoshli rangli metallar, masalan, turli xil silikon-alyuminiy qotishmalari; turli xil rangli metallarga ishlov berish.
Olmos asboblarining kamchiligi shundaki, ular zaif termal barqarorlikka ega. Kesish harorati 700 darajadan 800 darajadan oshganda, u qattiqligini butunlay yo'qotadi; bundan tashqari, u qora metallarni kesish uchun mos emas, chunki olmos (uglerod) yuqori haroratda temir bilan bog'lanishi oson. Atom harakati uglerod atomlarini grafit tuzilishiga aylantiradi va asbob osongina shikastlanadi.
2. Bor nitridi kubikli asboblarning turlari, xossalari va xususiyatlari va asboblarni qo'llash
Olmosga o'xshash usul bilan sintez qilingan ikkinchi o'ta qattiq material bo'lgan kubik bor nitridi (CBN) qattiqlik va issiqlik o'tkazuvchanligi bo'yicha olmosdan keyin ikkinchi o'rinda turadi. U mukammal termal barqarorlikka ega va atmosferada 10,000 darajagacha qizdirilishi mumkin. Oksidlanish sodir bo'lmaydi. CBN qora metallar uchun juda barqaror kimyoviy xususiyatlarga ega va po'lat mahsulotlarini qayta ishlashda keng qo'llanilishi mumkin.
rasm
⑴ Bor nitridi kubikli kesish asboblari turlari
Kubik bor nitridi (CBN) tabiatda mavjud bo'lmagan moddadir. Uni bitta kristalli va polikristalli, ya'ni CBN monokristalli va polikristalli kubik bor nitridiga bo'lish mumkin (Polikristal kubik bornnitridi, PCBN deb ataladi). CBN bor nitridining (BN) izomerlaridan biri bo'lib, uning tuzilishi olmosnikiga o'xshaydi.
PCBN (polikristalli kubik bor nitridi) yuqori harorat va yuqori bosim ostida birlashtiruvchi faza (TiC, TiN, Al, Ti va boshqalar) orqali nozik CBN materiallarini sinterlaydigan polikristalli materialdir. Olmos asbob materiali, u va olmos birgalikda o'ta qattiq asbob materiali deb ataladi. PCBN asosan pichoq yoki boshqa asboblarni tayyorlash uchun ishlatiladi.
PCBN asboblarini ajralmas PCBN qo'shimchalariga va sementlangan karbid bilan sinterlangan PCBN kompozit qo'shimchalariga bo'lish mumkin.
PCBN kompozit qo'shimchalari qalinligi {0}},5 dan 1,0 mm gacha bo'lgan PCBN qatlamini yaxshi mustahkamlik va pishiqlikka ega bo'lgan sementlangan karbidga sinterlash orqali amalga oshiriladi. Uning ishlashi yaxshi qattiqlik va yuqori qattiqlik va aşınma qarshilikka ega. CBN qo'shimchalarining past egilish kuchi va payvandlash qiyinchiliklari muammolari hal qilindi.
⑵ Bor nitridining asosiy xossalari va xususiyatlari
Kub bor nitridining qattiqligi olmosdan bir oz pastroq bo'lsa-da, u boshqa yuqori qattiqlikdagi materiallarga qaraganda ancha yuqori. CBN ning ajoyib afzalligi shundaki, uning termal barqarorligi olmosnikidan ancha yuqori bo'lib, u 1200 darajadan (olmos uchun 700-800 daraja) yuqoriga yetishi mumkin. reaktsiya. Kubik bor nitridining asosiy ishlash ko'rsatkichlari quyidagilardan iborat.
① Yuqori qattiqlik va aşınma qarshilik: CBN ning kristall tuzilishi olmosnikiga o'xshaydi va olmosga o'xshash qattiqlik va quvvatga ega. PCBN, ayniqsa, faqat ilgari maydalanishi mumkin bo'lgan yuqori qattiqlikdagi materiallarni qayta ishlash uchun javob beradi va ish qismlarining sirt sifatini yaxshilaydi.
