Η επιλογή εργαλείων κοπής και εργαλείων είναι ένα από τα σημαντικά περιεχόμενα της τεχνολογίας κατεργασίας η οποία όχι μόνο επηρεάζει την αποδοτικότητα κατεργασίας της εργαλειομηχανής, αλλά επηρεάζει άμεσα την ποιότητα κατεργασίας. Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους κατεργασίας, η κατεργασία έχει υψηλότερες απαιτήσεις για τα τέμνοντα εργαλεία και τα εργαλεία. Όχι μόνο απαιτεί υψηλή ακρίβεια, καλή ακαμψία και αντοχή, αλλά απαιτεί επίσης σταθερό μέγεθος και κατάλληλη εγκατάσταση και ρύθμιση.

Υλικά εργαλείων κατεργασίας 1. Χάλυβας υψηλής ταχύτητας

Χάλυβας υψηλής ταχύτητας, επίσης γνωστός ως μπροστινός χάλυβας ή άσπρος χάλυβας. Είναι ένας χάλυβας κραμάτων που περιέχει στοιχεία όπως βολφραμίο (W), μολυβδαίνιο (Mo), χρώμιο (Cr), βανάδιο (V), κοβάλτιο (κ.λπ. διαιρείται σε δύο μεγάλες σειρές βολφραμίου και μολυβδαινίου και είναι ένα παραδοσιακό υλικό εργαλείων. Η σκληρότητα θερμοκρασίας δωματίου της είναι 62-65και η θερμική σκληρότητα της μπορεί να αυξηθεί σε 500-600 ℃. Μετά την απόσβεση, η παραμόρφωση είναι μικρή, εύκολη να ακονίσει, και μπορεί να σφυρηλατηθεί και να κοπεί. Μπορεί όχι μόνο να χρησιμοποιηθεί για να κατασκευάσει τα κομμάτια τρυπανιών και τους κόπτες άλεσης, αλλά και για να κατασκευάσει σύνθετα τέμνοντα εργαλεία όπως τους κόπτες εργαλείων και τους κόπτες διαμόρφωσης. Εντούτοις, λόγω της χαμηλής επιτρεπόμενης τέμνουσας ταχύτητας του (50χρησιμοποιείται κυρίως για τη χαμηλής ταχύτητας κατεργασία σε μηχανές. Ο συνηθισμένος χάλυβας υψηλής ταχύτητας αντιπροσωπεύεται από το W18Cr4V.

2. Σκληρό κράμα

Το σκληρό κράμα είναι ένα προϊόν μεταλλουργίας σκονών κατασκευασμένο από καρβίδια (κ.λπ.) με την υψηλή σκληρότητα και το σημείο τήξης, χρησιμοποιώντας ως συνδετήρες. Η σκληρότητα θερμοκρασίας δωματίου της μπορεί να φτάσει 74-82και μπορεί να αντισταθεί τις υψηλές θερμοκρασίες που κυμαίνονται από 800 ℃ σε 1000 ℃. Λόγω του χαμηλού κόστους παραγωγής του, μπορεί να επιδείξει την άριστη τέμνουσα απόδοση στη μέση ταχύτητα (150και υψηλή κοπή τροφών), καθιστώντας το πιο ευρέως χρησιμοποιημένο υλικό εργαλείων στην κατεργασία. Αλλά η ανθεκτικότητα αντίκτυπου και η δύναμη κάμψης της είναι πολύ χαμηλότερες από αυτές του χάλυβα υψηλής ταχύτητας, έτσι σπάνια γίνεται σε ακέραια τέμνοντα εργαλεία. Στην πρακτική χρήση, οι σκληροί τέμνοντες φραγμοί κραμάτων καθορίζονται γενικά στο τέμνον σώμα με συγκόλληση ή μηχανική στερέωση. Τα κοινά χρησιμοποιούμενα σκληρά κράματα περιλαμβάνουν κράματα κοβάλτιου βολφραμίου (κράματα τιτανίου βολφραμίου (κράματα τιτανίου βολφραμίου (κράματα τιτανίου βολφραμίου (κράματα τιτανίου βολφραμίου) (κράματα τιτανίου (κράματα τιτανίου).

