Gall y cyfuniad o offer prosesu uwch ac offer torri CNC perfformiad uchel roi chwarae llawn i'w berfformiad dyledus a chyflawni buddion economaidd da. Gyda datblygiad cyflym deunyddiau offer torri, mae amrywiol ddeunyddiau offer torri newydd wedi gwella eu priodweddau ffisegol, mecanyddol a pherfformiad torri yn fawr, ac mae eu hystod cymhwyso hefyd wedi parhau i ehangu.
llun
1. Dylai fod gan ddeunyddiau offer briodweddau sylfaenol
yr
Mae gan y dewis o ddeunydd offer ddylanwad mawr ar fywyd offer, effeithlonrwydd prosesu, ansawdd prosesu a chost prosesu. Pan fydd yr offeryn yn torri, rhaid iddo ddwyn effeithiau pwysedd uchel, tymheredd uchel, ffrithiant, sioc a dirgryniad. Felly, dylai'r deunydd offeryn fod â'r priodweddau sylfaenol canlynol:
(1) Caledwch a gwrthsefyll gwisgo. Rhaid i galedwch y deunydd offeryn fod yn uwch na chaledwch y deunydd darn gwaith, yn gyffredinol uwchlaw 60HRC. Po anoddaf yw'r deunydd offeryn, y gorau yw'r ymwrthedd gwisgo.
(2) Cryfder a chaledwch. Dylai fod gan ddeunyddiau offer gryfder a chaledwch uchel i wrthsefyll grymoedd torri, siociau a dirgryniadau, ac atal toriadau brau a naddu offer.
(3) Gwrthiant gwres. Mae ymwrthedd gwres y deunydd offeryn yn well, gall wrthsefyll tymheredd torri uchel, ac mae ganddo ymwrthedd ocsideiddio da.
(4) Perfformiad prosesau ac economi. Dylai fod gan ddeunyddiau offer berfformiad gofannu da, perfformiad triniaeth wres, perfformiad weldio, perfformiad malu, ac ati, a dylent ddilyn cymhareb pris perfformiad uchel.
2. Mathau, priodweddau, nodweddion a chymwysiadau deunyddiau offer
1. Mathau, priodweddau a nodweddion deunyddiau offer diemwnt a chymwysiadau offer
Mae diemwnt yn allotrope o garbon, a dyma'r deunydd anoddaf a geir ym myd natur. Mae gan offer diemwnt galedwch uchel, ymwrthedd gwisgo uchel a dargludedd thermol uchel, ac fe'u defnyddir yn eang wrth brosesu metelau anfferrus a deunyddiau anfetelaidd. Yn enwedig wrth dorri aloion alwminiwm a silicon-alwminiwm yn gyflym, offer diemwnt yw'r prif fathau o offer torri sy'n anodd eu disodli. Mae offer diemwnt a all gyflawni effeithlonrwydd uchel, sefydlogrwydd uchel, a pheiriannu oes hir yn offer anhepgor a phwysig mewn peiriannu CNC modern.
llun
⑴ Mathau o offer diemwnt
① Offeryn diemwnt naturiol: Mae diemwnt naturiol wedi'i ddefnyddio fel offeryn torri ers cannoedd o flynyddoedd. Mae'r offeryn diemwnt grisial sengl naturiol wedi'i falu'n fân, a gall yr ymyl flaen fod yn diriog iawn. Gall y radiws blaengar gyrraedd 0.002μm, a all wireddu torri uwch-denau a gall Mae'n arf peiriannu tra-gywirdeb cydnabyddedig, delfrydol ac unigryw ar gyfer prosesu trachywiredd workpiece hynod o uchel a garwedd wyneb hynod o isel.
② Offeryn diemwnt PCD: Mae diemwnt naturiol yn ddrud, a defnyddir diemwnt polycrystalline (PCD) yn eang wrth dorri. Ers y 1970au cynnar, datblygwyd diemwnt polycrystalline (Diemwnt Polycrystalline, PCD yn fyr) Ar ôl llwyddiant, mae diemwnt polycrystalline artiffisial wedi disodli offer diemwnt naturiol mewn sawl achlysur. Mae deunyddiau crai PCD yn gyfoethog mewn ffynonellau, a dim ond ychydig o ddegau i un rhan o ddeg o ddiamwntau naturiol yw ei bris.
Ni all offer PCD falu ymylon miniog iawn, ac nid yw ansawdd wyneb y darnau gwaith wedi'u prosesu cystal â diemwnt naturiol. Nid yw'n gyfleus cynhyrchu mewnosodiadau PCD gyda thorwyr sglodion yn y diwydiant. Felly, dim ond ar gyfer torri metelau anfferrus ac anfetelau y gellir defnyddio PCD, ac mae'n anodd cyflawni torri drych tra-fanwl.
③ offer diemwnt CVD: O ddiwedd y 1970au i'r 1980au cynnar, ymddangosodd technoleg diemwnt CVD yn Japan. Mae diemwnt CVD yn cyfeirio at synthesis ffilm diemwnt ar swbstradau heterogenaidd (fel carbid wedi'i smentio, cerameg, ac ati) trwy ddyddodiad anwedd cemegol (CVD). Mae gan diemwnt CVD yn union yr un strwythur a nodweddion â diemwnt naturiol.
Mae perfformiad diemwnt CVD yn agos iawn at berfformiad diemwnt naturiol, ac mae ganddo fanteision diemwnt grisial sengl naturiol a diemwnt polycrystalline (PCD), ac mae'n goresgyn eu diffygion i raddau.
⑵ Nodweddion perfformiad offer diemwnt
① Caledwch eithriadol o uchel a gwrthsefyll gwisgo: Diemwnt naturiol yw'r sylwedd anoddaf a geir mewn natur. Mae gan ddiamwnt wrthwynebiad gwisgo hynod o uchel. Wrth brosesu deunyddiau caledwch uchel, mae bywyd offer diemwnt 10 i 100 gwaith yn fwy nag offer carbid sment, neu hyd yn oed gannoedd o weithiau.