② Yuqori termal barqarorlik: CBN ning issiqlikka chidamliligi 1400-1500 darajaga yetishi mumkin, bu olmosnikidan deyarli 1 baravar yuqori (700-800 daraja). PCBN asboblari yuqori haroratli qotishmalarni va qotib qolgan po'latlarni sementlangan karbid asboblaridan 3-5 baravar yuqori tezlikda kesishi mumkin.
③Zo'r kimyoviy barqarorlik: U temir asosli materiallar bilan 1200-1300 darajada kimyoviy o'zaro ta'sirga ega emas va olmos kabi keskin eskirmaydi va hozirda ham sementlangan karbidning qattiqligini saqlab turishi mumkin; PCBN asboblari qotib qolgan po'lat qismlarni va sovutilgan quyma temirni kesish uchun javob beradi, quyma temirni yuqori tezlikda kesishda keng qo'llanilishi mumkin.
④ Yaxshi issiqlik o'tkazuvchanligi: CBN ning issiqlik o'tkazuvchanligi olmosnikiga qaraganda yaxshi bo'lmasa-da, PCBN ning issiqlik o'tkazuvchanligi turli xil asboblar materiallari orasida olmosdan keyin ikkinchi o'rinda turadi va yuqori tezlikda po'lat va sementlangan karbiddan ancha yuqori.
⑤ Kam ishqalanish koeffitsienti: past ishqalanish koeffitsienti kesish paytida kesish kuchini kamaytirishi, kesish haroratini kamaytirishi va ishlov beriladigan sirt sifatini yaxshilashi mumkin.
⑶ Kubik bor nitridi asbobini qo'llash
Kubik bor nitridi qattiq po'lat, qattiq quyma temir, yuqori haroratli qotishma, qattiq qotishma va sirt püskürtme materiallari kabi kesish qiyin bo'lgan turli xil materiallarni tugatish uchun javob beradi. Ishlov berishning aniqligi IT5 (teshik IT6) ga yetishi mumkin va sirt pürüzlülüğü Ra1.25-0.20mkm gacha bo'lishi mumkin.
Kubik bor nitridi asbob materiali past pishiqlik va egilish kuchiga ega. Shuning uchun kubik bor nitridi torna asboblari past tezlik va yuqori zarba yuki bilan qo'pol ishlov berish uchun mos emas; Metallning qattiq qirrasi paydo bo'ladi, bu esa ishlov berilgan sirtni yomonlashtiradi.
3. Keramika asboblari materiallari va asboblarni qo'llash turlari, xususiyatlari va xususiyatlari
Seramika kesish asboblari yuqori qattiqlik, yaxshi aşınma qarshilik, mukammal issiqlikka chidamlilik va kimyoviy barqarorlik xususiyatlariga ega va metall bilan bog'lash oson emas. Seramika kesish asboblari CNC ishlov berishda juda muhim o'rinni egallaydi. Keramika kesish asboblari ishlov berish qiyin bo'lgan materiallarni yuqori tezlikda kesish va qayta ishlash uchun asosiy kesish asboblaridan biriga aylandi. Keramika kesish asboblari yuqori tezlikda kesish, quruq kesish, qattiq kesish va ishlov berish qiyin bo'lgan materiallarni kesishda keng qo'llaniladi. Seramika pichoqlari an'anaviy pichoqlar umuman ishlov bera olmaydigan yuqori qattiq materiallarni samarali tarzda qayta ishlay oladi va "silliqlashni mashina bilan almashtirish" ni amalga oshiradi; seramika pichoqlarining optimal kesish tezligi sementlangan karbid pichoqlariga qaraganda 2 dan 10 baravar yuqori bo'lishi mumkin, shuning uchun kesishni qayta ishlashning ishlab chiqarish samaradorligini sezilarli darajada yaxshilaydi Keramika asboblari materiallarida ishlatiladigan asosiy xom ashyo er qobig'idagi eng ko'p element hisoblanadi. Shu sababli, seramika asboblarini ommalashtirish va qo'llash mahsuldorlikni oshirish, qayta ishlash xarajatlarini kamaytirish va strategik qimmatbaho metallarni tejash uchun katta ahamiyatga ega, shuningdek, kesish texnologiyasini rivojlantirishga katta yordam beradi. taraqqiyot.
