การเลือกเครื่องมือและเครื่องมือเป็นหนึ่งในเนื้อหาที่สำคัญในกระบวนการกลึงซีเอ็นซีซึ่งไม่เพียง แต่ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพในการประมวลผลของเครื่องมือเครื่อง แต่ยังส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพการประมวลผล เมื่อเทียบกับวิธีการประมวลผลแบบดั้งเดิมเครื่องจักรกลซีเอ็นซีมีความต้องการที่สูงขึ้นสำหรับเครื่องมือและเครื่องมือ ไม่เพียง แต่ต้องการความแม่นยำสูงความแข็งแกร่งและความทนทานสูง แต่ยังต้องมีมิติที่มั่นคงติดตั้งง่ายและปรับ

วัสดุเครื่องมือตัดเฉือน CNC 1, เหล็กความเร็วสูง

เหล็กความเร็วสูงเรียกว่าเหล็กฟันและเหล็กสีขาว มันเป็นเหล็กโลหะผสมที่ประกอบด้วยทังสเตน (W), โมลิบดีนัม (Mo), โครเมียม (Cr), วาเนเดียม (V), โคบอลต์ (Co) และองค์ประกอบอื่น ๆ แบ่งออกเป็นสองชุดหลักของทังสเตนและโมลิบดีนัมเป็นวัสดุตัดแบบดั้งเดิม ความแข็งของอุณหภูมิปกติคือ 62 ~ 65HRC ความแข็งความร้อนสามารถเพิ่มขึ้นเป็น 500 ℃ ~ 600 ℃ การเสียรูปขนาดเล็กหลังจากดับง่ายต่อการลับคมและสามารถปลอมและตัดได้ ไม่เพียง แต่สามารถใช้ในการผลิตดอกสว่านเครื่องตัด แต่ยังสามารถทำเครื่องมือที่ซับซ้อนเช่นเครื่องตัดเกียร์เครื่องตัดขึ้นรูปและอื่น ๆ แต่เนื่องจากความเร็วในการตัดที่อนุญาตต่ำ (50 เมตร / นาที) จึงใช้ส่วนใหญ่ในการประมวลผลความเร็วต่ำของเครื่อง CNC เหล็กความเร็วสูงทั่วไปเป็นตัวแทนของ W18Cr4V

2, คาร์ไบด์ซีเมนต์

คาร์ไบด์ซีเมนต์เป็นผลิตภัณฑ์ผงโลหะที่ทำจากคาร์ไบด์ที่มีความแข็งสูงและจุดหลอมเหลว (WC, TiC, TaC, NbC ฯลฯ ) โดยใช้ Co, Mo, Ni เพื่อทำกาว ความแข็งของอุณหภูมิปกติสามารถเข้าถึง 74 ~ 82HRC และสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงจาก 800 ℃ ~ 1000 ℃ ต้นทุนการผลิตต่ำสามารถเล่นประสิทธิภาพการตัดที่ยอดเยี่ยมในความเร็วปานกลาง (150 เมตร / นาที) การตัดฟีดขนาดใหญ่จึงกลายเป็นวัสดุเครื่องมือที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องจักรกลซีเอ็นซี แต่ความเหนียวของผลกระทบและความแข็งแรงในการดัดงอต่ํากว่าเหล็กความเร็วสูงมาก ดังนั้นจึงไม่ค่อยทําเป็นเครื่องมือแบบเสาหิน ในการใช้งานจริงบล็อกคาร์ไบด์โดยทั่วไปจะถูกยึดกับตัวมีดโดยการเชื่อมหรือการยึดทางกล ทังสเตนคาร์ไบด์ที่ใช้กันทั่วไปมีสามประเภทหลักของทังสเตนโคบอลต์ (YG) โลหะผสม (YG8, YG6, YG3) ทังสเตนไทเทเนียม (YT) โลหะผสม (YT5, YT15, YT30) และทังสเตนไทเทเนียมแทนทาลัม (ไนโอเบียม) (YW), (YW1, YW2) โลหะผสม

