Wybór materiałów na narzędzia skrawające

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

T.taks z doutting narzędzie materiał

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

Materiały narzędzi do obróbki CNC należy dobierać w zależności od obrabianego przedmiotu i charakteru procesu. Wybór materiałów narzędziowych powinien być dopasowany do obiektu obróbki. Dopasowywanie materiałów narzędzi skrawających i przedmiotów do obróbki dotyczy głównie dopasowania właściwości mechanicznych, właściwości fizycznych i właściwości chemicznych tych dwóch elementów w celu uzyskania najdłuższej trwałości narzędzia i maksymalnej wydajności obróbki skrawaniem.

strategia 1: Dopasowywanie materiału narzędzia skrawającego do właściwości mechanicznych przedmiotu obrabianego

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

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

2. Kolejność wytrzymałości na zginanie materiałów narzędzia jest następująca: stal szybkotnąca> stop twardy> narzędzie ceramiczne> narzędzie diamentowe i sześcienne azotki boru.

3 Kolejność odporności materiałów na narzędzia to: stal szybkotnąca> twardy stop> sześcienny azotek boru, narzędzia diamentowe i ceramiczne.

Materiały obrabiane o wysokiej twardości muszą być przetwarzane za pomocą narzędzi o wyższej twardości. Twardość materiału narzędzia musi być wyższa niż twardość materiału przedmiotu obrabianego. Zasadniczo wymagana jest temperatura powyżej 60HRC. Im wyższa twardość materiału narzędzia, tym lepsza jego odporność na zużycie. Na przykład, gdy zwiększa się ilość kobaltu w węgliku spiekanym, wzrasta wytrzymałość i wytrzymałość, zmniejsza się twardość i nadaje się do obróbki zgrubnej; gdy zmniejsza się ilość kobaltu, wzrasta twardość i odporność na zużycie, co nadaje się do wykończenia.

Narzędzia o doskonałych właściwościach mechanicznych w wysokich temperaturach nadają się szczególnie do obróbki z dużą prędkością. Doskonała wydajność narzędzi ceramicznych w wysokich temperaturach umożliwia ich cięcie przy dużych prędkościach, dzięki czemu prędkości cięcia są 2 do 10 razy wyższe niż 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 przedmiotów . Podczas obróbki przedmiotu o niskiej przewodności cieplnej należy zastosować materiał narzędzia o lepszej przewodności cieplnej, aby umożliwić szybkie przeniesienie ciepła cięcia w celu obniżenia temperatury cięcia. Ze względu na wysoką przewodność cieplną i dyfuzyjność cieplną 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 żaroodporności różnych materiałów narzędziowych: 700 ~ 800 ° C dla frezów diamentowych; 1300 ～ 1500 ° C dla frezów PCBN; 1100 ～ 1200 ° C dla frezów ceramicznych; 900 ～ 1100 ° C dla węglików spiekanych na bazie TiC (N); Podstawa WC Bardzo drobnoziarnisty węglik spiekany ma temperaturę od 800 do 900 ° C; HSS ma temperaturę od 600 do 700 ° C.

2. Sekwencja przewodności cieplnej różnych materiałów narzędziowych: PCD> PCBN> twardy stop na bazie WC> węglik spiekany na bazie TiC (N)> HSS> ceramika na bazie Si3N4> ceramika na bazie A1203.

3. Rząd współczynnika rozszerzalności cieplnej różnych materiałów narzędziowych: HSS> twardy stop na bazie WC> TiC (N)> ceramika na bazie 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 obrabianego odnosi się głównie do dopasowania właściwości chemicznych materiału narzędzia do powinowactwa chemicznego, reakcji chemicznej, dyfuzji i rozpuszczania materiału obrabianego przedmiotu. Materiały przedmiotów, które są różne dla różnych materiałów, są różne.

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

2. Temperatura przeciwutleniająca różnych materiałów narzędziowych: ceramika> PCBN> twardy stop> diament> HSS.

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

Uwagi dotyczące materiałów narzędzi CNC

1. Twardość i odporność na zużycie

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

2.Siła i wytrzymałość

Tnąca część narzędzia podlega dużym siłom skrawania i siłom uderzenia. Dlatego materiał narzędzia powinien mieć wysoką wytrzymałość i wytrzymałość, aby wytrzymać siły skrawania, wstrząsy i wibracje oraz zapobiec kruchemu pękaniu i odpryskiwaniu narzędzia.

3. Odporność na ciepło i przewodność cieplna

W wysokich temperaturach narzędzie może zachować swoją twardość i wytrzymałość. Im lepsza odporność na ciepło, tym silniejsza jest odporność narzędzia na odkształcenie plastyczne i odporność na zużycie w wysokich temperaturach. Im lepsza przewodność cieplna, tym łatwiej jest przewodzić ciepło wytwarzane podczas cięcia. , zmniejszając w ten sposób temperaturę części tnącej i zmniejszając zużycie narzędzia.

4.Przetwarzalność i ekonomia

W celu ułatwienia produkcji materiał narzędzia powinien mieć dobrą obrabialność, w tym obrabialność na gorąco, obrabialność i wydajność szlifowania, tak aby osiągać wysoką wydajność kosztową.

Ogólnie rzecz biorąc, PCBN, narzędzia ceramiczne, węglik powlekany i narzędzia węglikowe na bazie TiCN nadają się do obróbki CNC metali żelaznych, takich jak stal. Narzędzia PCD są odpowiednie do materiałów nieżelaznych, takich jak Al, Mg, Cu i pokrewne stopy. Przetwarzanie materiałów niemetalicznych.

Poniższa tabela pokazuje niektóre materiały obrabianego przedmiotu, które nadają się do obróbki różnych materiałów narzędziowych.