Zamonaviy ilm-fan va texnologiyaning rivojlanishi bilan yuqori qattiqlikka ega bo'lgan ko'proq muhandislik materiallari qo'llanilmoqda, an'anaviy torna texnologiyasi esa malakali emas yoki ba'zi yuqori qattiqlikdagi materiallarni qayta ishlashga umuman erisha olmaydi.Qoplangan karbid, keramika, PCBN va boshqa o'ta qattiq asboblar materiallari yuqori qattiqlikdagi materiallarni kesish uchun eng asosiy shartni ta'minlaydigan yuqori haroratli qattiqlik, aşınma qarshilik va termokimyoviy barqarorlikka ega va ishlab chiqarishda sezilarli foyda keltirdi.O'ta qattiq asbob tomonidan ishlatiladigan material va uning asbob tuzilishi va geometrik parametrlari qattiq burilishni amalga oshirish uchun asosiy elementlardir.Shunday qilib, barqaror qattiq burilishga erishish uchun o'ta qattiq asbob materialini qanday tanlash va oqilona asbob tuzilishi va geometrik parametrlarini loyihalash juda muhimdir!
(1) Qoplangan sementlangan karbid
TiN, TiCN, TiAlN va Al3O2 ning bir yoki bir nechta qatlamini yaxshi aşınmaya bardoshli sementlangan karbid asboblarga yaxshi qattiqlik bilan qo'llang va qoplamaning qalinligi 2-18 m m.Qoplama, odatda, asbob tagligi va ishlov beriladigan materialga qaraganda ancha past issiqlik o'tkazuvchanligiga ega, bu esa asbob tagining termal ta'sirini zaiflashtiradi;Boshqa tomondan, u chiqib ketish jarayonida ishqalanish va yopishqoqlikni samarali ravishda yaxshilashi va kesish issiqlik hosil bo'lishini kamaytirishi mumkin.
PVD qoplamasi juda ko'p afzalliklarga ega bo'lsa-da, Al2O3 va olmos kabi ba'zi qoplamalar CVD qoplama texnologiyasini qo'llashga moyildir.Al2O3 - kuchli issiqlikka chidamliligi va oksidlanish qarshiligiga ega bo'lgan qoplamaning bir turi bo'lib, u maxsus asbobdan kesish natijasida hosil bo'lgan issiqlikni ajrata oladi.CVD qoplama texnologiyasi, shuningdek, eng yaxshi kesish effektiga erishish va kesish ehtiyojlarini qondirish uchun turli qoplamalarning afzalliklarini birlashtirishi mumkin.
Sementlangan karbid asboblari bilan solishtirganda, qoplangan tsementli karbid asboblari mustahkamlik, qattiqlik va aşınma qarshiligida sezilarli darajada yaxshilandi.Ish qismini HRC45 ~ 55 qattiqligida aylantirganda, arzon narxlardagi qoplangan sementlangan karbid yuqori tezlikda burilishni amalga oshirishi mumkin.So'nggi yillarda ba'zi ishlab chiqaruvchilar qoplama materiallarini va boshqa usullarni takomillashtirish orqali qoplangan asboblarning ish faoliyatini yaxshilashdi.Misol uchun, Amerika Qo'shma Shtatlari va Yaponiyadagi ba'zi ishlab chiqaruvchilar Shveytsariyaning AlTiN qoplama materiali va yangi qoplama patentlangan texnologiyasidan HV4500 ~ 4900 gacha qattiqlik bilan qoplangan pichoqlarni ishlab chiqarish uchun foydalanadilar, bu esa HRC47 ~ 58 po'latni 498,56 m / min tezlikda kesishi mumkin. .Burilish harorati 1500 ~ 1600 ° C gacha bo'lganida, qattiqlik hali ham pasaymaydi va oksidlanmaydi.Pichoqning xizmat qilish muddati umumiy qoplamali pichoqdan to'rt baravar ko'p, narxi esa atigi 30% ni tashkil qiladi va yopishqoqlik yaxshi.