rasm
⑴ Keramika asboblari materiallarining turlari
Keramika asboblari materiallarining turlarini odatda uchta toifaga bo'lish mumkin: alumina asosidagi keramika, kremniy nitridi asosidagi keramika va kompozit kremniy nitridi alumina asosidagi keramika. Ular orasida alumina asosidagi va kremniy nitridi asosidagi keramik asboblar materiallari eng ko'p qo'llaniladi. Silikon nitridi asosidagi keramikalarning ishlashi alumina asosidagi keramikadan ustundir.
⑵ Keramika kesish asboblarining ishlashi va xususiyatlari
Keramika kesish asboblarining ishlash ko'rsatkichlari quyidagilardan iborat:
① Yuqori qattiqlik va yaxshi aşınma qarshilik: Keramika asboblarining qattiqligi PCD va PCBN kabi yuqori bo'lmasa-da, u sementlangan karbid va yuqori tezlikli po'lat asboblardan ancha yuqori bo'lib, 93-95HRA ga etadi. Seramika asboblari an'anaviy asboblar bilan ishlov berish qiyin bo'lgan va yuqori tezlikda kesish va qattiq kesish uchun mos bo'lgan yuqori qattiqlikdagi materiallarga ishlov berishi mumkin.
② Yuqori haroratga chidamlilik va yaxshi issiqlikka chidamlilik: Seramika asboblar hali ham 1200 darajadan yuqori haroratlarda kesishi mumkin. Seramika pichoqlari yuqori haroratli yaxshi mexanik xususiyatlarga ega va A12O3 sopol pichoqlarining oksidlanish qarshiligi ayniqsa yaxshi. Chiqib ketish tomoni qizil-issiq holatda bo'lsa ham, uni doimiy ravishda ishlatish mumkin. Shuning uchun keramika asboblari quruq kesishga erishishi mumkin, bu esa chiqib ketish suyuqligini tejash imkonini beradi.
③ Yaxshi kimyoviy barqarorlik: keramik kesish asboblarini metall bilan bog'lash oson emas va korroziyaga chidamli va kimyoviy jihatdan barqaror, bu kesish asboblarining biriktiruvchi aşınmasını kamaytirishi mumkin.
④ Kam ishqalanish koeffitsienti: Keramika kesish asboblari va metall o'rtasidagi yaqinlik kichik va ishqalanish koeffitsienti past, bu kesish kuchini va kesish haroratini kamaytirishi mumkin.
⑶ Keramika pichoqlarini qo'llash
Seramika, asosan, yuqori tezlikda pardozlash va yarim pardozlash uchun ishlatiladigan asbob materiallaridan biridir. Seramika kesish asboblari barcha turdagi quyma temirni (kulrang quyma temir, egiluvchan temir, egiluvchan quyma temir, sovutilgan quyma temir, yuqori qotishma aşınmaya bardoshli quyma temir) va po'latni (uglerodli strukturaviy po'lat, qotishma strukturaviy po'lat, yuqori mustahkam po'lat) kesish uchun javob beradi. , yuqori marganetsli po'lat, söndürülmüş po'lat va boshqalar), mis qotishmalari, grafit, muhandislik plastmassalari va kompozit materiallarni kesish uchun ham ishlatilishi mumkin.