3. Επικαλυμμένο σκληρό κράμα

Τα ντυμένα σκληρά εργαλεία κραμάτων κατασκευάζονται με την επίστρωση ενός ή περισσότερων στρώσεων ανθεκτικών στη φθορά εργαλείων και Το πάχος του επιστρώματος κυμαίνεται από 2 έως 18 μm. Τα επιστρώματα έχουν συνήθως δύο λειτουργίες: αφενός, έχουν πολύ χαμηλότερο συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας από το υπόστρωμα εργαλείων και το υλικό κομματιού προς κατεργασία, αποδυναμώνοντας τη θερμική επίδραση του υποστρώματος εργαλείων. Από την άλλη πλευρά, μπορεί αποτελεσματικά να βελτιώσει την τριβή και την προσκόλληση κατά τη διάρκεια της τέμνουσας διαδικασίας, μειώνοντας την παραγωγή τέμνουσας θερμότητας. Το έχει τα χαμηλά χαρακτηριστικά τριβής, τα οποία μπορούν να μειώσουν την απώλεια του ιστού επιστρώματος. Το μπορεί να μειώσει τη φθορά της οπίσθιας επιφάνειας κοπής. Το επίστρωμα έχει υψηλότερη σκληρότητα. Το επίστρωμα έχει την άριστη επίδραση θερμικής μόνωσης. Σε σύγκριση με τα σκληρά τέμνοντα εργαλεία κραμάτων, τα ντυμένα σκληρά τέμνοντα εργαλεία κραμάτων έχουν βελτιωθεί σημαντικά από την άποψη της δύναμης, της σκληρότητας, και της αντοχής στη φθορά. Για την κοπή τεμαχίων προς κατεργασία με σκληρότητα 45-55Τα χαμηλού κόστους ντυμένα σκληρά κράματα μπορούν να επιτύχουν την κοπή υψηλής ταχύτητας. Τα τελευταία χρόνια, ορισμένοι κατασκευαστές έχουν βασιστεί στη βελτίωση των υλικών επιστρώματος και των αναλογίων, η οποία έχει βελτιώσει σημαντικά τις ιδιότητες των ντυμένων εργαλείων κοπής.

4. Κεραμικά υλικά

Το κεραμικό είναι ένα από τα υλικά κοπής εργαλείων που έχει αναπτυχθεί γρήγορα και έχει γίνει όλο και πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο τα τελευταία είκοσι χρόνια. Στο εγγύς μέλλον, η κεραμική μπορεί να οδηγήσει σε μια τρίτη επανάσταση στην τέμνουσα κατεργασία, μετά από χάλυβα υψηλής ταχύτητας και σκληρά κράματα.