(2) Keramika materiallari
Uning tarkibi, tuzilishi va presslash jarayonining doimiy takomillashtirilishi, ayniqsa nanotexnologiyaning rivojlanishi bilan sopol asboblar materiallari keramika asboblarini qattiqlashtirishga imkon beradi.Yaqin kelajakda keramika yuqori tezlikda po'lat va sementlangan karbiddan keyin kesishda uchinchi inqilobga olib kelishi mumkin.Seramika asboblari yuqori qattiqlik (HRA91 ~ 95), yuqori quvvat (egilish kuchi 750 ~ 1000MPa), yaxshi aşınma qarshilik, yaxshi kimyoviy barqarorlik, yaxshi yopishish qarshilik, past ishqalanish koeffitsienti va arzon narxning afzalliklariga ega.Bundan tashqari, keramika asboblari 1200 ° C da HRA80 ga yetadigan yuqori haroratli qattiqlikka ega.
Oddiy kesish jarayonida keramika asbobi juda yuqori chidamlilikka ega va uning kesish tezligi sementlangan karbiddan 2 ~ 5 baravar yuqori bo'lishi mumkin.Ayniqsa, yuqori qattiqlikdagi materiallarni qayta ishlash, pardozlash va yuqori tezlikda ishlov berish uchun javob beradi.U HRC65 gacha qattiqlikdagi har xil qotib qolgan po'lat va qotib qolgan quyma temirni kesishi mumkin.Odatda alyuminiy oksidi asosidagi keramika, kremniy nitridi asosidagi keramika, keramika va mo'ylov bilan mustahkamlangan keramika ishlatiladi.
Alumina asosidagi keramika asboblari sementlangan karbidga qaraganda yuqori qizil qattiqlikka ega.Umuman olganda, kesish qirrasi yuqori tezlikda kesish sharoitida plastik deformatsiyani keltirib chiqarmaydi, lekin uning kuchi va qattiqligi juda past.Uning qattiqligi va zarba qarshiligini oshirish uchun ZrO yoki TiC va TiN aralashmasi qo'shilishi mumkin.Yana bir usul - sof metall yoki silikon karbid mo'ylovlarini qo'shish.Yuqori qizil qattiqlikdan tashqari, silikon nitrid asosidagi keramika ham yaxshi pishiqlikka ega.Alumina asosidagi keramika bilan solishtirganda, uning kamchiligi shundaki, po'latni qayta ishlashda yuqori haroratli diffuziya hosil qilish oson, bu esa asboblarning aşınmasını kuchaytiradi.Silikon nitrid asosidagi keramika asosan kulrang quyma temirni intervalgacha tornalash va frezalash uchun ishlatiladi.
Sermet karbid asosidagi materialning bir turi bo'lib, unda TiC asosiy qattiq fazadir (0,5-2 mkm) Ular Co yoki Ti bog'lovchilari bilan birlashtirilgan va sementlangan karbid asboblariga o'xshaydi, lekin ular past afiniteye, yaxshi ishqalanishga va yaxshi xususiyatlarga ega. aşınma qarshilik.U an'anaviy sementlangan karbidga qaraganda yuqori kesish haroratiga bardosh bera oladi, ammo u sementlangan karbidning zarba qarshiligiga, og'ir kesish paytida qattiqlikka va past tezlikda va katta yemda mustahkamlikka ega emas.
(3) kubik bor nitridi (CBN)
CBN qattiqligi va aşınma qarshiligi bo'yicha olmosdan keyin ikkinchi o'rinda turadi va yuqori haroratli qattiqlikka ega.Keramika bilan solishtirganda, uning issiqlikka chidamliligi va kimyoviy barqarorligi biroz yomon, ammo uning zarba kuchi va maydalanishga qarshi ishlashi yaxshiroqdir.Qattiqlashtirilgan po'latni (HRC ≥ 50), perlitli kulrang quyma temirni, sovutilgan quyma temirni va super qotishmalarni kesish uchun keng qo'llaniladi.Tsementlangan karbid asboblari bilan solishtirganda, uning kesish tezligini bir darajaga oshirish mumkin.
