6 CNC griezējinstrumentu veidi, veidi, veiktspēja, īpašības un pielietojums

Uzlaboto apstrādes iekārtu un augstas veiktspējas CNC griezējinstrumentu kombinācija var pilnībā izmantot pienācīgo efektivitāti un sasniegt labus ekonomiskos ieguvumus. Strauji attīstoties griezējinstrumentu materiāliem, dažādi jauni griezējinstrumentu materiālu veidi ir ievērojami uzlabojuši to fizisko, mehānisko un griešanas veiktspēju, un arī to pielietojuma joma pastāvīgi paplašinās.

1. Pamatīpašības, kurām jāpiemīt griezējinstrumentu materiāliem

Instrumentu materiālu izvēlei ir būtiska ietekme uz instrumenta kalpošanas laiku, apstrādes efektivitāti, apstrādes kvalitāti un apstrādes izmaksām. Griešanas instrumentam griešanas laikā jāiztur augsts spiediens, augsta temperatūra, berze, trieciens un vibrācija. Tāpēc instrumentu materiāliem jābūt šādām pamatīpašībām:
(1) Cietība un nodilumizturība. Instrumenta materiāla cietībai jābūt augstākai par sagataves materiāla cietību, parasti tai ir nepieciešama cietība virs 60 HRC. Jo augstāka ir instrumenta materiāla cietība, jo labāka ir tā nodilumizturība.
(2) Izturība un stingrība. Instrumenta materiālam jābūt ar augstu stiprību un stingrību, lai tas izturētu griešanas spēkus, triecienus un vibrācijas, kā arī novērstu instrumenta trauslumu un malu sabrukšanu.
(3) Karstumizturība. Instrumenta materiālam ir laba karstumizturība, tas var izturēt augstu griešanas temperatūru un tam ir laba oksidācijas izturība.
(4) Procesa veiktspēja un ekonomija. Instrumenta materiālam jābūt ar labu kalšanas veiktspēju, termiskās apstrādes veiktspēju un metināšanas veiktspēju; Slīpēšanas apstrādes veiktspēja un tiekšanās pēc augstas veiktspējas un cenas attiecības.

2. Griezējinstrumentu materiālu veidi, īpašības, raksturlielumi un pielietojumi

a. Dimanta instrumentu materiālu veidi, īpašības, raksturlielumi un instrumentu pielietojumi

Dimants ir oglekļa alotrops, un tas ir cietākais dabā sastopamais materiāls. Dimanta griezējinstrumentiem ir augsta cietība, nodilumizturība un siltumvadītspēja, un tos plaši izmanto krāsaino un nemetālisko materiālu apstrādē. Īpaši alumīnija un silīcija alumīnija sakausējumu ātrgriezēšanā dimanta instrumenti ir galvenie griezējinstrumentu veidi, kurus ir grūti nomainīt. Dimanta griešanas instrumenti, kas var sasniegt augstu efektivitāti, augstu stabilitāti un ilgu kalpošanas laiku, ir neaizstājami un svarīgi instrumenti mūsdienu CNC apstrādē.

2. Kubiskā bora nitrīda instrumentu materiālu veidi, īpašības, raksturlielumi un instrumentu pielietojumi

Otrs īpaši cietā materiāla veids, kubiskais bora nitrīds (CBN), kas sintezēts ar dimanta ražošanas metodei līdzīgu metodi, pēc cietības un siltumvadītspējas ir otrais aiz dimanta. Tam ir lieliska termiskā stabilitāte un tas neoksidējas, sasildot līdz 10000 grādiem atmosfērā. CBN

ir ārkārtīgi stabilas melno metālu ķīmiskās īpašības, un to var plaši izmantot tērauda izstrādājumu apstrādē.

3. Keramikas instrumentu materiālu veids, veiktspēja un raksturlielumi un instrumenta pielietojums

Keramikas griezējinstrumentus raksturo augsta cietība, laba nodilumizturība, lieliska karstumizturība un ķīmiskā stabilitāte, un tos nav viegli savienot ar metālu. Keramikas instrumentiem ir ļoti svarīga loma NC apstrādē. Keramikas instrumenti ir kļuvuši par vienu no galvenajiem instrumentiem ātrgaitas griešanai un sarežģītu materiālu apstrādei. Keramikas instrumentus plaši izmanto ātrgaitas griešanai, sausai griešanai, cietai griešanai un grūti griežamiem materiāliem. Keramikas instrumenti var efektīvi apstrādāt augstas cietības materiālus, kurus nevar apstrādāt ar tradicionālajiem instrumentiem, realizējot "virpošanu slīpēšanas vietā"; Keramikas instrumentu optimālais griešanas ātrums var būt 2–10 reizes lielāks nekā cementēta karbīda instrumentiem, tādējādi ievērojami uzlabojot griešanas ražošanas efektivitāti; Galvenās izejvielas, ko izmanto keramikas instrumentu materiāliem, ir visizplatītākie elementi garozā. Tāpēc keramikas instrumentu popularizēšana un pielietošana ir ļoti svarīga, lai uzlabotu produktivitāti, samazinātu apstrādes izmaksas un ietaupītu stratēģiskos dārgmetālus, kā arī ievērojami veicinās griešanas tehnoloģijas progresu.