② Mae ganddo gyfernod ffrithiant isel iawn: mae'r cyfernod ffrithiant rhwng diemwnt a rhai metelau anfferrus yn is nag offer torri eraill, mae'r cyfernod ffrithiant yn isel, mae'r dadffurfiad wrth brosesu yn fach, a gall y grym torri. cael ei leihau.
③ Mae'r ymyl flaen yn finiog iawn: gellir hogi ymyl offer diemwnt, a gall yr offeryn diemwnt grisial sengl naturiol fod mor uchel â 0.002-0.008μm, y gellir ei ddefnyddio ar gyfer ultra - torri tenau a pheiriannu tra-gywirdeb.
④ Mae ganddo ddargludedd thermol uchel: mae gan ddiamwnt ddargludedd thermol uchel a thrylededd thermol, mae torri gwres yn hawdd ei wasgaru, ac mae tymheredd rhan dorri'r offeryn yn isel.
⑤ Cyfernod ehangu thermol isel: Mae cyfernod ehangu thermol diemwnt sawl gwaith yn llai na chyfernod carbid wedi'i smentio, ac mae'r newid ym maint yr offer a achosir gan dorri gwres yn fach iawn, sy'n arbennig o bwysig ar gyfer peiriannu manwl gywir ac uwch-fanwl sy'n gofyn am uchel. cywirdeb dimensiwn.
⑶ Cymhwyso offer diemwnt
Defnyddir offer diemwnt yn bennaf ar gyfer torri mân a diflasu metelau anfferrus a deunyddiau anfetelaidd ar gyflymder uchel. Mae'n addas ar gyfer prosesu gwahanol fathau o anfetelau sy'n gwrthsefyll traul, megis bylchau meteleg powdr FRP, deunyddiau ceramig, ac ati; metelau anfferrus amrywiol sy'n gwrthsefyll traul, megis amrywiol aloion silicon-alwminiwm; prosesu gorffen metel anfferrus amrywiol.
Anfantais offer diemwnt yw bod ganddynt sefydlogrwydd thermol gwael. Pan fydd y tymheredd torri yn fwy na 700 gradd i 800 gradd, bydd yn colli ei galedwch yn llwyr; yn ogystal, nid yw'n addas ar gyfer torri metelau fferrus, oherwydd diemwnt (carbon) yn hawdd i bondio â haearn ar dymheredd uchel. Mae'r weithred atomig yn trosi'r atomau carbon yn strwythur graffit, ac mae'r offeryn yn cael ei niweidio'n hawdd.
2. Mathau, priodweddau a nodweddion deunyddiau offer boron nitrid ciwbig a chymwysiadau offer
Mae boron nitrid ciwbig (CBN), yr ail ddeunydd superhard wedi'i syntheseiddio trwy ddull tebyg i ddiemwnt, yn ail yn unig i ddiemwnt o ran caledwch a dargludedd thermol. Mae ganddo sefydlogrwydd thermol ardderchog a gellir ei gynhesu i 10,000 gradd yn yr atmosffer. Nid yw ocsidiad yn digwydd. Mae gan CBN briodweddau cemegol hynod sefydlog ar gyfer metelau fferrus a gellir eu defnyddio'n helaeth wrth brosesu cynhyrchion dur.
llun
⑴ Mathau o offer torri boron nitrid ciwbig
Mae boron nitrid ciwbig (CBN) yn sylwedd nad yw'n bodoli mewn natur. Gellir ei rannu'n grisial sengl a polycrystalline, hynny yw, grisial sengl CBN a boron nitrid ciwbig polycrystalline (bornnitride ciwbig Polycrystalline, y cyfeirir ato fel PCBN). Mae CBN yn un o isomerau boron nitrid (BN), ac mae ei adeiledd yn debyg i strwythur diemwnt.
Mae PCBN (nitrid boron ciwbig polycrystalline) yn ddeunydd polycrystalline sy'n sinterio deunyddiau CBN dirwy trwy gyfnod bondio (TiC, TiN, Al, Ti, ac ati) o dan dymheredd uchel a phwysau uchel. Deunydd offeryn diemwnt, mae'n a diemwnt y cyfeirir ato ar y cyd fel deunydd offeryn superhard. Defnyddir PCBN yn bennaf i wneud cyllyll neu offer eraill.
Gellir rhannu offer PCBN yn fewnosodiadau PCBN annatod a mewnosodiadau cyfansawdd PCBN wedi'u sintro â carbid smentio.
Gwneir mewnosodiadau cyfansawdd PCBN trwy sintro haen o PCBN â thrwch o {{{{}}}}.5 i 1.0mm ar garbid wedi'i smentio â chryfder a chaledwch da. Mae gan ei berfformiad wydnwch da a chaledwch uchel a gwrthsefyll gwisgo. Mae problemau cryfder plygu isel ac anawsterau weldio mewnosodiadau CBN yn cael eu datrys.
⑵ Prif briodweddau a nodweddion boron nitrid ciwbig
Er bod caledwch boron nitrid ciwbig ychydig yn israddol i diemwnt, mae'n llawer uwch na deunyddiau caledwch uchel eraill. Mantais ragorol CBN yw bod ei sefydlogrwydd thermol yn llawer uwch na diemwnt, a all gyrraedd uwchlaw 1200 gradd (700-800 gradd ar gyfer diemwnt). adwaith. Mae prif nodweddion perfformiad boron nitrid ciwbig fel a ganlyn.
