1. Työkalulla tulee olla perustoiminnot
Leikkuutyökalujen valinnalla on suuri vaikutus työkalun käyttöikään, työstötehoon, käsittelyn laatuun ja käsittelykustannuksiin. Kun työkalu leikkaa, se altistuu korkean paineen, korkean lämpötilan, kitkan, iskujen ja tärinän vaikutuksille. Siksi työkalulla tulisi olla seuraavat perustoiminnot:
(1) Kovuus ja kulutuskestävyys. Työkalun kovuuden on oltava suurempi kuin työkappaleen materiaalin kovuus, yleensä vaaditaan yli 60 HRC. Mitä kovempi työkalu, sitä parempi kulutuskestävyys.
(2) Lujuus ja kestävyys. Työkalulla tulee olla korkea lujuus ja sitkeys, jotta se kestää leikkausvoimaa, iskuja ja tärinää ja estää työkalun haurauden ja halkeilun.
(3) Lämmönkestävyys. Työkalun lämmönkestävyys on parempi, se kestää korkeaa leikkauslämpötilaa ja sillä on hyvä hapettumisenkestävyys.
(4) Prosessin toiminta ja taloudellisuus. Leikkuutyökalulla tulee olla hyvä valutoiminto, lämpökäsittelytoiminto, hitsaustoiminto; hiontakäsittelytoiminto jne., ja sen tulisi pyrkiä korkeaan toimintojen hintasuhteeseen.
2. Työkalujen tyypit, toiminnot, ominaisuudet ja käyttö
1. Keraaminen työkalu
Keraamisilla työkaluilla on korkea kovuus, hyvä kulutuskestävyys, erinomainen lämmönkestävyys ja kemiallinen stabiilisuus, eikä niitä ole helppo liittää metalliin. Keraamiset työkalut ovat erittäin tärkeässä asemassa CNC-koneistuksessa. Keraamisista työkaluista on tullut yksi tärkeimmistä työkaluista nopeaan leikkaamiseen ja vaikeasti työstettäviin materiaaleihin. Keraamisia leikkaustyökaluja käytetään laajalti nopeassa leikkauksessa, kuivaleikkauksessa, kovassa leikkauksessa ja vaikeasti työstettävien materiaalien leikkaamisessa. Keraamiset veitset voivat työstää tehokkaasti kovia materiaaleja, joita perinteiset veitset eivät pysty käsittelemään ollenkaan, ymmärtäen "hionnan korvaamisen autolla"; keraamisten veitsien optimaalinen leikkausnopeus voi olla 2-10 kertaa suurempi kuin kovametalliveitsien, mikä parantaa merkittävästi leikkausprosessoinnin tuotantotehokkuutta. Keraamisten veitsien pääraaka-aine on maankuoren runsain alkuaine. Siksi keraamisten veitsien popularisointi ja käyttö on erittäin tärkeää tuottavuuden parantamiseksi, käsittelykustannusten vähentämiseksi ja strategisten jalometallien säästämiseksi, ja se edistää myös suuresti leikkaustekniikan kehittymistä.
⑴ Keraamisten työkalujen tyypit
Keraamisten työkalujen lajikkeet voidaan yleensä jakaa kolmeen luokkaan: alumiinioksidipohjainen keramiikka, piinitridipohjainen keramiikka ja piinitridi-alumiinioksidipohjainen komposiittikeramiikka. Niistä alumiinioksidipohjaiset ja piinitridipohjaiset keraamiset työkalut ovat laajimmin käytettyjä. Piinitridipohjaisen keramiikan toiminta on ylivoimainen alumiinioksidipohjaiseen keramiikkaan verrattuna.
⑵ Keraamisten työkalujen toiminnot ja ominaisuudet
① Korkea kovuus ja hyvä kulutuskestävyys: Vaikka keraamisten työkalujen kovuus ei ole yhtä korkea kuin PCD:n ja PCBN:n, se on paljon korkeampi kuin kovametalli- ja pikaterästyökalujen kovuus saavuttaen 93-95HRA:n. Keraamisilla työkaluilla voidaan käsitellä erittäin kovia materiaaleja, joita on vaikea käsitellä perinteisillä työkaluilla, ja ne soveltuvat nopeaan ja kovaan leikkaamiseen.
