Промышленно развитые страны ранее проводили исследования по инструментам ПХД, и их приложения были относительно зрелыми. Начиная с первого синтетического синтетического алмаза в Швеции в 1953 году, исследование эффективности резки инструментов PCD принесло много результатов, а диапазон применения и использование инструментов PCD быстро расширялись. В настоящее время всемирно известные производители синтетических алмазных композитов в основном включают британские DeBeers, American GE и Sumitomo Electric Co., Ltd. По имеющимся данным, в первом квартале 1995 года только производство инструментария для ПКП в Японии достигло 107 000 человек. Диапазон применения инструментов PCD расширился от первоначального поворота до сверления и фрезерования. Обзор сверхтвердых инструментов, проведенный японской организацией, показывает, что основное внимание для людей, выбирающих инструменты PCD, основано на преимуществах точности поверхности, точности размеров и срока службы инструмента после обработки инструмента PCD. Технология синтеза алмазных композиционных листов также получила широкое развитие. DeBeers представила поликристаллические алмазные композитные листы диаметром 74 мм и толщиной слоя 0,3 мм.
Внутренний рынок инструментальных средств PCD также расширился благодаря разработке инструментальных технологий. В настоящее время в China First Automobile Group работает более 100 инструментов для обработки PCD, и многие компании на базе дерева также используют инструменты PCD для обработки древесных продуктов. Применение инструментов PCD также способствовало исследованию его технологий проектирования и производства. Внутренний университет Цинхуа, Далянский технологический университет, Университет науки и технологии Хуажжун, Технологический университет Цзилинь, Технологический институт Харбина и т. Д. Активно проводят исследования в этой области. В настоящее время диапазон обработки инструментов PCD расширился от традиционной обработки металлической резки до обработки камня, обработки древесины, композитов из металлической матрицы, стекла, инженерной керамики и других материалов. Благодаря анализу инструментальных средств PCD в последние годы инструменты PCD в основном используются в следующих двух аспектах: (1) Обработка трудноизвлекаемых цветных материалов: при обработке трудноизменяемых цветных материалов с обычными инструментами инструменты часто подвержены износу и низкой эффективности обработки. И другие недостатки, в то время как инструменты PCD могут демонстрировать хорошую производительность обработки. Например, инструменты PCD могут использоваться для эффективной обработки новых поршневых материалов двигателя - алюминиевого сплава кремния (исследование механизма обработки этого материала сделало прорыв). 2 Обработка неметаллических материалов, которые трудно обрабатывать: инструменты PCD идеально подходят для обработки трудноизменяемых неметаллических материалов, таких как камень, твердый углерод, углепластик (CFRP) и искусственные доски. Например, в 1990 году в Университете науки и технологий Huazhong была реализована обработка стекла с помощью инструментов PCD. В настоящее время применение ламинированных напольных покрытий и других древесных панелей (таких как МДФ) становится все более и более обширным. Обработка этих материалов инструментами PCD позволяет эффективно избежать дефектов легкого изнашивания инструментов.
Инструмент PCBN представляет собой искусственный кубический нитридный нитридный инструмент, который поддерживает высокую твердость при высоких температурах, главным образом для обработки черного металла. Кубический нитрид бора был впервые синтезирован General Electric (GE) в Соединенных Штатах в условиях высокой температуры и давления в 1950-х годах. Его твердость уступает только алмазу и намного выше, чем другие материалы. Это коллективно называют сверхтвердым материалом.
Область применения
Подходит для высокоскоростной и сверхскоростной технологии обработки:
Инструменты PCBN лучше всего подходят для высокоскоростной обработки чугуна, закаленной стали и других материалов. Соотношение между износом фланца инструмента и расстоянием резания при резке чугуна и закаленной стали инструментом PCBN можно увидеть: когда скорость резания превышает определенный предел, чем выше скорость резания, тем меньше скорость износа боковой поверхности инструмента PCBN, т. Е. Высокая скорость Срок службы инструмента под резкой достаточно высок, что особенно подходит для современной высокоскоростной обработки.
Лучший инструментальный материал для жесткой резки
Отделка оборудования для тушения (твердость HRC55 или выше) обычно осуществляется методом шлифования. Однако с разработкой инструментальных материалов и улучшением точности обработки токарных станков (в частности, токарных станков с ЧПУ), резка резки заменяет и измельчение Окончание окончательной обработки детали стало новым финишным маршрутом. Этот процесс шлифования машины имеет следующие преимущества:
(1) Он может улучшить гибкость обработки, прорваться через ограничение шлифования шлифовального круга и может обрабатывать заготовки с различными геометрическими формами путем изменения режущей кромки и метода резания;
(2) Проблемы защиты окружающей среды при резании становятся все более серьезными. Отработанная жидкость и отходы, образующиеся в процессе измельчения, все труднее обрабатывать и удалять, и это вредно для человеческого организма, а жесткая резка не требует добавления охлаждающей жидкости, что имеет большое значение;
(3) высокая эффективность резания, короткое время обработки, низкая стоимость инвестиций в оборудование и снижение стоимости обработки;
(4) Энергия, потребляемая для разрезания того же объема, составляет всего 20% от шлифования, поэтому вырабатываемая теплота меньше, обработанная поверхность менее подвержена ожогам и микротрещинам, а также легко поддерживать целостность свойств поверхности заготовки;
(5) При одинаковой скорости удаления металла жесткая резка экономит энергию по сравнению с шлифованием.
