Veitsien kehityksellä on tärkeä asema ihmiskunnan kehityksen historiassa. Jo 2700-1900-luvuilla eKr. Kiinassa oli ilmestynyt messinki- ja kuparikartioita, porat, veitset ja muut kupariset veitset. Myöhään sotivien valtioiden aikana (3. vuosisadalla eKr.) kupariveitsiä valmistettiin hiiletystekniikan hallinnan ansiosta. Porissa ja sahoissa oli tuolloin joitain yhtäläisyyksiä nykyaikaisten litteiden porojen ja sahojen kanssa.
kuva
Lyhyt historia leikkaustyökaluista
Veitsien nopea kehitys tuli 1700-luvun lopulla koneiden, kuten höyrykoneiden, kehityksen myötä.
Vuonna 1783 ranskalainen René valmisti ensimmäisen kerran jyrsimiä. Vuonna 1923 saksalainen Schrotter keksi kovametallin. Sementoitua kovametallia käytettäessä tehokkuus on yli kaksinkertainen pikateräkseen verrattuna, ja myös leikkaamalla käsitellyn työkappaleen pinnan laatu ja mittatarkkuus paranevat huomattavasti.
Pikateräksen ja kovametallin korkean hinnan vuoksi saksalainen Degusa Company sai vuonna 1938 patentin keraamisille veitsille. Vuonna 1972 yhdysvaltalainen General Electric Company valmisti monikiteisiä synteettisiä timantteja ja monikiteisiä kuutiometrisiä boorinitriditeriä. Nämä ei-metalliset työkalumateriaalit mahdollistavat työkalun leikkaamisen suuremmilla nopeuksilla.
Vuonna 1969 ruotsalainen Sandvik Steel Works sai patentin titaanikarbidilla päällystettyjen kovametalliterästen valmistukseen kemiallisen höyrypinnoituksen avulla. Vuonna 1972 Bangsha ja Lagolan Yhdysvalloissa kehittivät fysikaalisen höyrypinnoitusmenetelmän kovaan titaanikarbidi- tai titaaninitridikerroksen päällystämiseksi kovametalli- tai pikaterästyökalujen pinnalle. Pintapinnoitusmenetelmässä pohjamateriaalin korkea lujuus ja sitkeys yhdistyvät pintakerroksen korkeaan kovuuteen ja kulutuskestävyyteen, jotta komposiittimateriaalilla on parempi leikkauskyky.
Korkean lämpötilan, korkean paineen, suuren nopeuden ja syövyttävissä nestemäisissä väliaineissa toimivien osien vuoksi käytetään yhä enemmän vaikeasti työstettäviä materiaaleja ja leikkausprosessoinnin automaatiotaso ja käsittelytarkkuuden vaatimukset ovat yhä korkeammat. . Työkalun kulmaa valittaessa on otettava huomioon eri tekijöiden, kuten työkappaleen materiaalin, työkalun materiaalin, työstöominaisuuksien (karkea- ja viimeistelytyöstö) jne. vaikutus, jotka tulee valita kohtuudella kulloisenkin tilanteen mukaan.
Yleisimmät työkalumateriaalit: pikateräs, kovametalli (mukaan lukien kermetti), keramiikka, CBN (kuutioboorinitridi), PCD (monikiteinen timantti), koska niiden kovuus on kovempi kuin yksi, joten yleisesti ottaen leikkausnopeus on myös Yksi on pidempi kuin toinen.
Työkalumateriaalien suorituskyvyn analyysi
Pikateräs: Se voidaan jakaa tavalliseen nopeaan teräkseen ja korkean suorituskyvyn nopeaan teräkseen.
Tavallista nopeaa terästä, kuten W18Cr4V, käytetään laajasti erilaisten monimutkaisten veitsien valmistuksessa. Sen leikkausnopeus ei yleensä ole liian suuri, ja se on 40-60m/min tavallisia teräsmateriaaleja leikattaessa.
Korkean suorituskyvyn nopea teräs, kuten W12Cr4V4Mo, sulatetaan lisäämällä hiilipitoisuutta, vanadiinipitoisuutta, kobolttia, alumiinia ja muita elementtejä tavalliseen nopeaan teräkseen. Sen kestävyys on 1.5-3 kertaa tavalliseen pikateräkseen verrattuna.
kuva
Sementoitu kovametalli: GB2075-87 (viitaten 190-standardiin) mukaan se voidaan jakaa kolmeen luokkaan: P, M ja K. P-tyypin kovametallia käytetään pääasiassa rautametallien käsittelyyn pitkillä lastuilla, ja sinistä käytetään merkkinä; M-tyyppiä käytetään pääasiassa. Sitä käytetään rautametallien ja ei-rautametallien käsittelyyn, ja se on merkitty keltaisella, joka tunnetaan myös yleiskäyttöisenä kovametallina. K-tyyppiä käytetään pääasiassa rautametallien, ei-rautametallien ja ei-metallisten materiaalien käsittelyyn lyhyillä lastuilla, ja se on merkitty punaisella.
