Peilių kūrimas užima svarbią vietą žmonijos pažangos istorijoje. Jau 28–20 amžiuje prieš Kristų Kinijoje atsirado žalvariniai kūgiai ir variniai kūgiai, grąžtai, peiliai ir kiti variniai peiliai. Vėlyvuoju kariaujančių valstybių laikotarpiu (trečiajame amžiuje prieš Kristų) variniai peiliai buvo gaminami dėl įvaldytos karbiuravimo technologijos. To meto grąžtai ir pjūklai turėjo tam tikrų panašumų su šiuolaikiniais plokščiaisiais grąžtais ir pjūklais.
paveikslėlį
Trumpa pjovimo įrankių istorija
Spartus peilių vystymasis prasidėjo XVIII amžiaus pabaigoje, kai buvo kuriamos tokios mašinos kaip garo varikliai.
1783 m. René iš Prancūzijos pirmą kartą pagamino frezus. 1923 m. Vokietijos Schrotteris išrado cementinį karbidą. Kai naudojamas cementuotas karbidas, efektyvumas yra daugiau nei dvigubai didesnis nei greitaeigio plieno, taip pat labai pagerėja pjovimo būdu apdoroto ruošinio paviršiaus kokybė ir matmenų tikslumas.
Dėl didelės greitapjovio plieno ir cementuoto karbido kainos 1938 m. Vokietijos Degusa kompanija gavo keraminių peilių patentą. 1972 m. JAV „General Electric Company“ pagamino polikristalinio sintetinio deimantų ir polikristalinio kubinio boro nitrido peiliukus. Šios nemetalinės įrankių medžiagos leidžia įrankiui pjauti didesniu greičiu.
1969 m. Švedijos „Sandvik Steel Works“ gavo patentą gaminti titano karbidu dengtus karbido įdėklus cheminio garų nusodinimo būdu. 1972 m. Bangsha ir Lagolanas Jungtinėse Valstijose sukūrė fizinio nusodinimo garais metodą, skirtą padengti kietą titano karbido arba titano nitrido sluoksnį ant cementuoto karbido arba greitaeigių plieno įrankių paviršiaus. Paviršiaus dengimo metodas sujungia didelį pagrindinės medžiagos stiprumą ir kietumą su dideliu paviršiaus sluoksnio kietumu ir atsparumu dilimui, todėl kompozitinė medžiaga turi geresnes pjovimo savybes.
Dėl aukštos temperatūros, didelio slėgio, didelio greičio ir dalių, dirbančių korozinėse skystose terpėse, naudojamos vis daugiau sunkiau apdirbamos medžiagos, o pjovimo apdorojimo automatizavimo lygis ir apdirbimo tikslumo reikalavimai vis aukštesni. . Renkantis įrankio kampą, būtina atsižvelgti į įvairių veiksnių įtaką, pavyzdžiui, ruošinio medžiaga, įrankio medžiaga, apdirbimo savybės (šiurkštus ir galutinis apdirbimas) ir kt., kuriuos reikia pasirinkti pagrįstai, atsižvelgiant į konkrečią situaciją.
Įprastos įrankių medžiagos: greitaeigis plienas, cementuotas karbidas (įskaitant kermetą), keramika, CBN (kubinis boro nitridas), PCD (polikristalinis deimantas), nes jų kietumas yra kietesnis už vieną, todėl paprastai kalbant, pjovimo greitis taip pat yra vienas. aukštesnis už kitą.
Įrankio medžiagos veikimo analizė
Greitaeigis plienas: jį galima suskirstyti į įprastą greitaeigį plieną ir didelio našumo greitaeigį plieną.
Paprastas greitaeigis plienas, pvz., W18Cr4V, plačiai naudojamas įvairių sudėtingų peilių gamyboje. Jo pjovimo greitis paprastai nėra per didelis, o pjaunant įprastas plieno medžiagas jis yra 40-60m/min.
Didelio našumo greitaeigis plienas, pvz., W12Cr4V4Mo, išlydomas į įprastą greitaeigį plieną pridedant šiek tiek anglies, vanadžio, kobalto, aliuminio ir kitų elementų. Jo ilgaamžiškumas yra 1.{7}} karto didesnis nei paprasto greitapjovio plieno.
paveikslėlį
Cementuotas karbidas: pagal GB2075-87 (nurodant 190 standartą) jį galima suskirstyti į tris kategorijas: P, M ir K. P tipo cementuotas karbidas daugiausia naudojamas juodųjų metalų su ilgomis drožlėmis apdirbimui, o mėlyna naudojama kaip ženklas; Dažniausiai naudojamas M tipas. Jis naudojamas juodųjų ir spalvotųjų metalų apdirbimui ir yra pažymėtas geltona spalva, taip pat žinomas kaip bendrosios paskirties kietasis lydinys. K tipas daugiausia naudojamas juodųjų metalų, spalvotųjų metalų ir nemetalinių medžiagų apdirbimui su trumpomis drožlėmis, pažymėtas raudonai.