4. Pārklāto instrumentu materiālu veiktspēja un raksturlielumi un instrumentu pielietojums

Instrumenta pārklāšana ir viens no svarīgiem veidiem, kā uzlabot tā veiktspēju. Pārklātu griezējinstrumentu parādīšanās ir radījusi ievērojamu izrāvienu to griešanas veiktspējā. Pārklāti griezējinstrumenti ir pārklāti ar vienu vai vairākiem ugunsizturīgu savienojumu slāņiem ar labu instrumenta korpusa nodilumizturību un labu stingrību. Tie apvieno instrumenta matricu ar cietu pārklājumu, tādējādi ievērojami uzlabojot instrumenta veiktspēju. Pārklāti griezējinstrumenti var uzlabot apstrādes efektivitāti, uzlabot apstrādes precizitāti, pagarināt instrumenta kalpošanas laiku un samazināt apstrādes izmaksas.
Apmēram 80 procenti jauno CNC darbgaldu griezējinstrumentu izmanto instrumentus ar pārklājumu. Pārklātie instrumenti nākotnē būs vissvarīgākā instrumentu šķirne CNC apstrādes jomā.

5. Cieto sakausējumu griezējinstrumentu materiālu veidi, īpašības, raksturlielumi un pielietojumi

Cietā sakausējuma griezējinstrumenti, īpaši indeksējamie cieto sakausējumu griezējinstrumenti, ir vadošie CNC apstrādes instrumentu izstrādājumi. Kopš 1980. gadiem dažāda veida integrētie un indeksējamie cieto sakausējumu griezējinstrumenti vai asmeņi ir paplašināti līdz dažādiem griezējinstrumentu laukiem. Tostarp indeksējamie cieto sakausējumu griezējinstrumenti ir paplašinājušies no vienkāršiem virpošanas un virsmas frēzēšanas instrumentiem līdz dažādiem precīziem, sarežģītiem un veidotiem instrumentu laukiem.
Cieto sakausējumu griezējinstrumentu veidi
Saskaņā ar galveno ķīmisko sastāvu cietos sakausējumus var iedalīt cietajos sakausējumos uz volframa karbīda bāzes un titāna karbīda (TiC (N) bāzes) cietajos sakausējumos.
Cementētie karbīdi, kuru pamatā ir volframa karbīds, ietver volframa kobaltu (YG), volframa kobalta titānu (YT) un pievienoto reto karbīdu (YW). Viņiem ir savas priekšrocības un trūkumi. Galvenās sastāvdaļas ir volframa karbīds (WC), titāna karbīds (TiC), tantala karbīds (TaC), niobija karbīds (NbC) utt. Parastā metāla savienošanas fāze ir Co.
Oglekļa (slāpekļa) titāna cietie sakausējumi ir cietie sakausējumi, kuru galvenā sastāvdaļa ir TiC (daži ar pievienotiem citiem karbīdiem vai nitrīdiem), un parasti izmantotās metāla savienošanas fāzes ir Mo un Ni.
ISO (Starptautiskā standartizācijas organizācija) iedala cietos sakausējumus trīs kategorijās:
K klase, tostarp Kl{0}}K40, ir līdzvērtīga YG klasei Ķīnā (galvenokārt sastāv no WC Co).
P klase, ieskaitot P01 līdz P50, ir līdzvērtīga YT klasei Ķīnā (galvenokārt sastāv no WC TiC Co).
M klase, ieskaitot M10 līdz M40, ir līdzvērtīga YW klasei Ķīnā (galvenokārt sastāv no WC TiC TaC (NbC) Co).
Katrs zīmols pārstāv virkni sakausējumu, sākot no augstas cietības līdz maksimālai stingrībai ar skaitļiem no 01 līdz 50.