① Caledwch uchel a gwrthsefyll traul: Mae strwythur grisial CBN yn debyg i strwythur diemwnt, ac mae ganddo galedwch a chryfder tebyg i ddiamwnt. Mae PCBN yn arbennig o addas ar gyfer prosesu deunyddiau caledwch uchel a allai fod yn ddaear o'r blaen yn unig, a gall gael gwell ansawdd arwyneb y darnau gwaith.
② Sefydlogrwydd thermol uchel: Gall gwrthiant gwres CBN gyrraedd 1400-1500 gradd, sydd bron i 1 gwaith yn uwch na diemwnt (700-800 gradd). Gall offer PCBN dorri aloion tymheredd uchel a duroedd caled ar gyflymder 3 i 5 gwaith yn uwch na chyflymder offer carbid sment.
③ Sefydlogrwydd cemegol rhagorol: Nid oes ganddo ryngweithio cemegol â deunyddiau haearn ar 1200-1300 gradd, ac ni fydd yn gwisgo mor sydyn â diemwnt, a gall barhau i gynnal caledwch carbid smentio ar hyn o bryd; Mae offer PCBN yn addas ar gyfer torri Rhannau dur caled a haearn bwrw oer, gellir eu defnyddio'n helaeth wrth dorri haearn bwrw yn gyflym.
④ Dargludedd thermol da: Er nad yw dargludedd thermol CBN cystal â diemwnt, mae dargludedd thermol PCBN yn ail yn unig i ddiamwnt ymhlith gwahanol ddeunyddiau offer, ac mae'n llawer uwch na dur cyflym a charbid wedi'i smentio.
⑤ Cyfernod ffrithiant isel: Gall cyfernod ffrithiant isel leihau'r grym torri wrth dorri, lleihau'r tymheredd torri, a gwella ansawdd yr arwyneb wedi'i durnio.
⑶ Cymhwysiad offeryn nitrid boron ciwbig
Mae boron nitrid ciwbig yn addas ar gyfer gorffen gwahanol ddeunyddiau anodd eu torri megis dur caled, haearn bwrw caled, aloi tymheredd uchel, aloi caled, a deunyddiau chwistrellu wyneb. Gall y cywirdeb peiriannu gyrraedd IT5 (IT6 yw'r twll), a gall y garwedd arwyneb fod mor fach â Ra1.25-0.20μm.
Mae gan ddeunydd offer boron nitrid ciwbig galedwch a chryfder plygu gwael. Felly, nid yw offer troi nitrid boron ciwbig yn addas ar gyfer peiriannu garw gyda chyflymder isel a llwyth effaith uchel; Bydd ymyl adeiledig difrifol yn digwydd yn achos metel, a fydd yn dirywio'r wyneb durniwyd.
3. Mathau, priodweddau a nodweddion deunyddiau offer ceramig a chymwysiadau offer
Mae gan offer torri ceramig nodweddion caledwch uchel, ymwrthedd gwisgo da, ymwrthedd gwres rhagorol a sefydlogrwydd cemegol, ac nid ydynt yn hawdd eu bondio â metel. Mae offer torri ceramig mewn sefyllfa bwysig iawn mewn peiriannu CNC. Mae offer torri ceramig wedi dod yn un o'r prif offer torri ar gyfer torri a phrosesu deunyddiau anodd eu peiriant yn gyflym. Defnyddir offer torri ceramig yn eang mewn torri cyflym, torri sych, torri caled a thorri deunyddiau anodd eu peiriant. Gall cyllyll ceramig brosesu deunyddiau uchel-galed yn effeithlon na all cyllyll traddodiadol eu prosesu o gwbl, a sylweddoli "disodli malu â char"; gall y cyflymder torri gorau posibl o gyllyll ceramig fod 2 i 10 gwaith yn uwch na chyllyll carbid wedi'i smentio, gan wella'n fawr effeithlonrwydd cynhyrchu prosesu torri Y prif ddeunydd crai a ddefnyddir mewn deunyddiau offer ceramig yw'r elfen fwyaf helaeth yng nghramen y ddaear. Felly, mae poblogeiddio a chymhwyso offer ceramig o arwyddocâd mawr i wella cynhyrchiant, lleihau costau prosesu, ac arbed metelau gwerthfawr strategol, a bydd hefyd yn hyrwyddo datblygiad technoleg torri yn fawr. cynnydd.
llun
⑴ Mathau o ddeunyddiau offer ceramig
Yn gyffredinol, gellir rhannu'r mathau o ddeunyddiau offer ceramig yn dri chategori: cerameg sy'n seiliedig ar alwmina, cerameg sy'n seiliedig ar nitrid silicon, a serameg cyfansawdd silicon nitrid-alwminaidd. Yn eu plith, deunyddiau offer ceramig sy'n seiliedig ar alwmina a silicon nitrid yw'r rhai a ddefnyddir fwyaf. Mae perfformiad serameg sy'n seiliedig ar nitrid silicon yn well na serameg sy'n seiliedig ar alwmina.
⑵ Perfformiad a nodweddion offer torri ceramig
Mae nodweddion perfformiad offer torri ceramig fel a ganlyn:
① Caledwch uchel a gwrthsefyll gwisgo da: Er nad yw caledwch offer ceramig mor uchel â chaledwch PCD a PCBN, mae'n llawer uwch na charbid smentedig ac offer dur cyflym, gan gyrraedd 93-95HRA. Gall offer ceramig brosesu deunyddiau caledwch uchel sy'n anodd eu prosesu gydag offer traddodiadol, ac sy'n addas ar gyfer torri cyflym a thorri caled.