Τα κεραμικά τέμνοντα εργαλεία έχουν πλεονεκτήματα όπως η υψηλή σκληρότητα (91-95υψηλής αντοχής (δύναμη κάμψης 750καλή αντοχή στη φθορά, καλή χημική σταθερότητα, καλή συγκολλητική αντίσταση, χαμηλό συντελεστή τριβής, και χαμηλό κόστος. Όχι μόνο αυτό, τα κεραμικά τέμνοντα εργαλεία έχουν επίσης υψηλή υψηλής θερμοκρασίας σκληρότητα, φτάνοντας 80σε 1200 ℃. Όταν χρησιμοποιούνται κανονικά, τα κεραμικά τέμνοντα εργαλεία έχουν μια εξαιρετικά μεγάλη διάρκεια ζωής, και η τέμνουσα ταχύτητα μπορεί να αυξηθεί με 2-5 φορές σε σύγκριση με τα σκληρά τέμνοντα εργαλεία κραμάτων. Είναι ιδιαίτερα κατάλληλα για την επεξεργασία υλικών υψηλής σκληρότητας, κατεργασία ακρίβειας, και κατεργασία υψηλής ταχύτητας. Μπορούν να επεξεργαστούν διάφορους τύπους σβηστού χάλυβα και σκληρυμένου χυτοσιδήρου με σκληρότητα έως 60Μπορούν να επεξεργαστούν. Συνήθως χρησιμοποιούνται τα κεραμικά βασισμένα στην αλουμίνα, τα κεραμικά βασισμένα στο νιτρίδιο πυριτίου και τα κεραμικά μετάλλων. Τα κεραμικά τέμνουσα εργαλεία με βάση την αλουμίνα έχουν υψηλότερη θερμική σκλήρυνση από τα σκληρά κράματα.Κάτω από τις υψηλής ταχύτητας τέμνουσες συνθήκες, η τέμνουσα άκρη γενικά δεν υφίσταται πλαστική παραμόρφωση, αλλά η αντοχή και η ανθεκτικότητά της είναι χαμηλότερες. Εκτός από την υψηλή θερμική σκληρότητα, τα κεραμικά βασισμένα στο νιτρίδιο πυριτίου έχουν επίσης καλή ανθεκτικότητα.Σε σύγκριση με τα κεραμικά βασισμένα στο οξείδιο του πυριτίου, το μειονέκτημά της είναι ότι είναι επιρρεπείς σε υψηλής θερμοκρασίας διάχυση κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας χάλυβα, η οποία εντείνει τη φθορά εργαλείων.Τα κεραμικά εργαλεία βασισμένα στο νιτρίδιο πυριτίου χρησιμοποιούνται κυρίως για τη διαλείπουσα περιστροφή και άλεση του γκρι χυτοσίδηρου. Το μέταλλο είναι ένα υλικό εργαλείων βασισμένο στα καρβίδια, παρόμοιο με τα σκληρά κράματα, αλλά με χαμηλότερη συγγένεια, καλή τριβή, και καλύτερη αντοχή στη φθορά Μπορεί να αντισταθεί υψηλότερες τέμνουσες θερμοκρασίες από τα συμβατικά σκληρά κράματα, αλλά στερείται της αντίστασης αντίκτυπου, της ανθεκτικότητας κατά τη διάρκεια της βαριάς κατεργασίας, και της δύναμης στις χαμηλές ταχύτητες και τα υψηλά ποσοστά τροφοδοσίας των σκληρών κραμάτων. Τα τελευταία χρόνια, μέσω εκτεταμένης έρευνας, βελτίωσης και υιοθέτησης νέων διαδικασιών κατασκευής, η δύναμη κάμψης και η ανθεκτικότητα των κεραμικών υλικών έχουν βελτιωθεί σημαντικά.Για παράδειγμα, η νέα μεταλλική κεραμική σειρά λεπίδων που αναπτύχθηκε από την εταιρεία μετάλλων στην Ιαπωνία και η σειρά μεταλλικών κεραμικών λεπίδων και η ντυμένη σειρά μεταλλικών κεραμικών λεπίδων που αναπτύχθηκε από την εταιρεία στη Σουηδία έχουν σημαντικά υψηλότερη δύναμη κάμψης και αντοχή στη φθορά από την συνηθισμένη κεραμική μετάλλων, επεκτείνοντας σημαντικά το εύρος εφαρμογής των κεραμικών υλικών.

5. Κιβικό νιτρίδιο βορίου (CBN)

Το είναι ένα τεχνητά συνθετικό υλικό υψηλής σκληρότητας, με σκληρότητα έως 7300-9000Η σκληρότητα και η αντοχή του είναι δεύτερη μόνο στο διαμάντι, και έχει εξαιρετική σκληρότητα υψηλής θερμοκρασίας Σε σύγκριση με τα κεραμικά τέμνοντα εργαλεία, η αντίσταση θερμότητας και η χημική σταθερότητα του είναι ελαφρώς χειρότερα, αλλά η ανθεκτικότητα αντίκτυπου και η αντι-συντριβή απόδοση του είναι καλύτερες.