Arabiški skaitmenys už P, M ir K rodo jo veikimą ir apdorojimo apkrovą arba apdorojimo sąlygas. Kuo mažesnis skaičius, tuo didesnis kietumas ir prastesnis kietumas.
paveikslėlį
Keramika: Keraminės medžiagos turi gerą atsparumą dilimui ir gali apdoroti didelio kietumo medžiagas, kurias sunku arba neįmanoma apdoroti tradiciniais įrankiais. Be to, keraminiai pjovimo įrankiai gali išvengti atkaitinimo apdorojimo energijos sąnaudų, todėl taip pat gali padidinti ruošinio kietumą ir pailginti mašinos įrangos tarnavimo laiką.
Trintis tarp keraminio peiliuko ir metalo pjaunant yra maža, pjovimui nėra lengva prilipti prie ašmenų, taip pat nėra lengva pagaminti užstatytą briauną ir jis gali pjauti dideliu greičiu. Todėl tomis pačiomis sąlygomis ruošinio paviršiaus šiurkštumas yra palyginti mažas. Įrankio patvarumas kelis kartus ar net keliasdešimt kartų didesnis nei tradicinių įrankių, o tai sumažina įrankio keitimų skaičių apdirbimo metu.
Atsparumas aukštai temperatūrai, geras raudonas kietumas. Jis gali nepertraukiamai pjauti 1200 laipsnių kampu, todėl keraminių įdėklų pjovimo greitis gali būti daug didesnis nei cementuoto karbido. Jis gali atlikti greitą pjovimą arba „pakeisti šlifavimą tekinimo ir frezavimo“. Pjovimo efektyvumas yra 3-10 kartų didesnis nei tradicinių pjovimo įrankių, o darbo valandų, elektros energijos ir staklių skaičiaus sutaupymas pasiekiamas 30 proc. -70 proc. ar daugiau.
paveikslėlį
CBN: Tai antra pagal kietumą šiuo metu žinoma medžiaga. CBN kompozicinio lakšto kietumas paprastai yra HV3000 ~ 5000, turintis aukštą šiluminį stabilumą ir aukštą temperatūros kietumą bei didelį atsparumą oksidacijai. 1000 laipsnių C temperatūroje nevyksta oksidacija ir nevyksta jokia cheminė reakcija su geležies pagrindu pagamintomis medžiagomis esant 1200-1300 C laipsniui. Jis turi gerą šilumos laidumą ir mažą trinties koeficientą.
paveikslėlį
Polikristalinis deimantinis PCD: Deimantiniai peiliai pasižymi dideliu kietumu, dideliu gniuždymo stiprumu, geru šilumos laidumu ir atsparumu dilimui, todėl gali pasiekti aukštą apdorojimo tikslumą ir apdorojimo efektyvumą pjaustant dideliu greičiu. Kadangi PCD struktūra yra smulkiagrūdis deimantinis sukepintas korpusas su skirtingomis orientacijomis, jo kietumas ir atsparumas dilimui vis dar yra mažesni nei vieno kristalo deimantų, nepaisant to, kad pridėta rišiklio. Afinitetas su spalvotaisiais metalais ir nemetalinėmis medžiagomis yra labai mažas, o drožlių nėra lengva prilipti prie įrankio galo, kad apdirbant susidarytų užstatytas kraštas.
paveikslėlį
Apibendrinti
Kiekvienos medžiagos taikymo sritis
Greitaeigis plienas: daugiausia naudojamas tais atvejais, kai reikalingas didelis tvirtumas, pavyzdžiui, formuojant įrankius ir sudėtingas formas;
Cementuotas karbidas: plačiausias pritaikymo spektras, iš esmės tinkamas;
Keramika: daugiausia naudojama grubiam apdirbimui ir greitam kietųjų dalių tekinimo ir ketaus dalių apdirbimui;
CBN: daugiausia naudojamas tekinant kietas dalis ir greitam ketaus dalių apdirbimui (paprastai kalbant, jis yra efektyvesnis nei keramika, atsižvelgiant į atsparumą dilimui, atsparumą smūgiams ir atsparumą lūžiams);
PCD: daugiausia naudojamas didelio efektyvumo spalvotųjų metalų ir nemetalinių medžiagų pjovimui.