② Gwrthiant tymheredd uchel a gwrthsefyll gwres da: Gall offer ceramig barhau i dorri ar dymheredd uchel uwchlaw 1200 gradd. Mae gan gyllyll ceramig briodweddau mecanyddol tymheredd uchel da, ac mae ymwrthedd ocsideiddio cyllyll ceramig A12O3 yn arbennig o dda. Hyd yn oed os yw'r ymyl flaen mewn cyflwr coch-poeth, gellir ei ddefnyddio'n barhaus. Felly, gall offer ceramig gyflawni torri sych, a all arbed hylif torri.
③ Sefydlogrwydd cemegol da: nid yw offer torri ceramig yn hawdd i'w bondio â metel, ac maent yn gwrthsefyll cyrydiad ac yn sefydlog yn gemegol, a all leihau traul bondio offer torri.
④ Cyfernod ffrithiant isel: Mae'r affinedd rhwng offer torri ceramig a metel yn fach, ac mae'r cyfernod ffrithiant yn isel, a all leihau'r grym torri a'r tymheredd torri.
⑶ Cymhwyso cyllyll ceramig
Cerameg yw un o'r deunyddiau offer a ddefnyddir yn bennaf ar gyfer gorffennu cyflym a lled-orffen. Mae offer torri ceramig yn addas ar gyfer torri pob math o haearn bwrw (haearn bwrw llwyd, haearn hydwyth, haearn bwrw hydrin, haearn bwrw oer, haearn bwrw aloi uchel sy'n gwrthsefyll traul) a dur (dur strwythurol carbon, dur strwythurol aloi, dur cryfder uchel , dur manganîs uchel, dur diffodd ac ati), gellir ei ddefnyddio hefyd i dorri aloion copr, graffit, plastigau peirianneg a deunyddiau cyfansawdd.
Mae yna broblemau cryfder plygu isel a chadernid effaith wael ym mherfformiad deunyddiau offer ceramig, nad ydynt yn addas i'w torri o dan lwyth cyflymder ac effaith isel.
llun
4. Priodweddau a Nodweddion Deunyddiau Offer Torri Gorchuddio a Chymhwyso Offer Torri
Mae gorchuddio'r offeryn yn un o'r ffyrdd pwysig o wella perfformiad yr offeryn. Mae ymddangosiad offer torri wedi'i orchuddio wedi gwneud datblygiad mawr ym mherfformiad torri offer torri. Mae'r offeryn wedi'i orchuddio wedi'i orchuddio ag un neu fwy o haenau o gyfansoddyn anhydrin gydag ymwrthedd gwisgo da ar y corff offer llymach, sy'n cyfuno'r swbstrad offeryn â'r cotio caled, fel bod perfformiad yr offeryn yn gwella'n fawr. Gall offer torri gorchuddio wella effeithlonrwydd prosesu, gwella cywirdeb prosesu, ymestyn oes offer a lleihau costau prosesu.
Mae tua 80 y cant o'r offer torri a ddefnyddir mewn offer peiriant CNC newydd yn defnyddio offer gorchuddio. Offer torri gorchuddio fydd yr amrywiaeth offer pwysicaf ym maes peiriannu CNC yn y dyfodol.
llun
⑴ Mathau o offer wedi'u gorchuddio
Yn ôl gwahanol ddulliau cotio, gellir rhannu offer gorchuddio yn offer gorchuddio dyddodiad anwedd cemegol (CVD) ac offer gorchuddio dyddodiad anwedd corfforol (PVD). Yn gyffredinol, mae offer carbid wedi'i orchuddio yn defnyddio dyddodiad anwedd cemegol, ac mae'r tymheredd dyddodiad tua 1000 gradd. Yn gyffredinol, mae offer dur cyflymder uchel wedi'u gorchuddio yn defnyddio dyddodiad anwedd corfforol, ac mae tymheredd y dyddodiad tua 500 gradd;
Yn ôl y gwahanol ddeunyddiau swbstrad o offer wedi'u gorchuddio, gellir rhannu offer wedi'u gorchuddio yn offer gorchuddio carbid, offer gorchuddio dur cyflym, ac offer gorchuddio ar gerameg a deunyddiau superhard (diemwnt a boron nitrid ciwbig).
Yn ôl natur y deunydd cotio, gellir rhannu offer gorchuddio yn ddau gategori, sef offer gorchuddio "caled" ac offer gorchuddio 'meddal'. Y prif nodau a ddilynir gan offer gorchuddio "caled" yw caledwch uchel a gwrthsefyll gwisgo Ei brif fanteision yw caledwch uchel a gwrthsefyll gwisgo da, yn nodweddiadol haenau TiC a TiN. Y nod a ddilynir gan offer cotio "meddal" yw cyfernod ffrithiant isel, a elwir hefyd yn offer hunan-iro, ac mae ei ffrithiant gyda'r deunydd workpiece Mae'r cyfernod yn isel iawn, dim ond tua 0.1, a all leihau bondio, lleihau ffrithiant, lleihau grym torri a thymheredd torri.
Yn ddiweddar datblygodd offeryn nano-araen (Nanoeoating). Gall yr offeryn gorchuddio hwn ddefnyddio gwahanol gyfuniadau o ddeunyddiau cotio amrywiol (fel metel / metel, metel / cerameg, cerameg / cerameg, ac ati) i fodloni gwahanol ofynion swyddogaethol a pherfformiad. Gall gorchudd nano a ddyluniwyd yn gywir wneud i'r deunydd offeryn gael swyddogaethau gwrth-ffrithiant a gwrth-wisgo rhagorol ac eiddo hunan-iro, sy'n addas ar gyfer torri sych cyflym.
⑵ Nodweddion offer wedi'u gorchuddio
Mae nodweddion perfformiad offer wedi'u gorchuddio fel a ganlyn:
① Perfformiad mecanyddol a thorri da: Mae offer gorchuddio yn cyfuno priodweddau rhagorol y deunydd sylfaen a'r deunydd cotio, sydd nid yn unig yn cynnal caledwch da a chryfder uchel y sylfaen.