Χρησιμοποιείται ευρέως για την κοπή σκληρυμένου χάλυβα (πάνω από 50γκρι χυτοσίδηρο, παγωμένο χυτοσίδηρο, και υψηλής θερμοκρασίας κράματα. Σε σύγκριση με τα σκληρά τέμνοντα εργαλεία κραμάτων, η τέμνουσα ταχύτητα της μπορεί να αυξηθεί με μια σειρά μεγέθους. Τα τέμνοντα εργαλεία με υψηλή περιεκτικότητα έχουν υψηλή σκληρότητα, καλή αντοχή στη φθορά, υψηλή συμπιεστική δύναμη, και καλή ανθεκτικότητα αντίκτυπου Ωστόσο, τα μειονεκτήματά τους είναι κακή θερμική σταθερότητα και χαμηλή χημική αδράνεια, καθιστώντας τα κατάλληλα για κοπή ανθεκτικών στη θερμότητα κραμάτων, χυτοσίδηρο, και με βάση το σίδηρο συμπυκνωμένα μέταλλα. Η περιεκτικότητα σε σωματίδια στα σύνθετα τέμνοντα εργαλεία είναι σχετικά χαμηλή, και τα κεραμικά χρησιμοποιούνται ως συνδετικά υλικά, με αποτέλεσμα τη χαμηλότερη σκληρότητα.Ωστόσο, αυτό αντισταθμίζει την κακή θερμική σταθερότητα και τη χαμηλή χημική αδράνεια του με την υψηλή περιεκτικότητα καθιστώντας το κατάλληλο για κοπή σκληρυμένου χάλυβα. Στον τομέα εφαρμογής κοπής γκρίζου χυτοσίδηρου και σβηστού χάλυβα, κεραμικά τέμνοντα εργαλεία και τέμνοντα εργαλεία είναι διαθέσιμα για ταυτόχρονη επιλογή. Όταν ξηρή κοπή σκληρυμένου χάλυβα, το κόστος χρήσης κεραμικών είναι χαμηλότερο από αυτό των υλικών επειδή τα κεραμικά τέμνοντα εργαλεία έχουν καλή θερμική και χημική σταθερότητα, αλλά δεν είναι τόσο σκληρά και σκληρά όσο τα τέμνοντα εργαλεία. Τα κεραμικά τέμνοντα εργαλεία είναι μια καλύτερη επιλογή κατά την κοπή τεμαχίων προς κατεργασία με σκληρότητα κάτω από 60και μικρά ποσοστά τροφοδοσίας. Τα τέμνοντα εργαλεία είναι κατάλληλα για καταστάσεις όπου η σκληρότητα κομματιού προς κατεργασία είναι υψηλότερη από 60ειδικά για την αυτοματοποιημένη και υψηλής ακρίβειας κατεργασία.

6. Πολυκρυσταλλικό διαμάντι (PCD)

Ως το σκληρότερο υλικό εργαλείων κοπής, έχει μια σκληρότητα έως 10000και την καλύτερη αντοχή στη φθορά. Μπορεί να επεξεργαστεί τα μαλακά μη σιδηρούχα μεταλλικά υλικά με υψηλή ταχύτητα (1000και ακρίβεια). Ωστόσο, είναι ευαίσθητο στον αντίκτυπο, εύκολο να σπάσει, και έχει μια ισχυρή συγγένεια με το σίδηρο στα σιδηρούχα μέταλλα, τα οποία μπορούν εύκολα να προκαλέσουν χημικές αντιδράσεις. Γενικά, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για την επεξεργασία μη σιδηρούχων μερών, όπως τα μη σιδηρούχα μέταλλα και τα κράματά τους, οι ίνες γυαλιού, η κεραμική εφαρμοσμένης μηχανικής, και τα σκληρά κράματα, τα οποία είναι εξαιρετικά σκληρά υλικά.