3, คาร์ไบด์เคลือบ

เครื่องมือตัดคาร์ไบด์เคลือบเป็นชั้นหรือหลายชั้นของความต้านทานการสึกหรอที่ดีของ TiN, TiCN, TiAlN และ Al2O3 ฯลฯ ในเครื่องมือคาร์ไบด์ที่มีความเหนียวดีกว่าความหนาของการเคลือบคือ 2μm ~ 18μm การเคลือบผิวมักจะมีบทบาทสองด้าน: ในมือข้างหนึ่งมันมีค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนต่ำกว่าเมทริกซ์เครื่องมือและวัสดุชิ้นงานซึ่งช่วยลดการกระทำความร้อนของเมทริกซ์เครื่องมือ ในทางกลับกันสามารถปรับปรุงแรงเสียดทานและการยึดติดของกระบวนการตัดได้อย่างมีประสิทธิภาพและลดการสร้างความร้อนในการตัด TiN มีคุณสมบัติแรงเสียดทานต่ำซึ่งช่วยลดการสูญเสียเนื้อเยื่อเคลือบ TiCN สามารถลดการสึกหรอของใบมีดด้านหลัง ความแข็งของการเคลือบ TiCN สูงขึ้น การเคลือบ Al2O3 มีฉนวนความร้อนที่ดีเยี่ยม เครื่องมือตัดคาร์ไบด์เคลือบได้รับการปรับปรุงอย่างมากทั้งในด้านความแข็งแรงความแข็งและความต้านทานการสึกหรอเมื่อเทียบกับเครื่องมือตัดคาร์ไบด์ สำหรับการตัดชิ้นงานที่มีความแข็ง 45 ~ 55HRC คาร์ไบด์เคลือบต้นทุนต่ำสามารถตัดความเร็วสูงได้ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาผู้ผลิตบางรายได้พึ่งพาวิธีการปรับปรุงวัสดุเคลือบและสัดส่วนซึ่งทำให้ลักษณะของเครื่องมือเคลือบดีขึ้นอย่างมาก

4, วัสดุเซรามิก

เซรามิกเป็นหนึ่งในวัสดุเครื่องมือที่มีการพัฒนาอย่างรวดเร็วในช่วง 20 ปีที่ผ่านมาและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้น ในอนาคตอันใกล้เซรามิกอาจทำให้เกิดการปฏิวัติครั้งที่สามของการตัดเฉือนหลังจากเหล็กความเร็วสูงคาร์ไบด์ซีเมนต์

เครื่องมือเซรามิกมีข้อได้เปรียบของความแข็งสูง (91 ~ 95HRA) ความแข็งแรงสูง (ความแข็งแรงดัดเป็น 750MPa ~ 1000MPa) ความต้านทานการสึกหรอที่ดีเสถียรภาพทางเคมีที่ดีประสิทธิภาพการป้องกันการยึดเกาะที่ดีปัจจัยแรงเสียดทานต่ำและราคาต่ำ ไม่เพียงแค่นั้นเครื่องตัดเซรามิกยังมีความแข็งที่อุณหภูมิสูงมากความแข็งถึง 80HRA ที่ 1200 ℃ เมื่อใช้งานปกติอายุการใช้งานของเครื่องมือเซรามิกจะยาวนานมากและความเร็วในการตัดสามารถเพิ่มขึ้น 2 ~ 5 เท่าเมื่อเทียบกับเครื่องมือคาร์ไบด์โดยเฉพาะอย่างยิ่งเหมาะสำหรับการประมวลผลวัสดุที่มีความแข็งสูงการตกแต่งและการประมวลผลความเร็วสูงการประมวลผลความแข็งถึง 60HRC ของเหล็กชุบแข็งและเหล็กหล่อชุบแข็งเป็นต้น ใช้กันทั่วไปคือเซรามิกอลูมินาที่ใช้ซิลิคอนไนไตรด์เซรามิกและโลหะเซรามิก ฯลฯ อลูมิเนียมออกไซด์ฐานเครื่องมือเซรามิกมีความร้อนสูงกว่าคาร์ไบด์ซีเมนต์ ตัดขอบในสถานะตัดความเร็วสูงโดยทั่วไปจะไม่ก่อให้เกิดการเสียรูปพลาสติก แต่ความแข็งแรงและความเหนียวต่ำ เซรามิกซิลิคอนไนไตรด์นอกเหนือจากความแข็งความร้อนสูงยังมีความเหนียวที่ดีเมื่อเทียบกับเซรามิกซิลิกอนออกไซด์ข้อเสียของมันคือเมื่อประมวลผลเหล็กได้ง่ายในการผลิตการแพร่กระจายของอุณหภูมิสูงทำให้การสึกหรอของเครื่องมือรุนแรงขึ้น ซิลิคอนไนไตรด์เซรามิกเครื่องมือส่วนใหญ่ใช้ในการเปลี่ยนเหล็กหล่อสีเทาเป็นระยะ ๆ และการกัดเหล็กหล่อสีเทา โลหะเซรามิคเป็นชนิดของคาร์ไบด์เป็นวัสดุเมทริกซ์และวัสดุเครื่องมือที่คล้ายกับคาร์ไบด์ซีเมนต์ แต่มีความสัมพันธ์ที่ต่ำกว่าแรงเสียดทานที่ดีและทนต่อการสึกหรอได้ดีกว่าคาร์ไบด์ซีเมนต์ทั่วไปสามารถทนต่ออุณหภูมิการตัดที่สูงขึ้น แต่ขาดความต้านทานต่อแรงกระแทกของคาร์ไบด์ซีเมนต์ความเหนียวเมื่องานหนักและความแข็งแรงเมื่อฟีดขนาดใหญ่ที่ความเร็วต่ำ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาผ่านการวิจัยการปรับปรุงและการนำกระบวนการผลิตใหม่มาใช้ความแข็งแรงการดัดและความเหนียวของวัสดุเซรามิกได้รับการปรับปรุงอย่างมากเช่นเซรามิกโลหะชนิดใหม่ NX2525 ที่พัฒนาโดย Mitsubishi Metal Corporation ประเทศญี่ปุ่น Mitsubishi Metal Corporation ในประเทศสวีเดน ผลิตภัณฑ์ CT Series และใบมีดเซรามิคเคลือบโลหะทั้งความแข็งแรงดัดและความต้านทานการสึกหรอสูงกว่าโลหะเซรามิกทั่วไปซึ่งช่วยขยายขอบเขตการใช้งานของวัสดุเซรามิคได้อย่างมาก