Gall y cyfuniad o offer prosesu uwch ac offer torri CNC perfformiad uchel roi chwarae llawn i'w berfformiad dyledus a chyflawni buddion economaidd da. Gyda datblygiad cyflym deunyddiau offer torri, mae amrywiol ddeunyddiau offer torri newydd wedi gwella eu priodweddau ffisegol, mecanyddol a pherfformiad torri yn fawr, ac mae eu hystod cymhwyso hefyd wedi parhau i ehangu.
llun
1. Dylai fod gan ddeunyddiau offer briodweddau sylfaenol
yr
Mae gan y dewis o ddeunydd offer ddylanwad mawr ar fywyd offer, effeithlonrwydd prosesu, ansawdd prosesu a chost prosesu. Pan fydd yr offeryn yn torri, rhaid iddo ddwyn effeithiau pwysedd uchel, tymheredd uchel, ffrithiant, sioc a dirgryniad. Felly, dylai'r deunydd offeryn fod â'r priodweddau sylfaenol canlynol:
(1) Caledwch a gwrthsefyll gwisgo. Rhaid i galedwch y deunydd offeryn fod yn uwch na chaledwch y deunydd darn gwaith, yn gyffredinol uwchlaw 60HRC. Po anoddaf yw'r deunydd offeryn, y gorau yw'r ymwrthedd gwisgo.
(2) Cryfder a chaledwch. Dylai fod gan ddeunyddiau offer gryfder a chaledwch uchel i wrthsefyll grymoedd torri, siociau a dirgryniadau, ac atal toriadau brau a naddu offer.
(3) Gwrthiant gwres. Mae ymwrthedd gwres y deunydd offeryn yn well, gall wrthsefyll tymheredd torri uchel, ac mae ganddo ymwrthedd ocsideiddio da.
(4) Perfformiad prosesau ac economi. Dylai fod gan ddeunyddiau offer berfformiad gofannu da, perfformiad triniaeth wres, perfformiad weldio, perfformiad malu, ac ati, a dylent ddilyn cymhareb pris perfformiad uchel.
2. Mathau, priodweddau, nodweddion a chymwysiadau deunyddiau offer
1. Mathau, priodweddau a nodweddion deunyddiau offer diemwnt a chymwysiadau offer
Mae diemwnt yn allotrope o garbon, a dyma'r deunydd anoddaf a geir ym myd natur. Mae gan offer diemwnt galedwch uchel, ymwrthedd gwisgo uchel a dargludedd thermol uchel, ac fe'u defnyddir yn eang wrth brosesu metelau anfferrus a deunyddiau anfetelaidd. Yn enwedig wrth dorri aloion alwminiwm a silicon-alwminiwm yn gyflym, offer diemwnt yw'r prif fathau o offer torri sy'n anodd eu disodli. Mae offer diemwnt a all gyflawni effeithlonrwydd uchel, sefydlogrwydd uchel, a pheiriannu oes hir yn offer anhepgor a phwysig mewn peiriannu CNC modern.
llun
⑴ Mathau o offer diemwnt
① Offeryn diemwnt naturiol: Mae diemwnt naturiol wedi'i ddefnyddio fel offeryn torri ers cannoedd o flynyddoedd. Mae'r offeryn diemwnt grisial sengl naturiol wedi'i falu'n fân, a gall yr ymyl flaen fod yn diriog iawn. Gall y radiws blaengar gyrraedd 0.002μm, a all wireddu torri uwch-denau a gall Mae'n arf peiriannu tra-gywirdeb cydnabyddedig, delfrydol ac unigryw ar gyfer prosesu trachywiredd workpiece hynod o uchel a garwedd wyneb hynod o isel.
② Offeryn diemwnt PCD: Mae diemwnt naturiol yn ddrud, a defnyddir diemwnt polycrystalline (PCD) yn eang wrth dorri. Ers y 1970au cynnar, datblygwyd diemwnt polycrystalline (Diemwnt Polycrystalline, PCD yn fyr) Ar ôl llwyddiant, mae diemwnt polycrystalline artiffisial wedi disodli offer diemwnt naturiol mewn sawl achlysur. Mae deunyddiau crai PCD yn gyfoethog mewn ffynonellau, a dim ond ychydig o ddegau i un rhan o ddeg o ddiamwntau naturiol yw ei bris.
Ni all offer PCD falu ymylon miniog iawn, ac nid yw ansawdd wyneb y darnau gwaith wedi'u prosesu cystal â diemwnt naturiol. Nid yw'n gyfleus cynhyrchu mewnosodiadau PCD gyda thorwyr sglodion yn y diwydiant. Felly, dim ond ar gyfer torri metelau anfferrus ac anfetelau y gellir defnyddio PCD, ac mae'n anodd cyflawni torri drych tra-fanwl.
③ offer diemwnt CVD: O ddiwedd y 1970au i'r 1980au cynnar, ymddangosodd technoleg diemwnt CVD yn Japan. Mae diemwnt CVD yn cyfeirio at synthesis ffilm diemwnt ar swbstradau heterogenaidd (fel carbid wedi'i smentio, cerameg, ac ati) trwy ddyddodiad anwedd cemegol (CVD). Mae gan diemwnt CVD yn union yr un strwythur a nodweddion â diemwnt naturiol.
Mae perfformiad diemwnt CVD yn agos iawn at berfformiad diemwnt naturiol, ac mae ganddo fanteision diemwnt grisial sengl naturiol a diemwnt polycrystalline (PCD), ac mae'n goresgyn eu diffygion i raddau.
⑵ Nodweddion perfformiad offer diemwnt
① Caledwch eithriadol o uchel a gwrthsefyll gwisgo: Diemwnt naturiol yw'r sylwedd anoddaf a geir mewn natur. Mae gan ddiamwnt wrthwynebiad gwisgo hynod o uchel. Wrth brosesu deunyddiau caledwch uchel, mae bywyd offer diemwnt 10 i 100 gwaith yn fwy nag offer carbid sment, neu hyd yn oed gannoedd o weithiau.
