Vývoj nožov zaujíma významné postavenie v histórii ľudského pokroku. Už v 28. až 20. storočí pred Kristom sa v Číne objavili mosadzné a medené kužele, vrtáky, nože a iné medené nože. V neskorom období bojujúcich štátov (tretie storočie pred Kristom) sa medené nože vyrábali vďaka zvládnutiu technológie nauhličovania. Vŕtačky a píly v tom čase mali určité podobnosti s modernými plochými vŕtačkami a pílami.
obrázok
Stručná história rezných nástrojov
Rýchly rozvoj nožov prišiel koncom 18. storočia s vývojom strojov, ako sú parné stroje.
V roku 1783 René z Francúzska prvýkrát vyrobil frézy. V roku 1923 vynašiel nemecký Schrotter slinutý karbid. Pri použití slinutého karbidu je účinnosť viac ako dvojnásobná v porovnaní s rýchloreznou oceľou a výrazne sa zlepšuje aj kvalita povrchu a rozmerová presnosť obrobku spracovaného rezaním.
Kvôli vysokej cene rýchloreznej ocele a slinutého karbidu získala v roku 1938 nemecká spoločnosť Degusa patent na keramické nože. V roku 1972 spoločnosť General Electric Company v Spojených štátoch vyrobila čepele z polykryštalického syntetického diamantu a polykryštalického kubického nitridu bóru. Tieto nekovové materiály nástroja umožňujú rezanie pri vyšších rýchlostiach.
V roku 1969 švédska spoločnosť Sandvik Steel Works získala patent na výrobu karbidových doštičiek potiahnutých titánom pomocou chemického nanášania pár. V roku 1972 Bangsha a Lagolan v Spojených štátoch vyvinuli metódu fyzického nanášania pár na potiahnutie tvrdej vrstvy karbidu titánu alebo nitridu titánu na povrchu nástrojov zo slinutého karbidu alebo z rýchloreznej ocele. Metóda povrchového náteru kombinuje vysokú pevnosť a húževnatosť základného materiálu s vysokou tvrdosťou a odolnosťou povrchovej vrstvy proti opotrebovaniu, takže kompozitný materiál má lepší rezný výkon.
V dôsledku vysokej teploty, vysokého tlaku, vysokej rýchlosti a dielov pracujúcich v korozívnych tekutých médiách sa používa stále viac a viac ťažko obrobiteľných materiálov a úroveň automatizácie spracovania rezania a požiadavky na presnosť spracovania sú stále vyššie a vyššie. . Pri výbere uhla nástroja je potrebné zvážiť vplyv rôznych faktorov, ako je materiál obrobku, materiál nástroja, vlastnosti spracovania (hrubé a dokončovacie obrábanie) atď., ktoré je potrebné voliť rozumne podľa konkrétnej situácie.
Bežné nástrojové materiály: rýchlorezná oceľ, slinutý karbid (vrátane cermetu), keramika, CBN (kubický nitrid bóru), PCD (polykryštalický diamant), pretože ich tvrdosť je tvrdšia ako jedna, takže vo všeobecnosti je rýchlosť rezania tiež Jedna vyšší ako druhý.
Analýza výkonnosti materiálu nástroja
Rýchlorezná oceľ: Dá sa rozdeliť na bežnú rýchloreznú oceľ a vysokovýkonnú rýchloreznú oceľ.
Bežná rýchlorezná oceľ, ako napríklad W18Cr4V, je široko používaná pri výrobe rôznych zložitých nožov. Jeho rezná rýchlosť vo všeobecnosti nie je príliš vysoká a pri rezaní bežných oceľových materiálov je to 40-60 m/min.
Vysokovýkonná rýchlorezná oceľ, ako je W12Cr4V4Mo, sa taví pridaním určitého obsahu uhlíka, obsahu vanádu, kobaltu, hliníka a ďalších prvkov do bežnej rýchloreznej ocele. Jej trvanlivosť je 1.5-3-krát väčšia ako u bežnej rýchloreznej ocele.
obrázok
Slinutý karbid: Podľa GB2075-87 (odkaz na normu 190) ho možno rozdeliť do troch kategórií: P, M a K. Slinutý karbid typu P sa používa hlavne na spracovanie železných kovov s dlhými trieskami, a modrá sa používa ako značka; Používa sa hlavne typ M. Používa sa na spracovanie železných kovov a neželezných kovov a je označený žltou farbou, tiež známy ako univerzálna tvrdá zliatina. Typ K sa používa hlavne na spracovanie železných kovov, neželezných kovov a nekovových materiálov s krátkymi trieskami a je označený červenou farbou.
