Vývoj nožů zaujímá významné postavení v historii lidského pokroku. Již ve 28. až 20. století před naším letopočtem se v Číně objevily mosazné kužely a měděné kužely, vrtáky, nože a další měděné nože. V pozdním období Válčících států (třetí století př. n. l.) byly vyrobeny měděné nože díky zvládnutí technologie nauhličování. Vrtačky a pily v té době měly určité podobnosti s moderními plochými vrtáky a pilami.
obrázek
Stručná historie řezných nástrojů
Rychlý rozvoj nožů přišel koncem 18. století s rozvojem strojů, jako jsou parní stroje.
V roce 1783 René z Francie poprvé vyrobil frézy. V roce 1923 vynalezl německý Schrotter slinutý karbid. Při použití slinutého karbidu je účinnost více než dvojnásobná ve srovnání s rychlořeznou ocelí a také se výrazně zlepší kvalita povrchu a rozměrová přesnost obrobku zpracovávaného řezáním.
Kvůli vysoké ceně rychlořezné oceli a slinutého karbidu získala v roce 1938 německá společnost Degusa patent na keramické nože. V roce 1972 vyrobila společnost General Electric Company ze Spojených států čepele z polykrystalického syntetického diamantu a polykrystalického kubického nitridu boru. Tyto nekovové materiály nástroje umožňují nástroji řezat vyššími rychlostmi.
V roce 1969 získala švédská společnost Sandvik Steel Works patent na výrobu karbidových břitových destiček potažených karbidem titanu chemickým nanášením par. V roce 1972 Bangsha a Lagolan ve Spojených státech vyvinuli metodu fyzikálního napařování k potažení tvrdé vrstvy karbidu titanu nebo nitridu titanu na povrchu nástrojů ze slinutého karbidu nebo rychlořezné oceli. Metoda povrchového lakování kombinuje vysokou pevnost a houževnatost základního materiálu s vysokou tvrdostí a odolností proti opotřebení povrchové vrstvy, takže kompozitní materiál má lepší řezný výkon.
Kvůli vysoké teplotě, vysokému tlaku, vysoké rychlosti a dílům pracujícím v korozivních tekutých médiích se používá stále více obtížně obrobitelných materiálů a úroveň automatizace řezání a požadavky na přesnost zpracování jsou stále vyšší a vyšší. . Při volbě úhlu nástroje je nutné zvážit vliv různých faktorů, jako je materiál obrobku, materiál nástroje, zpracovatelské vlastnosti (hrubovací a dokončovací obrábění) atd., které je nutné volit rozumně podle konkrétní situace.
Běžné nástrojové materiály: rychlořezná ocel, slinutý karbid (včetně cermetu), keramika, CBN (kubický nitrid bóru), PCD (polykrystalický diamant), protože jejich tvrdost je tvrdší než jedna, takže obecně je řezná rychlost také Jedna vyšší než druhý.
Analýza výkonnosti materiálu nástroje
Rychlořezná ocel: Lze ji rozdělit na běžnou rychlořeznou ocel a vysoce výkonnou rychlořeznou ocel.
Obyčejná rychlořezná ocel, jako je W18Cr4V, se široce používá při výrobě různých složitých nožů. Jeho řezná rychlost obecně není příliš vysoká a při řezání běžných ocelových materiálů je 40-60 m/min.
Vysoce výkonná rychlořezná ocel, jako je W12Cr4V4Mo, se taví přidáním určitého obsahu uhlíku, obsahu vanadu, kobaltu, hliníku a dalších prvků do běžné rychlořezné oceli. Její životnost je 1,{7}}krát větší než u běžné rychlořezné oceli.
obrázek
Slinutý karbid: Podle GB2075-87 (odkazující na normu 190) jej lze rozdělit do tří kategorií: P, M a K. Slinutý karbid typu P se používá hlavně pro zpracování železných kovů s dlouhými třískami, a modrá se používá jako značka; Používá se hlavně typ M. Používá se pro zpracování železných a neželezných kovů a je označen žlutou barvou, také známou jako univerzální tvrdá slitina. Typ K se používá především pro zpracování železných kovů, neželezných kovů a nekovových materiálů s krátkými třískami a je označen červeně.