② Mae ganddo gyfernod ffrithiant isel iawn: mae'r cyfernod ffrithiant rhwng diemwnt a rhai metelau anfferrus yn is nag offer torri eraill, mae'r cyfernod ffrithiant yn isel, mae'r dadffurfiad wrth brosesu yn fach, a gall y grym torri. cael ei leihau.
③ Mae'r ymyl flaen yn finiog iawn: gellir hogi ymyl offer diemwnt, a gall yr offeryn diemwnt grisial sengl naturiol fod mor uchel â 0.002-0.008μm, y gellir ei ddefnyddio ar gyfer ultra - torri tenau a pheiriannu tra-gywirdeb.
④ Mae ganddo ddargludedd thermol uchel: mae gan ddiamwnt ddargludedd thermol uchel a thrylededd thermol, mae torri gwres yn hawdd ei wasgaru, ac mae tymheredd rhan dorri'r offeryn yn isel.
⑤ Cyfernod ehangu thermol isel: Mae cyfernod ehangu thermol diemwnt sawl gwaith yn llai na chyfernod carbid wedi'i smentio, ac mae'r newid ym maint yr offer a achosir gan dorri gwres yn fach iawn, sy'n arbennig o bwysig ar gyfer peiriannu manwl gywir ac uwch-fanwl sy'n gofyn am uchel. cywirdeb dimensiwn.
⑶ Cymhwyso offer diemwnt
Defnyddir offer diemwnt yn bennaf ar gyfer torri mân a diflasu metelau anfferrus a deunyddiau anfetelaidd ar gyflymder uchel. Mae'n addas ar gyfer prosesu gwahanol fathau o anfetelau sy'n gwrthsefyll traul, megis bylchau meteleg powdr FRP, deunyddiau ceramig, ac ati; metelau anfferrus amrywiol sy'n gwrthsefyll traul, megis amrywiol aloion silicon-alwminiwm; prosesu gorffen metel anfferrus amrywiol.
Anfantais offer diemwnt yw bod ganddynt sefydlogrwydd thermol gwael. Pan fydd y tymheredd torri yn fwy na 700 gradd i 800 gradd, bydd yn colli ei galedwch yn llwyr; yn ogystal, nid yw'n addas ar gyfer torri metelau fferrus, oherwydd diemwnt (carbon) yn hawdd i bondio â haearn ar dymheredd uchel. Mae'r weithred atomig yn trosi'r atomau carbon yn strwythur graffit, ac mae'r offeryn yn cael ei niweidio'n hawdd.
2. Mathau, priodweddau a nodweddion deunyddiau offer boron nitrid ciwbig a chymwysiadau offer
Mae boron nitrid ciwbig (CBN), yr ail ddeunydd superhard wedi'i syntheseiddio trwy ddull tebyg i ddiemwnt, yn ail yn unig i ddiemwnt o ran caledwch a dargludedd thermol. Mae ganddo sefydlogrwydd thermol ardderchog a gellir ei gynhesu i 10,000 gradd yn yr atmosffer. Nid yw ocsidiad yn digwydd. Mae gan CBN briodweddau cemegol hynod sefydlog ar gyfer metelau fferrus a gellir eu defnyddio'n helaeth wrth brosesu cynhyrchion dur.
llun
⑴ Mathau o offer torri boron nitrid ciwbig
Mae boron nitrid ciwbig (CBN) yn sylwedd nad yw'n bodoli mewn natur. Gellir ei rannu'n grisial sengl a polycrystalline, hynny yw, grisial sengl CBN a boron nitrid ciwbig polycrystalline (bornnitride ciwbig Polycrystalline, y cyfeirir ato fel PCBN). Mae CBN yn un o isomerau boron nitrid (BN), ac mae ei adeiledd yn debyg i strwythur diemwnt.
Mae PCBN (nitrid boron ciwbig polycrystalline) yn ddeunydd polycrystalline sy'n sinterio deunyddiau CBN dirwy trwy gyfnod bondio (TiC, TiN, Al, Ti, ac ati) o dan dymheredd uchel a phwysau uchel. Deunydd offeryn diemwnt, mae'n a diemwnt y cyfeirir ato ar y cyd fel deunydd offeryn superhard. Defnyddir PCBN yn bennaf i wneud cyllyll neu offer eraill.
Gellir rhannu offer PCBN yn fewnosodiadau PCBN annatod a mewnosodiadau cyfansawdd PCBN wedi'u sintro â carbid smentio.
Gwneir mewnosodiadau cyfansawdd PCBN trwy sintro haen o PCBN â thrwch o {{{{}}}}.5 i 1.0mm ar garbid wedi'i smentio â chryfder a chaledwch da. Mae gan ei berfformiad wydnwch da a chaledwch uchel a gwrthsefyll gwisgo. Mae problemau cryfder plygu isel ac anawsterau weldio mewnosodiadau CBN yn cael eu datrys.
⑵ Prif briodweddau a nodweddion boron nitrid ciwbig
Er bod caledwch boron nitrid ciwbig ychydig yn israddol i diemwnt, mae'n llawer uwch na deunyddiau caledwch uchel eraill. Mantais ragorol CBN yw bod ei sefydlogrwydd thermol yn llawer uwch na diemwnt, a all gyrraedd uwchlaw 1200 gradd (700-800 gradd ar gyfer diemwnt). adwaith. Mae prif nodweddion perfformiad boron nitrid ciwbig fel a ganlyn.