Arabské číslice za P, M a K označujú jeho výkon a zaťaženie spracovania alebo podmienky spracovania. Čím menšie číslo, tým vyššia tvrdosť a horšia húževnatosť.
obrázok
Keramika: Keramické materiály majú dobrú odolnosť proti opotrebeniu a dokážu spracovať materiály s vysokou tvrdosťou, ktoré je ťažké alebo nemožné spracovať tradičnými nástrojmi. Okrem toho sa keramické rezné nástroje môžu vyhnúť spotrebe energie pri spracovaní žíhaním, a tým aj zvýšiť tvrdosť obrobku a predĺžiť životnosť strojového zariadenia.
Trenie medzi keramickou čepeľou a kovom je pri rezaní malé, rezanie sa nedá ľahko prilepiť na čepeľ a nie je ľahké vytvoriť nahromadenú hranu a môže vykonávať vysokorýchlostné rezanie. Preto za rovnakých podmienok je drsnosť povrchu obrobku relatívne nízka. Trvanlivosť nástroja je niekoľkonásobne alebo dokonca niekoľkonásobne vyššia ako u tradičných nástrojov, čo znižuje počet výmen nástroja počas spracovania.
Vysoká teplotná odolnosť, dobrá červená tvrdosť. Môže rezať nepretržite pri 1200 stupňoch, takže rýchlosť rezania keramických doštičiek môže byť oveľa vyššia ako rýchlosť rezania slinutého karbidu. Dokáže vykonávať vysokorýchlostné rezanie alebo realizovať „nahradenie brúsenia sústružením a frézovaním“. Účinnosť rezania je 3-10-krát vyššia ako u tradičných rezných nástrojov a dosahuje sa efekt úspory pracovných hodín, elektriny a počtu obrábacích strojov o 30 percent -70 percent alebo viac.
obrázok
CBN: Toto je v súčasnosti známy materiál s druhou najvyššou tvrdosťou. Tvrdosť kompozitného plechu CBN je vo všeobecnosti HV3000 ~ 5000, ktorý má vysokú tepelnú stabilitu a tvrdosť pri vysokej teplote a má vysokú odolnosť proti oxidácii. Pri 1000 stupňoch C nedochádza k oxidácii a nedochádza k žiadnej chemickej reakcii s materiálmi na báze železa pri 1200-1300 stupňoch C. Má dobrú tepelnú vodivosť a nízky koeficient trenia.
obrázok
Polykryštalický diamant PCD: Diamantové nože sa vyznačujú vysokou tvrdosťou, vysokou pevnosťou v tlaku, dobrou tepelnou vodivosťou a odolnosťou proti opotrebovaniu a môžu dosiahnuť vysokú presnosť spracovania a efektivitu spracovania pri vysokorýchlostnom rezaní. Keďže štruktúra PKD je jemnozrnné diamantové spekané teleso s rôznymi orientáciami, jeho tvrdosť a odolnosť proti opotrebeniu sú stále nižšie ako u monokryštálového diamantu napriek pridania spojiva. Afinita k neželezným kovom a nekovovým materiálom je veľmi malá a triesky sa nedajú ľahko prilepiť na špičku nástroja, aby počas spracovania vytvorili nános.
obrázok
Zhrnúť
Rozsah použitia každého materiálu
Rýchlorezná oceľ: používa sa hlavne pri príležitostiach vyžadujúcich vysokú húževnatosť, ako sú tvarovacie nástroje a zložité tvary;
Slinutý karbid: najširší rozsah aplikácií, v podstate schopný;
Keramika: Používa sa hlavne pri hrubom obrábaní a vysokorýchlostnom obrábaní sústružníckych tvrdých dielov a liatinových dielov;
CBN: Používa sa hlavne pri sústružení tvrdých súčiastok a vysokorýchlostnom obrábaní liatinových súčiastok (všeobecne povedané, je účinnejší ako keramika, pokiaľ ide o odolnosť proti opotrebeniu, rázovú húževnatosť a odolnosť proti lomu);
PCD: Používa sa hlavne na vysokoúčinné rezanie neželezných kovov a nekovových materiálov.