Arabské číslice za P, M a K označují jeho výkon a zatížení zpracování nebo podmínky zpracování. Čím menší číslo, tím vyšší tvrdost a horší houževnatost.
obrázek
Keramika: Keramické materiály mají dobrou odolnost proti opotřebení a mohou zpracovávat materiály s vysokou tvrdostí, které je obtížné nebo nemožné zpracovat tradičními nástroji. Keramické řezné nástroje se navíc mohou vyhnout spotřebě energie při zpracování žíháním, a tím také zvýšit tvrdost obrobku a prodloužit životnost strojního zařízení.
Tření mezi keramickou čepelí a kovem je při řezání malé, řez není snadné přilnout k čepeli a není snadné vytvořit nahromaděnou hranu a může provádět vysokorychlostní řezání. Proto je za stejných podmínek drsnost povrchu obrobku relativně nízká. Trvanlivost nástroje je několikanásobně nebo dokonce desítkykrát vyšší než u tradičních nástrojů, což snižuje počet výměn nástrojů během zpracování.
Vysoká teplotní odolnost, dobrá červená tvrdost. Může řezat nepřetržitě při 1200 stupních, takže řezná rychlost keramických destiček může být mnohem vyšší než u slinutého karbidu. Může provádět vysokorychlostní řezání nebo realizovat „náhradu broušení soustružením a frézováním“. Účinnost řezání je 3-10krát vyšší než u tradičních řezných nástrojů a je dosaženo efektu úspory člověkohodin, elektřiny a počtu obráběcích strojů o 30 procent -70 procent nebo více.
obrázek
CBN: Jedná se o druhý aktuálně známý materiál s nejvyšší tvrdostí. Tvrdost kompozitního listu CBN je obecně HV3000 ~ 5000, který má vysokou tepelnou stabilitu a tvrdost při vysoké teplotě a má vysokou odolnost proti oxidaci. Při 1000 stupních C nedochází k oxidaci a nedochází k žádné chemické reakci s materiály na bázi železa při 1200-1300 stupních C. Má dobrou tepelnou vodivost a nízký koeficient tření.
obrázek
Polykrystalický diamant PCD: Diamantové nože mají vlastnosti vysoké tvrdosti, vysoké pevnosti v tlaku, dobré tepelné vodivosti a odolnosti proti opotřebení a mohou dosáhnout vysoké přesnosti zpracování a účinnosti zpracování při vysokorychlostním řezání. Vzhledem k tomu, že struktura PKD je jemnozrnné diamantové slinuté těleso s různými orientacemi, jeho tvrdost a odolnost proti opotřebení jsou stále nižší než u monokrystalického diamantu i přes přídavek pojiva. Afinita k neželezným kovům a nekovovým materiálům je velmi malá a třísky se nedají snadno ulpívat na hrotu nástroje, aby se během zpracování vytvořily nánosy.
obrázek
Shrnout
Rozsah použití každého materiálu
Rychlořezná ocel: používá se hlavně v případech vyžadujících vysokou houževnatost, jako jsou tvářecí nástroje a složité tvary;
Slinutý karbid: nejširší rozsah použití, v zásadě schopný;
Keramika: Používá se hlavně při hrubém obrábění a vysokorychlostním obrábění soustružení tvrdých dílů a litinových dílů;
CBN: Používá se hlavně při soustružení tvrdých dílů a vysokorychlostním obrábění litinových dílů (obecně řečeno, je účinnější než keramika, pokud jde o odolnost proti opotřebení, rázovou houževnatost a odolnost proti lomu);
PCD: Používá se hlavně pro vysoce účinné řezání neželezných kovů a nekovových materiálů.