Обычно для жестких режущих инструментов используются керамика, вкладыши с покрытием из TiC и материалы для инструментов PCBN, но для жесткого вращения на более высоких скоростях (выше 1000 м / мин) PCBN является лучшим материалом для инструмента. Например, в коробке передач синхронизатора автомобильной коробки передач (материал 20CrMnTi, твердость HRC58-62), эффективность увеличивается более чем в 4 раза, а стоимость обработки снижается до 1/3 ~ 1 / от первоначального процесса измельчения. 2.
Идеальный инструмент для сухой обработки
Из-за экономических и экологических причин методы обработки сухой резки стали ключевой темой исследований в области механического производства в последние годы. Давайте сначала рассмотрим проблемы, связанные с использованием режущей жидкости в процессе мокрой резки:
(1) Долгосрочное воздействие воздуха или режущей жидкости, вызванное режущим теплом во время процесса резки, является туманным, что легко загрязняет окружающую среду и создает угрозу здоровью оператора. Добавки, такие как сера и хлор в режущей жидкости, более вредны и влияют на качество обрабатываемой поверхности;
(2) Использование режущей жидкости влияет на стоимость обработки. Согласно статистике, режущая жидкость составляет 15% от себестоимости продукции, тогда как стоимость инструмента составляет только от 3% до 4%;
(3) Утечка и переполнение режущей жидкости будут загрязнять окружающую среду и вызывать несчастные случаи в плане безопасности и качества;
(4) Передача, восстановление, фильтрация и другие устройства режущей жидкости и их эксплуатационные расходы являются высокими, что увеличивает себестоимость продукции.
Из-за вышеуказанных причин процесс сухой резки был применен достаточно хорошо в западных промышленно развитых странах. Процесс сухой резки «Красного Полумесяца», рекомендованный корпорацией Makino в США, не только максимизирует производительность резки инструмента, но также значительно повышает производительность по сравнению с мокрой резкой. Механизм состоит в том, что скорость резания высока, а сгенерированное тепло сосредоточено в передней части инструмента, так что материал вблизи зоны резания достигает красно-жаркого состояния, а предел текучести снижается, тем самым достигается эффект улучшения эффективности резания. Предпосылкой использования процесса сухой резки красного полумесяца является то, что при более высоких температурах резания значительно уменьшается прочность материала для резки, что упрощает его резку, а прочность материала инструмента должна иметь лучшую красную твердость и термическую стабильность при тех же условиях. Это также более подходит для сухой резки в условиях высокой скорости. Из сравнения сухой резки и влажной резки серого чугуна с резаком PCBN: PCBN - в случае высокоскоростной сухой резки. Более высокий срок службы инструмента, чем влажная резка.
Адаптировано к автоматизированной обработке и сложной обработке материалов
Ножи PCBN обладают высокой твердостью и износостойкостью, а также могут обрабатывать высокоточные детали (небольшая дисперсия) в течение длительного времени при высоких скоростях резания, что значительно сокращает время, необходимое для замены инструмента и компенсации износа инструмента. Поэтому он очень подходит для станков с ЧПУ и технологического оборудования с высокой степенью автоматизации и может обеспечить высокую эффективность полностью используемого оборудования.
При применении труднодоступных материалов инструменты PCBN также демонстрируют отличные характеристики, такие как материалы для поверхностной спрей-сварка (покрытие), обработка другими материалами, срок службы инструмента чрезвычайно низок и не может быть обработан шлифованием, а PCBN - Единственный подходящий материал инструмента, например, высоколегированный износостойкий чугун, используемый в оборудовании для нефтяной электростанции, с использованием инструментов PCBN для повышения эффективности резания более чем в 4 раза по сравнению с инструментами из цементированного карбида, стоимость штучных инструментов снизилась до 1/5. Кроме того, при обработке спеченных материалов, таких как цементированный карбид, инструменты PCBN также демонстрируют хорошую производительность резания.
Примеры применения инструментов PCBN
Из-за своей высокой твердости и износостойкости PCBN не реагирует с железистыми металлами при высоких температурах, поэтому в основном используется для резки материалов с высокой твердостью и труднодоступных материалов, таких как закаленная сталь и высоколегированная износостойкость. Резка труднодоступных материалов, таких как чугун, суперсплав, быстрорежущая сталь, поверхностно-спрей-сварные материалы и спеченные металлические материалы.
(1) Обработка закаленной стали может обеспечить эффект шлифовки на машине. Поскольку глубина резания более чем в десять раз больше, чем глубина шлифования, эффективность обработки высокая, а поверхность не горит. Если скользящая шестерня переменной скорости (20CrMnTi, твердость HRC58-62) обрабатывается автомобилем, эффективность резания увеличивается более чем в 4 раза по сравнению с первоначальным процессом измельчения.
(2) Обработка высоколегированных (18% вольфрама или хрома) износостойкого чугуна, скорость резания более чем в 10 раз выше, чем у режущих инструментов из твердого сплава, а эффективность резания увеличивается более чем в 4 раза.
(3) Обработка коррозионностойкого сплава на основе молибдена хрома кобальта, скорость резания PCBN составляет 160 м / мин, в 8 раз больше, чем у цементированных карбидных инструментов.
(4) Обработка материалов с термическим спреем (сварка распылением), сварки поверхностного распыления не могут быть измельчены, а эффективность резки карбидных инструментов крайне низкая. После переключения на инструменты PCBN эффективность обработки может быть улучшена, а стоимость обработки может быть сэкономлена более чем на 50%. Инструменты PCBN также могут использоваться для точной резки цветных металлов и обработки спеченных металлов.
топ