Müasir elm və texnologiyanın inkişafı ilə daha çox yüksək sərtliyə malik mühəndislik materiallarından istifadə olunur, ənənəvi torna texnologiyası isə səriştəli deyil və ya bəzi yüksək sərtlikli materialların emalına ümumiyyətlə nail ola bilmir.Kaplanmış karbid, keramika, PCBN və digər superhard alət materialları yüksək sərtlik materiallarının kəsilməsi üçün ən əsas şərti təmin edən yüksək temperatur sərtliyinə, aşınma müqavimətinə və termokimyəvi sabitliyə malikdir və istehsalda əhəmiyyətli faydalar əldə etmişdir.Çox sərt alətin istifadə etdiyi material və onun alət strukturu və həndəsi parametrləri sərt dönüşü həyata keçirmək üçün əsas elementlərdir.Buna görə də, sabit sərt dönüşə nail olmaq üçün çox sərt alət materialını necə seçmək və ağlabatan alət strukturunu və həndəsi parametrləri necə tərtib etmək çox vacibdir!
(1) örtülmüş sementlənmiş karbid
TiN, TiCN, TiAlN və Al3O2-dən yaxşı aşınma müqavimətinə malik bir və ya bir neçə təbəqəni yaxşı möhkəmliyə malik sementlənmiş karbid alətlərə tətbiq edin və örtüyün qalınlığı 2-18 μ m-dir.Kaplama adətən alət altlığı və iş parçasının materialından daha aşağı istilik keçiriciliyinə malikdir, bu da alət substratının istilik təsirini zəiflədir;Digər tərəfdən, kəsmə prosesində sürtünmə və yapışmanı effektiv şəkildə yaxşılaşdıra və kəsmə istiliyinin əmələ gəlməsini azalda bilər.
PVD örtük bir çox üstünlüklər göstərsə də, Al2O3 və almaz kimi bəzi örtüklər CVD örtük texnologiyasını qəbul etməyə meyllidirlər.Al2O3, xüsusi alətdən kəsmə nəticəsində yaranan istiliyi ayıra bilən güclü istilik müqavimətinə və oksidləşməyə davamlı bir örtük növüdür.CVD örtük texnologiyası həmçinin ən yaxşı kəsmə effektinə nail olmaq və kəsmə ehtiyaclarını ödəmək üçün müxtəlif örtüklərin üstünlüklərini birləşdirə bilər.
Sementlənmiş karbid alətləri ilə müqayisədə, örtülmüş sementlənmiş karbid alətlər gücü, sərtliyi və aşınma müqaviməti baxımından çox yaxşılaşmışdır.HRC45~55 sərtliyi olan iş parçasını çevirərkən, aşağı qiymətli örtüklü sementlənmiş karbid yüksək sürətli dönməni həyata keçirə bilər.Son illərdə bəzi istehsalçılar örtük materiallarını və digər üsulları təkmilləşdirməklə örtülmüş alətlərin işini yaxşılaşdırdılar.Məsələn, ABŞ və Yaponiyadakı bəzi istehsalçılar HRC47~58 poladını 498,56 m/dəq sürətlə kəsə bilən HV4500~4900 kimi yüksək sərtliyə malik örtüklü bıçaqlar istehsal etmək üçün İsveçrə AlTiN örtük materialından və yeni örtük patentli texnologiyasından istifadə edirlər. .Dönmə temperaturu 1500 ~ 1600 ° C-ə qədər olduqda, sərtlik hələ də azalmır və oksidləşmir.Bıçağın xidmət müddəti ümumi örtülmüş bıçaqdan dörd dəfə çoxdur, dəyəri isə yalnız 30% təşkil edir və yapışma yaxşıdır.