① Caledwch uchel a gwrthsefyll traul: Mae strwythur grisial CBN yn debyg i strwythur diemwnt, ac mae ganddo galedwch a chryfder tebyg i ddiamwnt. Mae PCBN yn arbennig o addas ar gyfer prosesu deunyddiau caledwch uchel a allai fod yn ddaear o'r blaen yn unig, a gall gael gwell ansawdd arwyneb y darnau gwaith.
② Sefydlogrwydd thermol uchel: Gall gwrthiant gwres CBN gyrraedd 1400-1500 gradd, sydd bron i 1 gwaith yn uwch na diemwnt (700-800 gradd). Gall offer PCBN dorri aloion tymheredd uchel a duroedd caled ar gyflymder 3 i 5 gwaith yn uwch na chyflymder offer carbid sment.
③ Sefydlogrwydd cemegol rhagorol: Nid oes ganddo ryngweithio cemegol â deunyddiau haearn ar 1200-1300 gradd, ac ni fydd yn gwisgo mor sydyn â diemwnt, a gall barhau i gynnal caledwch carbid smentio ar hyn o bryd; Mae offer PCBN yn addas ar gyfer torri Rhannau dur caled a haearn bwrw oer, gellir eu defnyddio'n helaeth wrth dorri haearn bwrw yn gyflym.
④ Dargludedd thermol da: Er nad yw dargludedd thermol CBN cystal â diemwnt, mae dargludedd thermol PCBN yn ail yn unig i ddiamwnt ymhlith gwahanol ddeunyddiau offer, ac mae'n llawer uwch na dur cyflym a charbid wedi'i smentio.
⑤ Cyfernod ffrithiant isel: Gall cyfernod ffrithiant isel leihau'r grym torri wrth dorri, lleihau'r tymheredd torri, a gwella ansawdd yr arwyneb wedi'i durnio.
⑶ Cymhwysiad offeryn nitrid boron ciwbig
Mae boron nitrid ciwbig yn addas ar gyfer gorffen gwahanol ddeunyddiau anodd eu torri megis dur caled, haearn bwrw caled, aloi tymheredd uchel, aloi caled, a deunyddiau chwistrellu wyneb. Gall y cywirdeb peiriannu gyrraedd IT5 (IT6 yw'r twll), a gall y garwedd arwyneb fod mor fach â Ra1.25-0.20μm.
Mae gan ddeunydd offer boron nitrid ciwbig galedwch a chryfder plygu gwael. Felly, nid yw offer troi nitrid boron ciwbig yn addas ar gyfer peiriannu garw gyda chyflymder isel a llwyth effaith uchel; Bydd ymyl adeiledig difrifol yn digwydd yn achos metel, a fydd yn dirywio'r wyneb durniwyd.
3. Mathau, priodweddau a nodweddion deunyddiau offer ceramig a chymwysiadau offer
Mae gan offer torri ceramig nodweddion caledwch uchel, ymwrthedd gwisgo da, ymwrthedd gwres rhagorol a sefydlogrwydd cemegol, ac nid ydynt yn hawdd eu bondio â metel. Mae offer torri ceramig mewn sefyllfa bwysig iawn mewn peiriannu CNC. Mae offer torri ceramig wedi dod yn un o'r prif offer torri ar gyfer torri a phrosesu deunyddiau anodd eu peiriant yn gyflym. Defnyddir offer torri ceramig yn eang mewn torri cyflym, torri sych, torri caled a thorri deunyddiau anodd eu peiriant. Gall cyllyll ceramig brosesu deunyddiau uchel-galed yn effeithlon na all cyllyll traddodiadol eu prosesu o gwbl, a sylweddoli "disodli malu â char"; gall y cyflymder torri gorau posibl o gyllyll ceramig fod 2 i 10 gwaith yn uwch na chyllyll carbid wedi'i smentio, gan wella'n fawr effeithlonrwydd cynhyrchu prosesu torri Y prif ddeunydd crai a ddefnyddir mewn deunyddiau offer ceramig yw'r elfen fwyaf helaeth yng nghramen y ddaear. Felly, mae poblogeiddio a chymhwyso offer ceramig o arwyddocâd mawr i wella cynhyrchiant, lleihau costau prosesu, ac arbed metelau gwerthfawr strategol, a bydd hefyd yn hyrwyddo datblygiad technoleg torri yn fawr. cynnydd.
llun
⑴ Mathau o ddeunyddiau offer ceramig
Yn gyffredinol, gellir rhannu'r mathau o ddeunyddiau offer ceramig yn dri chategori: cerameg sy'n seiliedig ar alwmina, cerameg sy'n seiliedig ar nitrid silicon, a serameg cyfansawdd silicon nitrid-alwminaidd. Yn eu plith, deunyddiau offer ceramig sy'n seiliedig ar alwmina a silicon nitrid yw'r rhai a ddefnyddir fwyaf. Mae perfformiad serameg sy'n seiliedig ar nitrid silicon yn well na serameg sy'n seiliedig ar alwmina.
⑵ Perfformiad a nodweddion offer torri ceramig
Mae nodweddion perfformiad offer torri ceramig fel a ganlyn:
① Caledwch uchel a gwrthsefyll gwisgo da: Er nad yw caledwch offer ceramig mor uchel â chaledwch PCD a PCBN, mae'n llawer uwch na charbid smentedig ac offer dur cyflym, gan gyrraedd 93-95HRA. Gall offer ceramig brosesu deunyddiau caledwch uchel sy'n anodd eu prosesu gydag offer traddodiadol, ac sy'n addas ar gyfer torri cyflym a thorri caled.
