Заманауи ғылым мен техниканың дамуымен қаттылығы жоғары инженерлік материалдар көбірек пайдаланылады, ал дәстүрлі токарлық өңдеу технологиясы сауатты емес немесе кейбір қаттылығы жоғары материалдарды өңдеуге мүлдем қол жеткізе алмайды.Қапталған карбид, керамика, PCBN және басқа да аса қатты құрал материалдары жоғары температура қаттылығына, тозуға төзімділікке және термохимиялық тұрақтылыққа ие, олар қаттылығы жоғары материалдарды кесудің ең негізгі алғышарты болып табылады және өндірісте айтарлықтай артықшылықтарға қол жеткізді.Өте қатты құрал пайдаланатын материал және оның құрал құрылымы мен геометриялық параметрлері қатты токарлық өңдеуді жүзеге асырудың негізгі элементтері болып табылады.Сондықтан өте қатты құрал материалын таңдау және құралдың ақылға қонымды құрылымын және геометриялық параметрлерін қалай құрастыру тұрақты қатты бұрылуды қамтамасыз ету үшін өте маңызды!
(1) Қапталған цементтелген карбид
Жақсы беріктігі бар цементтелген карбидті құралдарға тозуға төзімді TiN, TiCN, TiAlN және Al3O2 бір немесе бірнеше қабаттарын жағыңыз, ал жабынның қалыңдығы 2-18 мкм.Әдетте жабынның жылу өткізгіштігі аспаптық негізге және дайындама материалына қарағанда әлдеқайда төмен болады, бұл құрал астарының жылу әсерін әлсіретеді;Екінші жағынан, ол кесу процесінде үйкеліс пен адгезияны тиімді жақсарта алады және кесу жылуының пайда болуын азайтады.
PVD жабыны көптеген артықшылықтарға ие болғанымен, Al2O3 және алмас сияқты кейбір жабындар CVD жабын технологиясын қабылдауға бейім.Al2O3 - қатты ыстыққа және тотығуға төзімділігі бар жабын түрі, ол кесу арқылы пайда болатын жылуды белгілі бір құралдан ажырата алады.CVD жабу технологиясы ең жақсы кесу әсеріне қол жеткізу және кесу қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін әртүрлі жабындардың артықшылықтарын біріктіре алады.
Цементтелген карбидті құралдармен салыстырғанда, қапталған цементтелген карбид құралдары беріктігі, қаттылығы және тозуға төзімділігі бойынша айтарлықтай жақсарды.Қаттылығы HRC45~55 болатын дайындаманы бұру кезінде төмен бағамен қапталған цементтелген карбид жоғары жылдамдықты токарлық өңдеуді жүзеге асыра алады.Соңғы жылдары кейбір өндірушілер жабын материалдарын және басқа әдістерді жақсарту арқылы қапталған құралдардың жұмысын жақсартты.Мысалы, Америка Құрама Штаттары мен Жапониядағы кейбір өндірушілер швейцариялық AlTiN жабын материалын және жаңа жабынның патенттелген технологиясын HV4500~4900 қаттылығымен қапталған пышақтарды өндіру үшін пайдаланады, ол HRC47~58 болатты 498,56 м/мин жылдамдықпен кесуге қабілетті. .Айналу температурасы 1500~1600 ° C дейін болғанда, қаттылық әлі де төмендемейді және тотықпайды.Пышақтың қызмет ету мерзімі жалпы қапталған пышақпен салыстырғанда төрт есе көп, ал құны бар болғаны 30%, ал адгезиясы жақсы.