(2) Keramika materialı
Tərkibinin, strukturunun və presləmə prosesinin davamlı olaraq təkmilləşdirilməsi, xüsusilə nanotexnologiyanın inkişafı ilə keramika alətləri materialları keramika alətlərini sərtləşdirməyə imkan verir.Yaxın gələcəkdə keramika yüksək sürətli polad və sementlənmiş karbiddən sonra kəsmədə üçüncü inqilaba səbəb ola bilər.Keramika alətləri yüksək sərtlik (HRA91~95), yüksək möhkəmlik (əyilmə gücü 750~1000MPa), yaxşı aşınma müqaviməti, yaxşı kimyəvi dayanıqlıq, yaxşı yapışma müqaviməti, aşağı sürtünmə əmsalı və aşağı qiymət üstünlüklərinə malikdir.Bununla yanaşı, keramika alətləri də 1200 ° C-də HRA80-ə çatan yüksək temperatur sərtliyinə malikdir.
Normal kəsmə zamanı keramika aləti çox yüksək davamlılığa malikdir və onun kəsmə sürəti sementlənmiş karbiddən 2 ~ 5 dəfə yüksək ola bilər.Xüsusilə yüksək sərtlikdə olan materialların emalı, bitirmə və yüksək sürətli emal üçün uyğundur.HRC65-ə qədər sərtliyə malik müxtəlif bərkimiş polad və bərkimiş çuqunu kəsə bilir.Ən çox istifadə edilən alüminium əsaslı keramika, silikon nitrid əsaslı keramika, kerametlər və bığla bərkidilmiş keramikadır.
Alüminium əsaslı keramika alətləri sementlənmiş karbiddən daha yüksək qırmızı sərtliyə malikdir.Ümumiyyətlə, kəsici kənar yüksək sürətli kəsmə şəraitində plastik deformasiya yaratmayacaq, lakin onun gücü və möhkəmliyi çox aşağıdır.Onun möhkəmliyini və zərbəyə davamlılığını artırmaq üçün ZrO və ya TiC və TiN qarışığı əlavə edilə bilər.Başqa bir üsul, saf metal və ya silikon karbid bığlarının əlavə edilməsidir.Yüksək qırmızı sərtliyə əlavə olaraq, silikon nitrid əsaslı keramika da yaxşı möhkəmliyə malikdir.Alüminium əsaslı keramika ilə müqayisədə, onun dezavantajı, polad emal edərkən yüksək temperatur diffuziyasının yaradılmasının asan olmasıdır ki, bu da alətlərin aşınmasını artırır.Silikon nitrid əsaslı keramika, əsasən, boz çuqunların aralıq tornalanması və frezelenmesi üçün istifadə olunur.
Sermet bir növ karbid əsaslı materialdır, burada TiC əsas sərt fazadır (0,5-2 μm) Onlar Co və ya Ti bağlayıcıları ilə birləşdirilir və sementlənmiş karbid alətlərinə bənzəyir, lakin aşağı yaxınlıq, yaxşı sürtünmə və yaxşı xüsusiyyətlərə malikdir. aşınma müqaviməti.O, adi sementlənmiş karbiddən daha yüksək kəsmə temperaturuna tab gətirə bilər, lakin sementlənmiş karbidin zərbəyə davamlılığına, ağır kəsmə zamanı möhkəmliyə və aşağı sürətlə və böyük yemdə möhkəmliyə malik deyil.
(3) Kub bor nitridi (CBN)
CBN sərtlik və aşınma müqavimətinə görə almazdan sonra ikinci yerdədir və əla yüksək temperatur sərtliyinə malikdir.Keramika ilə müqayisədə onun istiliyə davamlılığı və kimyəvi dayanıqlığı bir qədər zəifdir, lakin təsir gücü və əzilmə əleyhinə performansı daha yaxşıdır.Sərtləşdirilmiş polad (HRC ≥ 50), perlitli boz çuqun, soyudulmuş çuqun və super ərintilərin kəsilməsi üçün geniş tətbiq olunur.Sementlənmiş karbid alətləri ilə müqayisədə onun kəsmə sürəti bir sıra artırıla bilər.