Yuqori CBN tarkibiga ega bo'lgan kompozit polikristalli kubik bor nitridi (PCBN) vositasi yuqori qattiqlik, yaxshi aşınma qarshilik, yuqori bosim kuchi va yaxshi zarba chidamliligiga ega.Kamchiliklari issiqlik barqarorligi va past kimyoviy inertlikdir.Issiqlikka chidamli qotishmalarni, quyma temir va temir asosidagi sinterlangan metallarni kesish uchun javob beradi.PCBN asboblaridagi CBN zarralarining tarkibi past va bog'lovchi sifatida keramika ishlatadigan PCBN asboblarining qattiqligi past, lekin u eski materialning past termal barqarorligi va past kimyoviy inertsiyasini qoplaydi va qotib qolgan po'latni kesish uchun javob beradi.
Kulrang quyma temir va qotib qolgan po'latni kesishda keramik asbob yoki CBN asbobini tanlash mumkin.Shu sababli, qaysi birini tanlashni aniqlash uchun xarajat-foyda va qayta ishlash sifati tahlili o'tkazilishi kerak.Kesish qattiqligi HRC60 dan past bo'lsa va kichik besleme tezligi qabul qilinganda, keramika asbobi yaxshiroq tanlovdir.PCBN asboblari qattiqligi HRC60 dan yuqori bo'lgan ish qismlarini kesish uchun, ayniqsa avtomatik ishlov berish va yuqori aniqlikdagi ishlov berish uchun javob beradi.Bundan tashqari, PCBN asbobi bilan kesilgandan keyin ishlov beriladigan qism yuzasida qoldiq kuchlanish ham xuddi shu yonbosh aşınması sharoitida keramika asbobiga qaraganda nisbatan barqaror.
Qattiqlashtirilgan po'latni quritish uchun PCBN asbobidan foydalanganda, shuningdek, quyidagi printsiplarga amal qilish kerak: kesish joyida hosil bo'ladigan issiqlik yumshashi uchun dastgohning qattiqligi imkon beradigan sharoitda iloji boricha katta kesish chuqurligini tanlang. mahalliy qirraning old qismidagi metall, bu PCBN asbobining aşınmasını samarali ravishda kamaytirishi mumkin.Bunga qo'shimcha ravishda, kichik kesish chuqurligidan foydalanganda, PCBN asbobining yomon issiqlik o'tkazuvchanligi kesish sohasidagi issiqlikni juda kech tarqalishiga olib kelishi mumkinligini hisobga olish kerak va kesish maydoni ham aniq metall yumshatuvchi ta'sir ko'rsatishi mumkin. kesuvchi qirralarning aşınması.
2. O'ta qattiq asboblarning pichoq tuzilishi va geometrik parametrlari
Asbobning shakli va geometrik parametrlarini oqilona aniqlash asbobning kesish ishiga to'liq o'yin berish uchun juda muhimdir.Asbob kuchiga kelsak, turli xil pichoq shakllarining yuqoridan pastgacha bo'lgan asbob uchi kuchi: yumaloq, 100 ° olmos, kvadrat, 80 ° olmos, uchburchak, 55 ° olmos, 35 ° olmos.Pichoq materiali tanlangandan so'ng, eng yuqori quvvatga ega pichoq shakli tanlanishi kerak.Qattiq burilish pichoqlari ham imkon qadar katta tanlanishi kerak va qo'pol ishlov berish dumaloq va katta uchi yoy radiusi pichoqlari bilan amalga oshirilishi kerak.Tugatishda uchi yoyi radiusi taxminan 0,8 ga teng m Taxminan m.
Qattiqlashtirilgan po'lat chiplar qizil va yumshoq lentalar bo'lib, katta mo'rtlikka ega, sindirish oson va bog'lanmaydi.Qattiqlashtirilgan po'latdan chiqib ketish yuzasi yuqori sifatli va odatda chip to'planishini keltirib chiqarmaydi, lekin kesish kuchi katta, ayniqsa lamel kesish kuchi asosiy kesish kuchidan kattaroqdir.Shuning uchun asbob salbiy old burchakdan (o'tish ≥ - 5 °) va katta orqa burchakdan (ao=10°~15°) foydalanishi kerak.Asosiy burilish burchagi ishlov beriladigan qism va asbobning chayqalishini kamaytirish uchun dastgohning qattiqligiga, odatda 45 ° ~ 60 ° ga bog'liq.
Xabar vaqti: 24-fevral-2023-yil