(2) Керамикалық материал
Оның құрамын, құрылымын және престеу процесінің үздіксіз жетілдірілуімен, әсіресе нанотехнологияның дамуымен керамикалық құрал материалдары керамикалық құралдарды қатайтуға мүмкіндік береді.Жақын болашақта керамика жоғары жылдамдықты болат пен цементтелген карбидтен кейінгі кесуде үшінші революцияны тудыруы мүмкін.Керамикалық құралдар жоғары қаттылық (HRA91~95), жоғары беріктік (иілу күші 750~1000МПа), жақсы тозуға төзімділік, жақсы химиялық тұрақтылық, жақсы адгезияға төзімділік, төмен үйкеліс коэффициенті және төмен бағаның артықшылықтарына ие.Бұл ғана емес, керамикалық құралдар да 1200 ° C температурада HRA80-ге жететін жоғары температуралық қаттылыққа ие.
Қалыпты кесу кезінде керамикалық құрал өте жоғары төзімділікке ие және оның кесу жылдамдығы цементтелген карбидпен салыстырғанда 2~5 есе жоғары болуы мүмкін.Ол әсіресе қаттылығы жоғары материалдарды өңдеуге, әрлеуге және жоғары жылдамдықты өңдеуге жарамды.Ол HRC65-ке дейінгі қаттылығы бар әртүрлі шыңдалған болат пен шыңдалған шойындарды кесуге қабілетті.Көбінесе алюминий тотығы негізіндегі керамика, кремний нитриді негізіндегі керамика, кермет және сақал қатайтылған керамика қолданылады.
Глинозем негізіндегі керамикалық құралдардың қызыл қаттылығы цементтелген карбидке қарағанда жоғары.Әдетте, кесу жиегі жоғары жылдамдықты кесу жағдайында пластикалық деформацияны тудырмайды, бірақ оның беріктігі мен қаттылығы өте төмен.Оның қаттылығын және соққыға төзімділігін арттыру үшін ZrO немесе TiC және TiN қоспасын қосуға болады.Тағы бір әдіс - таза металл немесе кремний карбиді мұрттарын қосу.Жоғары қызыл қаттылықтан басқа, кремний нитриді негізіндегі керамика да жақсы қаттылыққа ие.Глинозем негізіндегі керамикамен салыстырғанда оның кемшілігі болатты өңдеу кезінде жоғары температуралық диффузияны шығару оңай, бұл құралдың тозуын күшейтеді.Кремний нитриді негізіндегі керамика негізінен сұр шойынды үзік-үзік токарлық өңдеу және фрезерлеу үшін қолданылады.
Кермет – карбид негізіндегі материалдың бір түрі, онда TiC негізгі қатты фаза (0,5-2 мкм) Олар Co немесе Ti байланыстырғыштармен біріктірілген және цементтелген карбидті құралдарға ұқсас, бірақ олардың жақындығы төмен, жақсы үйкеліс және жақсы. тозуға төзімділік.Ол кәдімгі цементтелген карбидке қарағанда жоғары кесу температурасына төтеп бере алады, бірақ цементтелген карбидтің соққыға төзімділігі, ауыр кесу кезіндегі қаттылық және төмен жылдамдық пен үлкен беру кезінде беріктігі жоқ.
(3) текше бор нитриді (CBN)
CBN қаттылығы мен тозуға төзімділігі бойынша гауһардан кейін екінші орында және тамаша жоғары температура қаттылығына ие.Керамикамен салыстырғанда оның ыстыққа төзімділігі мен химиялық тұрақтылығы шамалы нашар, бірақ оның соққыға төзімділігі мен ұсақталуға қарсы көрсеткіштері жақсырақ.Ол шынықтырылған болатты (HRC ≥ 50), перлиттік сұр шойын, салқындатылған шойын және суперқорытпаны кесуге кеңінен қолданылады.Цементтелген карбидті аспаптармен салыстырғанда оның кесу жылдамдығын бір реттік шамаға арттыруға болады.
Құрамында жоғары CBN бар композиттік поликристалды текше бор нитриді (PCBN) құралы жоғары қаттылыққа, жақсы тозуға төзімділікке, жоғары қысымға төзімділікке және жақсы соққыға төзімділікке ие.Оның кемшіліктері - нашар термиялық тұрақтылық және төмен химиялық инерттілік.Ол ыстыққа төзімді қорытпаларды, шойын және темір негізіндегі агломерацияланған металдарды кесуге жарамды.ПХД аспаптарындағы CBN бөлшектерінің мөлшері төмен, ал байланыстырғыш ретінде керамика пайдаланатын ПХДН құралдарының қаттылығы төмен, бірақ ол бұрынғы материалдың нашар термиялық тұрақтылығын және төмен химиялық инерцияны құрайды және шыңдалған болатты кесуге жарамды.