6. Ātrgaitas tērauda griezējinstrumentu veidi, raksturlielumi un pielietojumi

Ātrgaitas tērauds (HSS) ir ļoti leģēta instrumentu tērauda veids, kas satur lielu daudzumu leģējošu elementu, piemēram, W, Mo, Cr un V. Ātrgaitas tērauda griezējinstrumentiem ir lieliska visaptveroša veiktspēja attiecībā uz izturību, stingrību un apstrādājamība. Sarežģītos griezējinstrumentos, īpaši urbumu apstrādes instrumentu, frēzēšanas instrumentu, vītņu griezējinstrumentu, atvērumu, zobratu griezējinstrumentu un citu sarežģītu malu formas griezējinstrumentu ražošanai, ātrgaitas tērauds joprojām ieņem galveno pozīciju. Ātrgaitas tērauda instrumenti ir viegli noslīpēt asas griešanas malas.
Atbilstoši dažādiem mērķiem ātrgaitas tēraudu var iedalīt vispārēja lietojuma ātrgaitas tēraudā un augstas veiktspējas ātrgaitas tēraudā.

(1) Universāli ātrgaitas tērauda griezējinstrumenti
Universāls ātrgaitas tērauds. Parasti to var iedalīt divās kategorijās: volframa tērauds un volframa molibdēna tērauds. Šis ātrgriezējtērauda veids satur (C) no 0,7 procentiem līdz 0,9 procentiem. Atbilstoši dažādajam volframa saturam tēraudā to var iedalīt volframa tēraudā, kas satur 12 procentus vai 18 procentus W, volframa molibdēna tēraudā, kas satur 6 procentus vai 8 procentus W, un molibdēna tēraudā, kas satur 2 procentus vai bez W. Universālais ātrgaitas tērauds Tam ir noteikta cietības pakāpe (63-66HRC) un nodilumizturība, augsta izturība un stingrība, laba plastika un apstrādes spēja, un to plaši izmanto dažādu sarežģītu griezējinstrumentu ražošanā.
① Volframa tērauds: tipiskā universālā ātrgaitas tērauda volframa tērauda marka ir W18Cr4V (saukta par W18), kam ir labas visaptverošas īpašības un augsta temperatūras cietība 48,5 HRC pie 6000 grādiem. To var izmantot dažādu sarežģītu griezējinstrumentu ražošanai. Tam ir tādas priekšrocības kā laba slīpējamība un zema dekarburizācijas jutība, bet lielā karbīdu satura, nevienmērīgā sadalījuma, lielāku daļiņu un zemas izturības un stingrības dēļ.
② Volframa molibdēna tērauds: attiecas uz ātrgaitas tēraudu, ko iegūst, aizstājot volframa tēraudā esošo volframa daļu ar molibdēnu. Tipiskā volframa molibdēna tērauda kategorija ir W6Mo5Cr4V2 vai saīsināti M2. M2 karbīda daļiņas ir smalkas un viendabīgas, ar labāku izturību, stingrību un plastiskumu augstā temperatūrā nekā W18Cr4V. Cits volframa molibdēna tērauda veids ir W9Mo3Cr4V (saīsināts kā W9), kam ir nedaudz augstāka termiskā stabilitāte nekā M2 tēraudam, labāka lieces izturība un stingrība nekā W6M05Cr4V2, un tam ir laba apstrādājamība.
(2) Augstas veiktspējas ātrgaitas tērauda griezējinstrumenti
Augstas veiktspējas ātrgaitas tērauds attiecas uz jauna veida tēraudu, kas vispārēja pielietojuma ātrtērauda sastāvam pievieno nedaudz oglekļa, vanādija saturu un sakausējuma elementus, piemēram, Co un Al, tādējādi uzlabojot tā karstumizturību un nodilumizturību. . Galvenokārt ir šādas kategorijas:
① Augsta oglekļa satura ātrgaitas tērauds. Augsta oglekļa ātrgaitas tēraudam (piemēram, 95W18Cr4V) ir augsta cietība telpā un augstā temperatūrā, tāpēc tas ir piemērots parastā tērauda un čuguna, urbju, rīvmetēju, krānu un frēžu ražošanai un apstrādei ar augstām nodilumizturības prasībām, vai griezējinstrumenti cietāku materiālu apstrādei. Tas nav piemērots lielu triecienu izturēšanai.