② Korkean lämpötilan kestävyys ja hyvä lämmönkestävyys: Keraamiset työkalut voivat silti leikata korkeissa lämpötiloissa, jotka ovat yli 1200 astetta. Keraamisilla veitsillä on hyvät korkean lämpötilan mekaaniset ominaisuudet, ja A12O3-keraamisilla veitsillä on erityisen hyvät hapettumisenesto-ominaisuudet. Vaikka leikkuuterä olisi kuumassa tilassa, sitä voidaan käyttää jatkuvasti. Siksi keraamiset työkalut voivat suorittaa kuivaleikkauksen, jolloin leikkausneste voidaan jättää pois.
③ Hyvä kemiallinen vakaus: Keraamisia veitsiä ei ole helppo liittää metalliin, ja ne ovat korroosionkestäviä ja kemiallisesti vakaita, mikä voi vähentää työkalun liimauksen kulumista.
④ Matala kitkakerroin: Keraamisten leikkaustyökalujen ja metallin välinen affiniteetti on pieni ja kitkakerroin on alhainen, mikä voi vähentää leikkausvoimaa ja leikkauslämpötilaa.
⑶ Käytetään keraamisia työkaluja
Keramiikka on yksi työkalumateriaaleista, joita käytetään pääasiassa nopeaan viimeistelyyn ja puoliviimeistelyyn. Keraamiset leikkaustyökalut soveltuvat kaikenlaisten valuraudan (harmaavalurauta, pallografiittivalurauta, tempervalurauta, jäähdytetty valurauta, korkeaseosteinen kulutusta kestävä valurauta) ja teräksen (hiilirakenneteräs, seostettu rakenneteräs, korkealujuus teräs) leikkaamiseen , runsasmangaanipitoinen teräs, karkaistu teräs jne.), voidaan käyttää myös kupariseosten, grafiitin, teknisten muovien ja komposiittimateriaalien leikkaamiseen.
Keraamisten leikkaustyökalujen ongelmana on alhainen taivutuslujuus ja huono iskunkestävyys, eivätkä ne sovellu leikkaamiseen alhaisella nopeudella ja iskukuormalla.
2. Timanttityökalu
Timantti on hiilen allotrooppi, ja se on kovin luonnossa esiintyvä materiaali. Timanttityökaluilla on korkea kovuus, korkea kulutuskestävyys ja korkea lämmönjohtavuus, ja niitä käytetään laajalti ei-rautametallien ja ei-metallisten käsittelyssä. Erityisesti alumiinin ja pii-alumiiniseosten nopeassa leikkauksessa timanttityökalut ovat pääasiallisia vaikeita vaihdettavia leikkaustyökaluja. Timanttityökalut, jotka voivat saavuttaa suuren tehon, korkean vakauden ja pitkän käyttöiän käsittelyn, ovat välttämättömiä ja tärkeitä työkaluja nykyaikaisessa CNC-koneistuksessa.
⑴ Timanttityökalujen tyypit
① Luonnontimanttityökalu: luonnontimanttia on käytetty leikkaustyökaluna satoja vuosia. Luonnollinen yksikiteinen timanttityökalu on hienoksi hiottu ja leikkuureuna voidaan hioa erittäin terävästi. Leikkuureunan säde voi olla 0,002 μm, mikä mahdollistaa erittäin ohuen leikkauksen ja voi Se on tunnettu, ihanteellinen ja korvaamaton ultrahieno työstötyökalu erittäin suuren työkappaleen tarkkuuden ja erittäin alhaisen pinnan karheuden käsittelyyn.