Yüksək CBN tərkibinə malik kompozit polikristal kub bor nitridi (PCBN) aləti yüksək sərtliyə, yaxşı aşınma müqavimətinə, yüksək sıxılma gücünə və yaxşı zərbə möhkəmliyinə malikdir.Onun dezavantajları zəif istilik sabitliyi və aşağı kimyəvi inertlikdir.İstiliyədavamlı ərintiləri, çuqun və dəmir əsaslı sinterlənmiş metalları kəsmək üçün uyğundur.PCBN alətlərində CBN hissəciklərinin tərkibi aşağıdır və bağlayıcı kimi keramika istifadə edən PCBN alətlərinin sərtliyi aşağıdır, lakin bu, keçmiş materialın zəif istilik sabitliyini və aşağı kimyəvi ətalətini təşkil edir və bərkimiş poladın kəsilməsi üçün uyğundur.
Boz çuqun və bərkimiş poladı kəsərkən keramika aləti və ya CBN aləti seçilə bilər.Bu səbəbdən hansının seçiləcəyini müəyyən etmək üçün xərc-fayda və emal keyfiyyətinin təhlili aparılmalıdır.Kəsmə sərtliyi HRC60-dan aşağı olduqda və kiçik yem sürəti qəbul edildikdə, keramika aləti daha yaxşı seçimdir.PCBN alətləri HRC60-dan yüksək sərtliyə malik iş parçalarını kəsmək üçün, xüsusən də avtomatik emal və yüksək dəqiqlikli emal üçün uyğundur.Bundan əlavə, PCBN aləti ilə kəsildikdən sonra iş parçasının səthindəki qalıq gərginlik eyni cinah aşınması şəraitində keramika aləti ilə müqayisədə nisbətən sabitdir.
PCBN alətini kəsilmiş bərkimiş poladı qurutmaq üçün istifadə edərkən aşağıdakı prinsiplərə də əməl edilməlidir: dəzgahın sərtliyinin imkan verdiyi şərtlə mümkün qədər böyük kəsmə dərinliyi seçin ki, kəsmə sahəsində yaranan istilik yumşalsın. yerli olaraq kənarın ön hissəsindəki metal, PCBN alətinin aşınmasını effektiv şəkildə azalda bilər.Bundan əlavə, kiçik bir kəsmə dərinliyindən istifadə edərkən nəzərə alınmalıdır ki, PCBN alətinin zəif istilik keçiriciliyi kəsmə sahəsindəki istiliyi yaymaq üçün çox gec edə bilər və kəsmə sahəsi də açıq metal yumşaldıcı təsir göstərə bilər. kəsici kənarın aşınması.
2. Fövqəladə sərt alətlərin bıçaq quruluşu və həndəsi parametrləri
Alətin formasının və həndəsi parametrlərinin ağlabatan təyini alətin kəsici performansına tam oyun vermək üçün çox vacibdir.Alət gücü baxımından, yüksəkdən aşağıya müxtəlif bıçaq formalarının alət ucunun gücü: dəyirmi, 100 ° almaz, kvadrat, 80 ° almaz, üçbucaq, 55 ° almaz, 35 ° almaz.Bıçaq materialı seçildikdən sonra ən yüksək gücü olan bıçaq forması seçilməlidir.Sərt dönmə bıçaqları da mümkün qədər böyük seçilməlidir və kobud emal dairəvi və böyük uc qövs radiuslu bıçaqlarla aparılmalıdır.μ Təxminən m bitirərkən ucun qövs radiusu təxminən 0,8-dir.
Sərtləşdirilmiş polad çiplər qırmızı və yumşaq lentlərdir, böyük kövrəkliyə malikdir, asanlıqla qırılır və bağlanmır.Sərtləşdirilmiş polad kəsici səth yüksək keyfiyyətlidir və ümumiyyətlə çip yığılması yaratmır, lakin kəsmə qüvvəsi böyükdür, xüsusilə radial kəsmə qüvvəsi əsas kəsici qüvvədən daha böyükdür.Buna görə də alət mənfi ön bucaq (gedin ≥ - 5 °) və böyük arxa bucaq (ao=10°~15°) istifadə etməlidir.Əsas əyilmə bucağı iş parçasının və alətin tıqqıltısını azaltmaq üçün dəzgahın sərtliyindən asılıdır, ümumiyyətlə 45 ° ~ 60 °.
Göndərmə vaxtı: 24 fevral 2023-cü il