5, ลูกบาศก์โบรอนไนไตรด์ (CBN)

CBN เป็นวัสดุที่มีความแข็งสูงสังเคราะห์ความแข็งของมันสามารถเข้าถึง 7300 ~ 9000HV ความแข็งและความต้านทานการสึกหรอเป็นรองเพียงเพชรและมีความแข็งที่อุณหภูมิสูงที่ดีเยี่ยมเมื่อเทียบกับเครื่องมือเซรามิกความต้านทานความร้อนและความมั่นคงทางเคมีของมันแย่ลงเล็กน้อย แต่ความเหนียวของผลกระทบและความต้านทานต่อการแตกดีกว่า

มันใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการตัดเหล็กชุบแข็ง (สูงกว่า 50HRC), เหล็กหล่อสีเทามุก, เหล็กหล่อเย็นและโลหะผสมอุณหภูมิสูง ฯลฯ เมื่อเทียบกับเครื่องมือคาร์ไบด์ความเร็วในการตัดสามารถเพิ่มระดับปริมาณได้ เครื่องมือ PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) ที่มีปริมาณ CBN สูงมีความแข็งสูงทนต่อการสึกหรอได้ดีกำลังรับแรงอัดสูงและความเหนียวแรงกระแทกที่ดี ข้อเสียของมันคือความมั่นคงทางความร้อนที่ไม่ดีและความเฉื่อยทางเคมีต่ำ เหมาะสำหรับการตัดโลหะผสมทนความร้อนเหล็กหล่อและโลหะเผาในระบบเหล็ก เนื้อหาของอนุภาค CBN ต่ำในเครื่องมือตัด PCBN คอมโพสิต ใช้เซรามิกเป็นกาว ความแข็งของมันต่ำ แต่ชดเชยลักษณะของความเสถียรทางความร้อนที่ไม่ดีและความเฉื่อยทางเคมีต่ำของ PCBN ที่มีเนื้อหา CBN สูง เหมาะสำหรับการตัดเหล็กชุบแข็ง ในด้านการใช้งานสำหรับการตัดเหล็กหล่อสีเทาและเหล็กชุบแข็งเครื่องมือเซรามิกและเครื่องมือ CBN สามารถเลือกได้ในเวลาเดียวกัน เมื่อทำการตัดแห้งของเหล็กชุบแข็งค่าใช้จ่ายในการเลือกเซรามิก Al2O3 จะต่ำกว่าวัสดุ PCBN เนื่องจากเครื่องมือเซรามิกมีเสถียรภาพทางเคมีความร้อนที่ดี แต่ไม่ดีเท่ากับความเหนียวและความแข็งของเครื่องมือ PCBN เมื่อตัดชิ้นงานที่มีความแข็งต่ำกว่า 60HRC และปริมาณฟีดขนาดเล็กเครื่องมือเซรามิกเป็นทางเลือกที่ดีกว่า เครื่องมือตัด PCBN เหมาะสำหรับชิ้นงานที่มีความแข็งสูงกว่า 60HRC โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีความสำคัญมากขึ้นเมื่อการประมวลผลอัตโนมัติและการประมวลผลที่มีความแม่นยำสูง

6, เพชรโพลีคาร์บอเนต (PCD)

PCD เป็นวัสดุเครื่องมือที่ยากที่สุดความแข็งสามารถเข้าถึง 10000HV มีความต้านทานการสึกหรอที่ดีที่สุดมีความสามารถในการประมวลผลวัสดุโลหะที่ไม่ใช่เหล็กที่อ่อนนุ่มด้วยความเร็วสูง (1000 เมตร / นาที) และความแม่นยำสูง แต่มีความไวต่อแรงกระแทกและแตกหักได้ง่าย นอกจากนี้ยังมีความสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งกับเหล็กในโลหะเหล็กและง่ายต่อการทำให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมีโดยทั่วไปสามารถใช้สำหรับการประมวลผลชิ้นส่วนที่ไม่ใช่เหล็กเช่นโลหะที่ไม่ใช่เหล็กและโลหะผสมใยแก้วเซรามิควิศวกรรมและคาร์ไบด์และวัสดุที่แข็งมาก