② Augsta vanādija ātrgaitas tērauds. Tipiskām šķirnēm, piemēram, W12Cr4V4Mo (īsumā EV4), ar V saturu, kas palielināts līdz 3–5 procentiem, tām ir laba nodilumizturība un tās ir piemērotas materiālu griešanai ar lielu instrumentu nodilumu, piemēram, šķiedras, cietās gumijas, plastmasas, utt., un to var izmantot arī nerūsējošā tērauda, ​​augstas stiprības tērauda, ​​augstas temperatūras sakausējuma un citu materiālu apstrādei.
③ Kobalta ātrgaitas tērauds. Tas ir kobaltu saturošs īpaši ciets ātrgaitas tērauds ar tipisku šķirni, piemēram, W2Mo9Cr4VCo8 (saukts par M42), kam ir augsta cietība līdz 69 ~ 70 HRC. Tas ir piemērots grūti apstrādājamu materiālu, piemēram, augstas stiprības karstumizturīga tērauda, ​​augstas temperatūras sakausējumu, titāna sakausējumu uc apstrādei. M42 ir laba slīpējamība, un tas ir piemērots precīzu un sarežģītu griezējinstrumentu izgatavošanai, taču tas nav piemērots strādājot trieciengriešanas apstākļos.
④ Alumīnija ātrgaitas tērauds. Tas ir alumīnijs, kas satur īpaši cietu ātrgaitas tēraudu ar tipisku marku, piemēram, W6Mo5Cr4V2Al (saīsināts kā 501). Augstas temperatūras cietība pie 6000 grādiem arī sasniedz 54HRC, un griešanas veiktspēja ir līdzvērtīga M42. Tas ir piemērots frēžu, urbju, urbju, zobratu griezēju, atstarpju uc ražošanai, un to izmanto tādu materiālu kā leģētā tērauda, ​​nerūsējošā tērauda, ​​augstas stiprības tērauda un augstas temperatūras sakausējumu apstrādei.
⑤ Slāpekļa superciets ātrgaitas tērauds. Tipiska marka, piemēram, W12M03Cr4V3N, saīsināta kā (V3N), ir slāpekli saturošs īpaši ciets ātrgaitas tērauds, kura cietība, izturība un stingrība ir salīdzināma ar M42. To var izmantot kā kobaltu saturoša ātrgaitas tērauda aizstājēju grūti apstrādājamu materiālu griešanai zemā ātrumā un zema ātruma augstas precizitātes apstrādei.
(3) Ātrgaitas tērauda un pulvermetalurģijas ātrgaitas tērauda kausēšana
Saskaņā ar dažādiem ražošanas procesiem ātrgaitas tēraudu var iedalīt kausētajā ātrgaitas tēraudā un pulvermetalurģijas ātrgaitas tēraudā.
① Ātrgaitas tērauda kausēšana: gan parasto ātrgaitas tēraudu, gan augstas veiktspējas ātrgaitas tēraudu ražo, izmantojot kausēšanas metodi. No tiem tiek izgatavoti griezējinstrumenti, izmantojot tādus procesus kā kausēšana, lietņu liešana un apšuvums un velmēšana. Nopietna problēma, kas var rasties, kausējot ātrgaitas tēraudu, ir karbīda segregācija. Cietie un trauslie karbīdi ir nevienmērīgi sadalīti ātrgaitas tēraudā, un graudu izmērs ir rupjš (līdz desmitiem mikrometru), kas nelabvēlīgi ietekmē ātrgaitas tērauda instrumentu nodilumizturību, stingrību un griešanas veiktspēju.
② Pulvermetalurģijas ātrgaitas tērauds (PM HSS): pulvermetalurģijas ātrgaitas tērauds (PM HSS) ir tērauda šķidrums, kas izkausēts augstfrekvences indukcijas krāsnī. To izsmidzina ar augstspiediena argonu vai tīru slāpekļa gāzi un pēc tam atdzesē, lai iegūtu smalku un vienmērīgu kristālisku struktūru (ātrgaitas tērauda pulveris). Iegūtais pulveris pēc tam augstā temperatūrā un spiedienā tiek iespiests darbarīka sagatavē vai vispirms tiek izgatavots tērauda sagatavē un pēc tam tiek kalts un velmēts instrumenta formā. Salīdzinājumā ar ātrgaitas tēraudu, kas ražots ar kausēšanas metodi, PM HSS ir smalku un viendabīgu karbīda graudu priekšrocības, ievērojami uzlabota izturība, stingrība un nodilumizturība salīdzinājumā ar kausētu ātrgaitas tēraudu. PM HSS instrumenti turpmāk attīstīsies un ieņems nozīmīgu vietu sarežģīto CNC instrumentu jomā. Tipiskas kategorijas, piemēram, F15, FR71, GFl, GF2, GF3, PT1, PVN utt., var izmantot, lai ražotu liela izmēra, lieljaudas un triecienizturīgus griezējinstrumentus, kā arī precīzijas griezējinstrumentus.