Wybór materiałów do cięcia

Obecnie szeroko stosowane materiały narzędziowe do obróbki CNC obejmują narzędzia diamentowe, narzędzia sześciennego azotku boru, narzędzia ceramiczne, narzędzia powlekane, narzędzia węglikowe i narzędzia ze stali szybkotnącej.

Types doutting narzędzie materiał

Istnieje wiele gatunków materiałów narzędziowych, a ich wydajność jest bardzo różna. Główne wskaźniki wydajności różnych materiałów narzędziowych są następujące.

Materiały narzędziowe do obróbki CNC muszą być wybierane na podstawie obrabianego przedmiotu i charakteru procesu. Wybór materiałów narzędziowych powinien być dopasowany do obiektu przetwarzania. Dopasowanie materiałów narzędzi skrawających i przedmiotów obróbki odnosi się głównie do dopasowywania właściwości mechanicznych, właściwości fizycznych i właściwości chemicznych dwóch, aby uzyskać najdłuższą trwałość narzędzia i maksymalną wydajność obróbki skrawaniem.

strategia 1: Dopasowanie materiału narzędzia tnącego do właściwości mechanicznych przedmiotu obrabianego

Problem dopasowania właściwości mechanicznych między narzędziem tnącym a obrabianym przedmiotem dotyczy głównie parametrów właściwości mechanicznych, takich jak wytrzymałość, wiązkość i twardość narzędzia i materiału przedmiotu obrabianego. Materiały narzędziowe o różnych właściwościach mechanicznych nadają się do obróbki materiałów obrabianych.

1. Sekwencja twardości materiału narzędzia to: narzędzie diamentowe> sześcienne narzędzie z azotku boru> narzędzie ceramiczne> twardy stop> stal szybkotnąca.

2. Rząd wytrzymałości na zginanie materiałów narzędziowych to: stal szybkotnąca> twarde stopy> narzędzie ceramiczne> narzędzie z diamentem i regularnym azotkiem boru.

3 Kolejność udarności materiałów narzędziowych to: stal szybkotnąca> twardy stop> regularny azotek boru, narzędzia diamentowe i ceramiczne.

Materiały o wysokiej twardości muszą być obrabiane przy użyciu narzędzi o większej twardości. Twardość materiału narzędzia musi być wyższa niż twardość materiału przedmiotu obrabianego. Ogólnie rzecz biorąc, musi być powyżej 60 HRC. Im wyższa twardość materiału narzędzia, tym lepsza odporność na zużycie. Na przykład, gdy zwiększa się ilość kobaltu w węgliku spiekanym, zwiększa się wytrzymałość i wiązkość, twardość maleje i nadaje się do obróbki zgrubnej; gdy zmniejsza się ilość kobaltu, zwiększa się twardość i odporność na zużycie, co jest odpowiednie do wykończenia.

Narzędzia o doskonałych właściwościach mechanicznych w wysokiej temperaturze nadają się szczególnie do obróbki z dużą prędkością. Doskonała wydajność narzędzi ceramicznych w wysokiej temperaturze umożliwia ich cięcie z dużymi prędkościami, dzięki czemu prędkość cięcia jest od 2 do 10 razy wyższa niż w przypadku węglików spiekanych.

Strategia 2: Materiał narzędzia skrawającego powinien odpowiadać właściwościom fizycznym obrabianego przedmiotu

Narzędzia o różnych właściwościach fizycznych, takie jak narzędzia ze stali szybkotnącej o wysokiej przewodności cieplnej i niskiej temperaturze topnienia, narzędzia ceramiczne o wysokiej temperaturze topnienia i niskiej rozszerzalności cieplnej, narzędzia diamentowe o wysokiej przewodności cieplnej i niskiej rozszerzalności cieplnej, nadają się do obróbki materiałów obrabianych . Podczas obróbki przedmiotu o niskiej przewodności cieplnej należy użyć materiału narzędzia o lepszej przewodności cieplnej, aby umożliwić szybkie przesyłanie ciepła cięcia w celu obniżenia temperatury cięcia. Ze względu na wysoką przewodność cieplną i dyfuzyjność termiczną diamentu, ciepło cięcia jest łatwo rozpraszane i nie powoduje dużych odkształceń termicznych, co jest szczególnie ważne w przypadku precyzyjnych narzędzi do obróbki z wysoką dokładnością wymiarową.