P:n, M:n ja K:n takana olevat arabialaiset numerot osoittavat sen suorituskykyä ja käsittelykuormitusta tai käsittelyolosuhteita. Mitä pienempi luku, sitä korkeampi kovuus ja sitä huonompi sitkeys.
kuva
Keramiikka: Keraamisilla materiaaleilla on hyvä kulutuskestävyys ja ne voivat käsitellä erittäin kovia materiaaleja, joita on vaikea tai mahdoton käsitellä perinteisillä työkaluilla. Lisäksi keraamiset leikkaustyökalut voivat välttää hehkutusprosessin virrankulutuksen ja siten myös lisätä työkappaleen kovuutta ja pidentää konelaitteiston käyttöikää.
Keraamisen terän ja metallin välinen kitka on pieni leikattaessa, leikkaus ei ole helppo tarttua terään, eikä ole helppoa tuottaa rakenteellista reunaa, ja se voi suorittaa nopean leikkaamisen. Siksi samoissa olosuhteissa työkappaleen pinnan karheus on suhteellisen alhainen. Työkalun kestävyys on useita kertoja tai jopa kymmeniä kertoja suurempi kuin perinteisillä työkaluilla, mikä vähentää työkalujen vaihtoja työstön aikana.
Korkean lämpötilan kestävyys, hyvä punainen kovuus. Se voi leikata jatkuvasti 1200 asteessa, joten keraamisten terien leikkausnopeus voi olla paljon suurempi kuin sementoidun kovametallin. Se voi suorittaa nopean leikkauksen tai toteuttaa "korvaa hionta sorvauksella ja jyrsinnällä". Leikkaustehokkuus on 3-10 kertaa suurempi kuin perinteisillä leikkaustyökaluilla, ja saavutetaan työtuntien, sähkön ja työstökoneiden lukumäärän 30 prosentin -70 prosentin tai suurempi säästö.
kuva
CBN: Tämä on tällä hetkellä toiseksi kovimmin tunnettu materiaali. CBN-komposiittilevyn kovuus on yleensä HV3000 ~ 5000, jolla on korkea lämpöstabiilisuus ja korkea lämpötilan kovuus ja korkea hapettumiskestävyys. 1000 asteessa C ei tapahdu hapettumista, eikä kemiallista reaktiota tapahdu rautapohjaisten materiaalien kanssa lämpötilassa 1200-1300 C. Sillä on hyvä lämmönjohtavuus ja alhainen kitkakerroin.
kuva
Monikiteinen timantti-PCD: Timanttiveitsillä on korkea kovuus, korkea puristuslujuus, hyvä lämmönjohtavuus ja kulutuskestävyys, ja ne voivat saavuttaa korkean käsittelytarkkuuden ja käsittelytehokkuuden nopeassa leikkauksessa. Koska PCD:n rakenne on hienorakeinen timanttisintrattu kappale, jossa on eri suuntauksia, sen kovuus ja kulutuskestävyys ovat edelleen alhaisemmat kuin yksikidetimantilla sideaineen lisäyksestä huolimatta. Affiniteetti ei-rautametallien ja ei-metallisten materiaalien kanssa on hyvin pieni, eikä lastuja ole helppo tarttua työkalun kärkeen muodostamaan muodostuvan reunan käsittelyn aikana.
kuva
Tee yhteenveto
Jokaisen materiaalin käyttöalue
Pikateräs: käytetään pääasiassa tilanteissa, joissa vaaditaan suurta sitkeyttä, kuten muotoilutyökalut ja monimutkaiset muodot;
Sementoitu kovametalli: laajin valikoima sovelluksia, periaatteessa kykenevä;
Keramiikka: Käytetään pääasiassa karkeassa koneistuksessa ja kovien osien nopeassa koneistuksessa, sorvaus ja valurautaosat;
CBN: Käytetään pääasiassa kovien osien sorvauksessa ja valurautaosien nopeassa koneistuksessa (yleensä se on tehokkaampi kuin keramiikka kulutuskestävyyden, iskunkestävyyden ja murtumiskestävyyden suhteen);
PCD: Käytetään pääasiassa ei-rautametallien ja ei-metallisten materiaalien tehokkaaseen leikkaamiseen.