② PCD-timanttityökalu: luonnollinen timantti on kallista, ja monikiteistä timanttia (PCD) käytetään laajalti leikkaamisessa. Menestyksen jälkeen luonnolliset timanttityökalut on korvattu monissa tapauksissa keinotekoisilla monikiteisillä timanteilla. PCD on runsaasti raaka-aineita, ja sen hinta on vain muutama kymmenesosa - kymmenesosa luonnontimanteista. PCD-työkaluja ei voi hioa äärimmäisen teräviksi Leikkaussärmä, työstettävän työkappaleen pinnanlaatu ei ole yhtä hyvä kuin luonnontimantti, eikä PCD-teriä ole kätevää valmistaa lastunmurtajalla teollisuudessa. Siksi PCD:tä voidaan käyttää vain ei-rautametallien ja ei-metallien hienoleikkaukseen, mikä on vaikea saavuttaa Superhieno peilileikkaus.
③ CVD-timanttityökalut: 1970-luvun lopulta 1980-luvun alkuun CVD-timanttitekniikka ilmestyi Japanissa. CVD-timantilla tarkoitetaan kemiallisen höyrypinnoituksen (CVD) käyttöä timanttikalvon muodostamiseksi heterogeeniselle alustalle (kuten sementoitu karbidi, keramiikka jne.). CVD-timantilla on täsmälleen sama rakenne ja ominaisuudet kuin luonnontimantilla. CVD-timantin suorituskyky on hyvin lähellä luonnontimantin suorituskykyä. Sillä on luonnollisen yksikiteisen timantin ja monikiteisen timantin (PCD) edut, ja se voittaa niiden puutteet jossain määrin.
⑵ Timanttityökalujen ominaisuudet
① Erittäin korkea kovuus ja kulutuskestävyys: Luonnontimantti on kovin luonnossa esiintyvä aine. Timantilla on erittäin korkea kulutuskestävyys. Erittäin kovia materiaaleja käsiteltäessä timanttityökalujen käyttöikä on 10-100 kertaa kovametallityökalujen käyttöikä tai jopa satoja kertoja.
② Erittäin pieni kitkakerroin: timantin ja joidenkin ei-rautametallien välinen kitkakerroin on pienempi kuin muiden työkalujen, kitkakerroin on alhainen, muodonmuutos on pieni käsittelyn aikana ja leikkausvoimaa voidaan vähentää.
③ Leikkausreuna on erittäin terävä: timanttityökalun leikkuureunaa voidaan teroittaa ja luonnollisen yksikidetimanttityökalun korkeus voi olla jopa 0.002-0,008 μm, mikä voi suorittaa ultra- ohut leikkaus ja erittäin hieno käsittely.
④ Korkea lämmönjohtavuus: timantilla on korkea lämmönjohtavuus ja lämpödiffuusio, leikkauslämpö haihtuu helposti ja työkalun leikkausosan lämpötila on alhainen.
⑤ Matala lämpölaajenemiskerroin: Timantin lämpölaajenemiskerroin on useita kertoja pienempi kuin kovametallin, ja leikkauslämmön aiheuttama työkalun koon muutos on erittäin pieni, mikä on erityisen tärkeää korkeaa vaativassa hieno- ja ultrahienokoneistuksessa mittatarkkuus.
⑶ Timanttityökalujen käyttö
Timanttityökaluja käytetään enimmäkseen ei-rautametallien ja ei-metallien hienoleikkaukseen ja poraamiseen suurella nopeudella. Se soveltuu erilaisten kulutusta kestävien ei-metallien, kuten FRP-jauhemetallurgian aihioiden, keramiikan jne., käsittelyyn; erilaiset kulutusta kestävät ei-rautametallit, kuten erilaiset pii-alumiiniseokset; ja erilaisten ei-rautametallien viimeistelykäsittely.
Timanttityökalujen haittana on, että niillä on huono lämmönkestävyys. Kun leikkauslämpötila ylittää 700 °C ~ 800 °C, se menettää täysin kovuutensa; Lisäksi se ei sovellu rautametallien leikkaamiseen, koska timantti (hiili) joutuu helposti kosketukseen raudan kanssa korkeissa lämpötiloissa. Atomivaikutus muuttaa hiiliatomit grafiittirakenteeksi ja veitset vaurioituvat helposti.