1. Temperatura oporu cieplnego różnych materiałów narzędziowych: 700 ~ 800 ° C dla frezów diamentowych; 1300 × 1500 ° C dla frezów PCBN; 1100 × 1200 ° C dla przecinarek ceramicznych; 900-1100 ° C dla węglików spiekanych na bazie TiC (N); Podstawa WC Bardzo drobnoziarnisty węglik spiekany ma od 800 do 900 ° C; HSS ma 600 do 700 ° C

2. Sekwencja przewodności cieplnej różnych materiałów narzędziowych: PCD> PCBN> Stopy twarde na bazie WC> Węglik spiekany na bazie TiC (N)> HSS> Ceramika na bazie Si3N4> Ceramika na bazie A1203.

3. Kolejność współczynnika rozszerzalności cieplnej różnych materiałów narzędziowych: HSS> Twardy stop na bazie WC> Ceramika na bazie TiC (N)> A1203> PCBN> Ceramika na bazie Si3N4> PCD.

4. Kolejność odporności na szok termiczny różnych materiałów narzędziowych: HSS> Węglik spiekany na bazie WC> Ceramika na bazie Si3N4> PCBN> PCD> Węglik spiekany na bazie TiC (N)> Ceramika na bazie A1203.

Strategia 3: właściwości chemiczne materiału narzędzia skrawającego i dopasowanego przedmiotu obrabianego

Dopasowanie właściwości chemicznych materiału narzędzia skrawającego do przedmiotu obróbki dotyczy głównie dopasowania właściwości chemicznych materiału narzędzia z powinowactwem chemicznym, reakcją chemiczną, dyfuzją i rozpuszczaniem materiału obrabianego. Materiały przedmiotów różnych dla różnych materiałów są różne.

1. Temperatura wiązania różnych materiałów narzędziowych (ze stalą): PCBN> Ceramika> Węglik> HSS.

2. Temperatura przeciwutleniająca różnych materiałów narzędziowych: ceramicznych> PCBN> stopów twardych> diamentów> HSS.

Wytrzymałość na dyfuzję trzech rodzajów materiałów narzędziowych: do stali, diamentu> Ceramika na bazie Si3N4> PCBN> Ceramika na bazie A1203; dla tytanu, ceramika na bazie A1203> PCBN> SiC> Si3N4> diament.

Rozważania dotyczące materiałów narzędziowych CNC

1. Odporność na twardość i zużycie

Twardość materiału narzędzia musi być wyższa niż twardość materiału obrabianego przedmiotu, zwykle wymagana powyżej 60 HRC. Ogólnie im wyższa twardość materiału narzędzia, tym lepsza odporność na zużycie.

2. Wytrzymałość i wytrzymałość

Część tnąca narzędzia podlega dużym siłom skrawania i siłom uderzenia. W związku z tym materiał narzędzia powinien mieć wysoką wytrzymałość i wiązkość, aby wytrzymać siły skrawania, wstrząsy i wibracje, a także zapobiegać kruchemu pękaniu i odpryskom narzędzia.

3. Opór cieplny i przewodność cieplna

W wysokich temperaturach narzędzie może utrzymać swoją twardość i wytrzymałość. Im lepsza odporność na ciepło, tym większa zdolność narzędzia do przeciwdziałania odkształceniom plastycznym i odporności na zużycie w wysokich temperaturach. Im lepsza przewodność cieplna, tym łatwiejsze jest wytwarzanie ciepła podczas cięcia. zmniejszając w ten sposób temperaturę części tnącej i zmniejszając zużycie narzędzia.

4. Zdolność i ekonomia

Aby ułatwić wytwarzanie, materiał narzędzia powinien mieć dobrą obrabialność, w tym obrabialność na gorąco, obrabialność i wydajność szlifowania, tak aby osiągnąć wysoką wydajność kosztową.

Ogólnie rzecz biorąc, PCBN, narzędzia ceramiczne, powlekane węgliki i narzędzia węglikowe na bazie TiCN nadają się do obróbki CNC metali żelaznych, takich jak stal. Narzędzia CD nadają się do materiałów nieżelaznych, takich jak Al, Mg, Cu i pokrewne stopy. Przetwarzanie materiałów niemetalowych.

Poniższa tabela przedstawia niektóre materiały obrabiane, które nadają się do obróbki różnych materiałów narzędziowych.