② Gwrthiant tymheredd uchel a gwrthsefyll gwres da: Gall offer ceramig barhau i dorri ar dymheredd uchel uwchlaw 1200 gradd. Mae gan gyllyll ceramig briodweddau mecanyddol tymheredd uchel da, ac mae ymwrthedd ocsideiddio cyllyll ceramig A12O3 yn arbennig o dda. Hyd yn oed os yw'r ymyl flaen mewn cyflwr coch-poeth, gellir ei ddefnyddio'n barhaus. Felly, gall offer ceramig gyflawni torri sych, a all arbed hylif torri.
③ Sefydlogrwydd cemegol da: nid yw offer torri ceramig yn hawdd i'w bondio â metel, ac maent yn gwrthsefyll cyrydiad ac yn sefydlog yn gemegol, a all leihau traul bondio offer torri.
④ Cyfernod ffrithiant isel: Mae'r affinedd rhwng offer torri ceramig a metel yn fach, ac mae'r cyfernod ffrithiant yn isel, a all leihau'r grym torri a'r tymheredd torri.
⑶ Cymhwyso cyllyll ceramig
Cerameg yw un o'r deunyddiau offer a ddefnyddir yn bennaf ar gyfer gorffennu cyflym a lled-orffen. Mae offer torri ceramig yn addas ar gyfer torri pob math o haearn bwrw (haearn bwrw llwyd, haearn hydwyth, haearn bwrw hydrin, haearn bwrw oer, haearn bwrw aloi uchel sy'n gwrthsefyll traul) a dur (dur strwythurol carbon, dur strwythurol aloi, dur cryfder uchel , dur manganîs uchel, dur diffodd ac ati), gellir ei ddefnyddio hefyd i dorri aloion copr, graffit, plastigau peirianneg a deunyddiau cyfansawdd.
Mae yna broblemau cryfder plygu isel a chadernid effaith wael ym mherfformiad deunyddiau offer ceramig, nad ydynt yn addas i'w torri o dan lwyth cyflymder ac effaith isel.
llun
4. Priodweddau a Nodweddion Deunyddiau Offer Torri Gorchuddio a Chymhwyso Offer Torri
Mae gorchuddio'r offeryn yn un o'r ffyrdd pwysig o wella perfformiad yr offeryn. Mae ymddangosiad offer torri wedi'i orchuddio wedi gwneud datblygiad mawr ym mherfformiad torri offer torri. Mae'r offeryn wedi'i orchuddio wedi'i orchuddio ag un neu fwy o haenau o gyfansoddyn anhydrin gydag ymwrthedd gwisgo da ar y corff offer llymach, sy'n cyfuno'r swbstrad offeryn â'r cotio caled, fel bod perfformiad yr offeryn yn gwella'n fawr. Gall offer torri gorchuddio wella effeithlonrwydd prosesu, gwella cywirdeb prosesu, ymestyn oes offer a lleihau costau prosesu.
Mae tua 80 y cant o'r offer torri a ddefnyddir mewn offer peiriant CNC newydd yn defnyddio offer gorchuddio. Offer torri gorchuddio fydd yr amrywiaeth offer pwysicaf ym maes peiriannu CNC yn y dyfodol.
llun
⑴ Mathau o offer wedi'u gorchuddio
Yn ôl gwahanol ddulliau cotio, gellir rhannu offer gorchuddio yn offer gorchuddio dyddodiad anwedd cemegol (CVD) ac offer gorchuddio dyddodiad anwedd corfforol (PVD). Yn gyffredinol, mae offer carbid wedi'i orchuddio yn defnyddio dyddodiad anwedd cemegol, ac mae'r tymheredd dyddodiad tua 1000 gradd. Yn gyffredinol, mae offer dur cyflymder uchel wedi'u gorchuddio yn defnyddio dyddodiad anwedd corfforol, ac mae tymheredd y dyddodiad tua 500 gradd;
Yn ôl y gwahanol ddeunyddiau swbstrad o offer wedi'u gorchuddio, gellir rhannu offer wedi'u gorchuddio yn offer gorchuddio carbid, offer gorchuddio dur cyflym, ac offer gorchuddio ar gerameg a deunyddiau superhard (diemwnt a boron nitrid ciwbig).
Yn ôl natur y deunydd cotio, gellir rhannu offer gorchuddio yn ddau gategori, sef offer gorchuddio "caled" ac offer gorchuddio 'meddal'. Y prif nodau a ddilynir gan offer gorchuddio "caled" yw caledwch uchel a gwrthsefyll gwisgo Ei brif fanteision yw caledwch uchel a gwrthsefyll gwisgo da, yn nodweddiadol haenau TiC a TiN. Y nod a ddilynir gan offer cotio "meddal" yw cyfernod ffrithiant isel, a elwir hefyd yn offer hunan-iro, ac mae ei ffrithiant gyda'r deunydd workpiece Mae'r cyfernod yn isel iawn, dim ond tua 0.1, a all leihau bondio, lleihau ffrithiant, lleihau grym torri a thymheredd torri.
Yn ddiweddar datblygodd offeryn nano-araen (Nanoeoating). Gall yr offeryn gorchuddio hwn ddefnyddio gwahanol gyfuniadau o ddeunyddiau cotio amrywiol (fel metel / metel, metel / cerameg, cerameg / cerameg, ac ati) i fodloni gwahanol ofynion swyddogaethol a pherfformiad. Gall gorchudd nano a ddyluniwyd yn gywir wneud i'r deunydd offeryn gael swyddogaethau gwrth-ffrithiant a gwrth-wisgo rhagorol ac eiddo hunan-iro, sy'n addas ar gyfer torri sych cyflym.
⑵ Nodweddion offer wedi'u gorchuddio
Mae nodweddion perfformiad offer wedi'u gorchuddio fel a ganlyn:
① Perfformiad mecanyddol a thorri da: Mae offer gorchuddio yn cyfuno priodweddau rhagorol y deunydd sylfaen a'r deunydd cotio, sydd nid yn unig yn cynnal caledwch da a chryfder uchel y sylfaen.