Keramika asboblari materiallarining ishlashida past egilish kuchi va zaif zarba chidamliligi muammolari mavjud bo'lib, ular past tezlikda va zarba yukida kesish uchun mos kelmaydi.
rasm
4. Qoplangan kesish asboblari materiallarining xususiyatlari va xususiyatlari va kesish asboblarini qo'llash
Asbobni qoplash asbobning ish faoliyatini yaxshilashning muhim usullaridan biridir. Qoplangan kesish asboblarining paydo bo'lishi kesish asboblarini kesish ko'rsatkichlarida katta yutuq yaratdi. Qoplangan asbob qattiqroq asbob korpusida yaxshi aşınma qarshilikka ega bo'lgan bir yoki bir nechta qatlamli refrakter birikma bilan qoplangan bo'lib, u asbob substratini qattiq qoplama bilan birlashtiradi, shuning uchun asbobning ishlashi sezilarli darajada yaxshilanadi. Qoplangan kesish asboblari ishlov berish samaradorligini oshirishi, ishlov berishning aniqligini oshirishi, asbobning ishlash muddatini uzaytirishi va qayta ishlash xarajatlarini kamaytirishi mumkin.
Yangi CNC dastgohlarida ishlatiladigan kesish asboblarining taxminan 80 foizi qoplamali asboblardan foydalanadi. Qoplangan chiqib ketish asboblari kelajakda CNC ishlov berish sohasida eng muhim asboblar turi bo'ladi.
rasm
⑴ Qoplangan asboblar turlari
Turli xil qoplama usullariga ko'ra, qoplangan asboblar kimyoviy bug 'birikmalari (CVD) bilan qoplangan asboblar va jismoniy bug 'birikmalari (PVD) bilan qoplangan asboblarga bo'linishi mumkin. Qoplangan karbid asboblari odatda kimyoviy bug 'cho'kmasidan foydalanadi va cho'kma harorati 1000 daraja atrofida. Qoplangan yuqori tezlikda po'latdan yasalgan asboblar odatda jismoniy bug 'cho'kmasidan foydalanadi va cho'kma harorati taxminan 500 daraja;
Qoplangan asboblarning turli substrat materiallariga ko'ra, qoplamali asboblarni karbid bilan qoplangan asboblarga, yuqori tezlikda po'lat bilan qoplangan asboblarga va keramika va o'ta qattiq materiallarga (olmos va kubik bor nitridi) qoplangan asboblarga bo'linishi mumkin.
Qoplama materialining tabiatiga ko'ra, qoplangan asboblarni ikkita toifaga bo'lish mumkin, ya'ni "qattiq" qoplamali asboblar va "yumshoq" qoplamali asboblar. "Qattiq" qoplamali asboblar tomonidan qo'yilgan asosiy maqsadlar yuqori qattiqlik va aşınma qarshilik Uning asosiy afzalliklari yuqori qattiqlik va yaxshi aşınma qarshilik, odatda TiC va TiN qoplamalardir. "Yumshoq" qoplama asboblari tomonidan ko'zlangan maqsad ishqalanishning past koeffitsienti bo'lib, u o'z-o'zidan moylanadigan asboblar deb ham ataladi va uning ish qismi materiali bilan ishqalanishi Koeffitsient juda past, faqat taxminan 0.1, bu kamaytirishi mumkin. bog'lash, ishqalanishni kamaytirish, kesish kuchini va kesish haroratini kamaytirish.
Yaqinda nano-qoplama (Nanoeoating) vositasi ishlab chiqildi. Ushbu qoplamali asbob turli xil funktsional va ishlash talablarini qondirish uchun turli xil qoplama materiallarining (metall / metall, metall / keramika, keramika / keramika va boshqalar kabi) turli kombinatsiyalaridan foydalanishi mumkin. To'g'ri ishlab chiqilgan nano-qoplama asbob materialini mukammal ishqalanish va aşınmaya qarshi funktsiyalarga ega bo'lishi mumkin va yuqori tezlikda quruq kesish uchun mos bo'lgan o'z-o'zini moylash xususiyatlariga ega bo'lishi mumkin.
⑵ Qoplangan asboblarning xarakteristikalari
Qoplangan asboblarning ishlash ko'rsatkichlari quyidagilardan iborat:
① Yaxshi mexanik va kesish ko'rsatkichlari: Qoplangan asboblar asosiy materialning va qoplama materialining ajoyib xususiyatlarini birlashtiradi, bu nafaqat taglikning yaxshi pishiqligi va yuqori mustahkamligini saqlaydi.
