В настоящее время широко используемые материалы для станков с ЧПУ включают алмазные инструменты, инструменты из кубического нитрида бора, керамические инструменты, инструменты с покрытием, инструменты из карбида и инструменты из быстрорежущей стали.

Tтипас из суттинг инструмент материал

Существует множество марок инструментальных материалов, и их эксплуатационные характеристики также сильно различаются. Основные эксплуатационные показатели различных инструментальных материалов следующие.

Инструментальные материалы для станков с ЧПУ необходимо выбирать в зависимости от обрабатываемой детали и характера процесса. Выбор инструментальных материалов должен соответствовать объекту обработки. Соответствие материалов режущего инструмента и объектов обработки в основном относится к согласованию механических свойств, физических свойств и химических свойств этих двух материалов для обеспечения максимально длительного срока службы инструмента и максимальной производительности обработки резанием.

Стратегия 1: Соответствие материала режущего инструмента механическим свойствам заготовки

Проблема согласования механических свойств между режущим инструментом и обрабатываемым объектом в основном относится к параметрам механических свойств, таким как прочность, ударная вязкость и твердость инструмента и материала заготовки. Инструментальные материалы с различными механическими свойствами подходят для обработки материалов заготовок.

1. Последовательность твердости материала инструмента: алмазный инструмент > инструмент из кубического нитрида бора > керамический инструмент > твердый сплав > быстрорежущая сталь.

2. Порядок прочности на изгиб материалов инструмента: быстрорежущая сталь > твердый сплав > керамический инструмент > инструмент из алмаза и кубического нитрида бора.

3 Порядок ударной вязкости инструментальных материалов: быстрорежущая сталь > твердый сплав > кубический нитрид бора, алмазные и керамические инструменты.

Материалы заготовок с высокой твердостью должны обрабатываться инструментами с более высокой твердостью. Твердость материала инструмента должна быть выше твердости материала заготовки. Как правило, она должна быть выше 60HRC. Чем выше твердость материала инструмента, тем выше его износостойкость. Например, когда количество кобальта в цементированном карбиде увеличивается, прочность и ударная вязкость увеличиваются, твердость уменьшается, и он подходит для грубой обработки; при уменьшении количества кобальта повышаются твердость и износостойкость, что подходит для отделки.

Инструменты с превосходными механическими свойствами при высоких температурах особенно подходят для высокоскоростной обработки. Отличные характеристики керамических инструментов при высоких температурах позволяют резать их на высоких скоростях, в 2-10 раз превышающих скорость резания по сравнению с твердосплавными.

Стратегия 2: Материал режущего инструмента должен соответствовать физическим свойствам обрабатываемого объекта.

Инструменты с различными физическими свойствами, такие как инструменты из быстрорежущей стали с высокой теплопроводностью и низкой температурой плавления, керамические инструменты с высокой температурой плавления и низким тепловым расширением, алмазные инструменты с высокой теплопроводностью и низким тепловым расширением, подходят для обработки материалов заготовки. . При обработке заготовки с плохой теплопроводностью следует использовать инструментальный материал с лучшей теплопроводностью, чтобы обеспечить быструю передачу тепла резания для снижения температуры резания. Благодаря высокой теплопроводности и температуропроводности алмаза теплота резания легко рассеивается и не вызывает больших тепловых деформаций, что особенно важно для прецизионной обработки инструментов с высокой размерной точностью.

1. Температура термостойкости различных инструментальных материалов: 700~800°C для алмазных резцов; 1300～1500°C для фрез из ПКНБ; 1100～1200°C для керамических фрез; 900～1100°C для твердых сплавов на основе TiC(N); Основа WC Ультрамелкозернистый твердый сплав от 800 до 900 ° C; HSS от 600 до 700°С.

2. Последовательность теплопроводности различных инструментальных материалов: PCD>PCBN>твердый сплав на основе WC>твердый сплав на основе TiC(N)>HSS>керамика на основе Si3N4>керамика на основе A1203.

3. Порядок коэффициента теплового расширения различных инструментальных материалов: HSS>твердый сплав на основе WC>TiC(N)>керамика на основе A1203>PCBN>керамика на основе Si3N4>PCD.

4. Порядок термостойкости различных инструментальных материалов: HSS>твердый сплав на основе WC>керамика на основе Si3N4>PCBN>PCD>твердый сплав на основе TiC(N)>керамика на основе A1203.

Стратегия 3: химические свойства материала режущего инструмента и обрабатываемого объекта совпадают

Согласование химических свойств материала режущего инструмента с объектом обработки в основном относится к согласованию химических свойств материала инструмента с химическим сродством, химической реакцией, диффузией и растворением материала заготовки. Материалы заготовок разные для разных материалов разные.

1. Температура разрыхления различных инструментальных материалов (со сталью): PCBN>Ceramic>Carbide>HSS.

2. Температура антиокисления различных инструментальных материалов: керамика>PCBN>твердый сплав>алмаз>HSS.

Диффузионная прочность трех видов инструментальных материалов: для стали, алмаза > керамики на основе Si3N4 > керамики на основе PCBN > керамики A1203; для титана, керамика на основе A1203>PCBN>SiC>Si3N4>алмаз.

Рекомендации по материалам для станков с ЧПУ

1. Твердость и износостойкость

Твердость материала инструмента должна быть выше, чем твердость материала заготовки, как правило, выше 60HRC. Как правило, чем выше твердость материала инструмента, тем выше износостойкость.

2. Прочность и прочность

Режущая часть инструмента подвергается большим силам резания и ударным нагрузкам. Поэтому материал инструмента должен обладать высокой прочностью и ударной вязкостью, чтобы выдерживать силы резания, удары и вибрации, а также предотвращать хрупкое разрушение и выкрашивание инструмента.

3. Тепловое сопротивление и теплопроводность

При высоких температурах инструмент может сохранять свою твердость и прочность. Чем лучше термостойкость, тем сильнее способность инструмента сопротивляться пластической деформации и противоизносная способность при высоких температурах. Чем лучше теплопроводность, тем легче отводится тепло, выделяющееся при резке. , тем самым снижая температуру режущей части и уменьшая износ инструмента.

4.Технологичность и экономичность

Для простоты изготовления инструментальный материал должен иметь хорошую обрабатываемость, в том числе способность к горячей обработке, обрабатываемость и характеристики шлифования, чтобы обеспечить высокую рентабельность.

В целом, PCBN, керамические инструменты, карбид с покрытием и карбидные инструменты на основе TiCN подходят для обработки с ЧПУ черных металлов, таких как сталь. Инструменты PCD подходят для цветных металлов, таких как Al, Mg, Cu и родственных сплавов. Обработка нерудных материалов.

В таблице ниже показаны некоторые материалы заготовок, которые подходят для обработки различных инструментальных материалов.