Сұр шойын мен шыңдалған болатты кесу кезінде керамикалық құралды немесе CBN құралын таңдауға болады.Осы себепті қайсысын таңдау керектігін анықтау үшін шығындар-пайда және өңдеу сапасын талдау жүргізілуі керек.Кесу қаттылығы HRC60-тан төмен болса және шағын беру жылдамдығы қабылданған кезде, керамикалық құрал жақсы таңдау болып табылады.PCBN құралдары қаттылығы HRC60-тан жоғары дайындамаларды кесуге, әсіресе автоматты өңдеуге және жоғары дәлдікпен өңдеуге жарамды.Сонымен қатар, PCBN құралымен кесуден кейін дайындама бетіндегі қалдық кернеу, сондай-ақ бірдей қапталдың тозуы жағдайында керамикалық құралға қарағанда салыстырмалы түрде тұрақты.
Кесілген шыңдалған болатты кептіру үшін PCBN құралын пайдаланған кезде, сонымен қатар келесі принциптерді сақтау керек: кесу аймағында пайда болатын жылу жұмсарта алатындай, станоктың қаттылығы мүмкіндік беретін жағдайда мүмкіндігінше үлкен кесу тереңдігін таңдаңыз. шетінің алдыңғы жағындағы металды жергілікті түрде жабыңыз, бұл PCBN құралының тозуын тиімді азайтады.Сонымен қатар, кішкене кесу тереңдігін пайдаланған кезде, ПХДН құралының нашар жылу өткізгіштігі кесу аймағындағы жылуды диффузияға тым кеш етіп жіберуі мүмкін екенін ескеру керек, ал кесу аймағы да айқын металды жұмсарту әсерін тудыруы мүмкін. кесу жиегінің тозуы.
2. Аса қатты құралдардың қалақ құрылымы және геометриялық параметрлері
Құралдың пішіні мен геометриялық параметрлерін ақылға қонымды анықтау құралдың кесу өнімділігін толық қамтамасыз ету үшін өте маңызды.Құрал беріктігіне келетін болсақ, жоғарыдан төменге дейін әртүрлі пышақ пішіндерінің құрал ұшының беріктігі: дөңгелек, 100 ° алмаз, шаршы, 80 ° алмаз, үшбұрыш, 55 ° алмаз, 35 ° алмаз.Пышақ материалы таңдалғаннан кейін ең жоғары беріктігі бар пышақтың пішіні таңдалуы керек.Қатты токарлық қалақтарды да мүмкіндігінше үлкен таңдап алу керек, ал өрескел өңдеуді дөңгелек және үлкен ұшы доға радиусы қалақтарымен орындау керек.Аяқтау кезінде ұшы доғасының радиусы шамамен 0,8 μ Шамамен м.
Шынықтырылған болат жоңқалар қызыл және жұмсақ таспалар болып табылады, үлкен сынғыштығы бар, оңай сынуы және байланыстырылмайтындығы.Шынықтырылған болат кесу беті жоғары сапалы және әдетте жоңқаның жиналуын тудырмайды, бірақ кесу күші үлкен, әсіресе радиалды кесу күші негізгі кесу күшінен үлкен.Сондықтан құрал теріс алдыңғы бұрышты (бару ≥ - 5 °) және үлкен артқы бұрышты (ao=10°~15°) пайдалануы керек.Негізгі иілу бұрышы дайындаманың және құралдың дірілдеуін азайту үшін станоктың қаттылығына байланысты, әдетте 45 ° ~ 60 °.
Жіберу уақыты: 24 ақпан 2023 ж